Effects of repeated fertilization on needle longevity, foliar nutrition, effective leaf area index, and growth characteristics of lodgepole pine in interior British Columbia, Canada Isaac G. Amponsah, Philip G. Comeau, Robert P. Brockley, and Victor J. Lieffers Abstract: We investigated the effects of repeated fertilization (either periodically every 6 years or annual fertilization) on needle longevity and growth response in two juvenile lodgepole pine (Pinus contorta Dougl. var. latifolia Engelm.) stands in the interior of British Columbia, Canada. Annual fertilization decreased needle longevity by 23% at the Kenneth Creek site and by 30% at Sheridan Creek, compared with the control treatments at each site. At Sheridan, repeated fer- tilization significantly increased effective leaf area index, foliated shoot length, and annual shoot growth. However, none of these variables was significantly altered by repeated fertilization at Kenneth. At both locations, fertilization elevated nutrient concentrations in the current year’s foliage. Annual fertilization increased nitrogen concentration in mid-crown branches of retained cohorts (1998–2002) at both study sites. Furthermore, annual nitrogen addition apparently induced or exacerbated copper and iron deficiency in these stands, especially at Kenneth Creek, which may be related to the premature loss of foliage. Nutrient imbalance may also be related to poor effective leaf area index and growth response at Kenneth Creek. Stem growth efficiency declined with annual fertilization at Kenneth Creek because of accelerated turnover of needles, increased allocation of growth to branches, and probably reduced photosynthetic capacity. Résumé : Les auteurs ont étudié les effets d’une fertilisation répétée (soit périodiquement à tous les six ans ou annuel- lement) sur la longévité des aiguilles et la croissance de deux jeunes peuplements de pin lodgepole (Pinus contorta Dougl. var. latifolia Engelm.) situés à l’intérieur des terres en Colombie-Britannique, au Canada. La fertilisation annuelle a réduit la longévité des aiguilles de 23 % à la station de Kenneth Creek et de 30 % à celle de Sheridan Creek compa- rativement au traitement témoin dans chacune des stations. À Sheridan Creek, la fertilisation répétée a significativement augmenté l’indice de surface foliaire effective (LAI e ), la longueur des pousses avec du feuillage et la croissance an- nuelle des pousses. Cependant, aucune de ces variables n’a été significativement affectée par une fertilisation répétée à Kenneth Creek. Aux deux endroits, la fertilisation a augmenté la concentration des nutriments dans le feuillage de l’année. La fertilisation annuelle a augmenté la concentration d’azote dans les branches des cohortes qui avaient été re- tenues (1998–2002) au centre de la cime dans les deux stations. De plus, l’ajout annuel d’azote a apparemment provo- qué ou aggravé des déficiences en cuivre et fer dans ces peuplements, particulièrement à Kenneth Creek, possiblement en lien avec la perte prématurée de feuillage. Le déséquilibre nutritif pourrait aussi être relié à un faible indice de sur- face foliaire et une croissance réduite à Kenneth Creek. L’efficacité de croissance de la tige a diminué avec la fertilisa- tion annuelle à Kenneth Creek à cause du remplacement accéléré des aiguilles, de l’allocation accrue de croissance aux branches et de la réduction probable de la capacité photosynthétique. [Traduit par la Rédaction] Amponsah et al. 451 Introduction Leaf area index (LAI; leaf area per unit ground area) is considered to be one of the major factors that influences forest productivity and stand dynamics (Waring and Schlesinger 1985; Oliver and Larson 1996). LAI can vary considerably among stands growing in different environments. The amount of leaf area on a tree depends upon needle production and needle retention, both of which can be influenced by edaphic or clima- tic factors (Reich et al. 1995) as well as by crown closure. Can. J. For. Res. 35: 440–451 (2005) doi: 10.1139/X04-200 © 2005 NRC Canada 440 Received 21 July 2004. Accepted 15 November 2004. Published on the NRC Research Press Web site at http://cjfr.nrc.ca on 9 March 2005. I.G. Amponsah, 1,2 P.G. Comeau, and V.J. Lieffers. Centre for Enhanced Forest Management, Department of Renewable Resources, University of Alberta, 442 Earth Sciences Building, Edmonton, AB T6G 2E3, Canada. R.P. Brockley. British Columbia Ministry of Forests, 3401 Reservoir Road, Vernon, BC V1B 2C7, Canada. 1 Corresponding author (iamponsa@nrcan.gc.ca). 2 Present address: Great Lakes Forestry Centre, Canadian Forest Service, Natural Resources Canada, 1219 Queen Street East, Sault Ste. Marie, ON P6A 2E5, Canada.