Fall fertilization of Pinus resinosa seedlings: nutrient uptake, cold hardiness, and morphological development

Abstract

Abstract• Fall fertilization may increase plant nutrient reserves, yet associated impacts on seedling cold hardiness are relatively unexplored.• Bareroot red pine (Pinus resinosa Ait.) seedlings in north-central Minnesota, USA were fall fertilized at the end of the first growing season with ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) at 0, 11, 22, 44, or 89 kg N ha −1 . Seedling morphology and cold hardiness [assessed by freeze induced electrolyte leakage (FIEL)] were evaluated six weeks after fertilization and following the second growing season.• Seedling height and number of needle primordia increased with fertilizer rate for both sampling years. Seedlings fertilized with 44 and 89 kg N ha −1 attained target height (15 cm) after the second growing season. Shoot and root N concentration increased after the first growing season in fall fertilized seedlings compared to controls. Fall fertilized seedlings had lower FIEL (i.e., increased cold hardiness) compared to controls when tested at -40 • C after the first growing season, but no significant differences in FIEL of control and fertilized seedlings were observed after the second growing season.• Results suggest that fall fertilization of red pine seedlings can help render desired target height in the nursery, while maintaining or increasing cold hardiness levels. Mots-clés :rusticité au froid / croissance / fertilisation azotée / primordiums d'aiguilles Résumé -Fertilisation automnale des plants de Pinus resinosa : absorption des éléments nutritifs, rusticité au froid, et développement morphologique.• La fertilisation automnale peut augmenter les réserves en éléments nutritifs des plants, mais les répercussions sur la rusticité au froid des semis sont encore relativement inexplorées.• Des plants à racines nues de Pinus resinosa Ait.dans le centre-nord du Minnesota (USA) ont été fertilisés à l'automne à la fin de la première saison de croissance avec du nitrate d'ammonium (NH 4 NO 3 ) à 0, 11, 22, 44, ou 89 kg N ha −1 . La morphologie des plants et la rusticité au froid [estimée par la fuite d'électrolyte (FIEL) induite par le gel] ont été évaluées six semaines après la fertilisation et à la suite dans la deuxième saison de croissance.• La hauteur des plants et le nombre de primordiums d'aiguilles ont augmenté avec le taux de fertilisation pour les deux années d'échantillonnage. Les plants fertilisés avec 44 et 89 kg N ha −1 ont atteint l'objectif de hauteur (15 cm) après la deuxième saison de croissance. La concentration en N des tiges et des racines a augmenté après la première saison de croissance chez les plants fertilisés à l'automne par rapport aux témoins. Les plants fertilisés à l'automne ont eu un plus faible FIEL (c'est-à-dire, une augmentation de rusticité), comparativement aux témoins lors du test à -40 • C après la première saison de croissance, mais aucune différence significative de FIEL entre plants fertilisés et témoins n'a été observée après la deuxième saison de croissance.• Les résultats suggèrent que la fertilisation d'automne des plants de Pinus resinosa...

Effect of fall-applied nitrogen on growth, nitrogen storage and frost hardiness of bareroot Larix olgensis seedlings

“…Consequently, proper seedling nutrition at the nursery is a critical cultural practice for subsequent field performance (Birchler et al 2001). If nutrient uptake is limited in the nursey without supplemental fertilization, biomass accumulation during hardening may lead to an internal nutrient dilution (Boivin et al 2004); nutrient dilution can be averted by applying fertilizer in the fall (Boivin et al 2002, Islam et al 2009). …”

Combined effects of short-day treatment and fall fertilization on growth, nutrient status, and spring bud break of Pinus tabulaeformis seedlings

“…Simultaneously, greater height growth increment was detected at the high N rate, similar to findings with Pinus resinosa Ait. (Islam et al 2009) and Larix olgensis (Li et al 2012), but in contrast to Pinus elliottii var. elliottii and Pinus taeda in which heights were not affected by fall fertilization (Sung et al 1997, Irwin et al 1998, VanderSchaaf & McNabb 2004.…”

“…elliottii and Pinus taeda in which heights were not affected by fall fertilization (Sung et al 1997, Irwin et al 1998, VanderSchaaf & McNabb 2004. Islam et al (2009) seedlings demonstrated that fall fertilization of Pinus resinosa resulted in a swollen terminal bud (i.e., 9 mm vs. 18 mm for non-fertilized and fertilized seedlings, respectively).…”

“…Simultaneously, enhanced stem and root N concentration was found in fall fertilized seedlings of Chinese pine and other Pinus spp. (Sung et al 1997, Irwin et al 1998, Islam et al 2009). …”

“…The effect of fall fertilization on seedling functional attributes, especially nutrient reserves, is dependent on nitrogen (N) source (Van Den Driessche 1985), rate (Islam et al 2009, Andivia et al 2011, timing (Oliet et al 2011), application method (Boivin et al 2004), and nutrient status prior to fall fertilization (Li et al 2014). If short-day treated seedlings were kept in the nursery and fertilized during fall instead of being shipped to the field for summer planting, than this may further alter their morphological and physiological attributes.…”