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Soil Nitrogen Availability in Tallgrass Prairie Under the Fire–Grazing Interaction

2006; Elsevier BV; Volume: 59; Issue: 6 Linguagem: Espanhol

10.2111/05-088r2.1

1551-5028

R. H. Anderson, Samuel D. Fuhlendorf, David M. Engle,

Soil Carbon and Nitrogen Dynamics

Fire and grazing are interactive disturbance processes that are important to the structure and function of grassland ecosystems. Studies of nitrogen (N) availability report different effects following grazing and fire. However, these studies have largely neglected the spatially controlled interaction between fire and grazing. The objective of our work was to evaluate an application of the fire–grazing interaction model on N availability in a tallgrass prairie. We compared patches within a shifting mosaic landscape where each patch varied in time since focal disturbance (fire and intense grazing disturbance). We also evaluated N availability on a burned and grazed landscape where fires and moderate grazing occurred annually and uniformly across the entire landscape. These treatments were both burned and grazed where the only difference was spatial and temporal variability in fire application and grazing disturbance. Samples were collected from upland sites in May of 2003 and 2004. Total soil inorganic N (NH4+-N + NO3−-N) and a growth chamber experiment with hard red winter wheat (Triticum aestivum L. cv. Jagger) were used to evaluate potential N availability. Our study produced patterns of N availability that are more similar to studies of grazing lawns where N availability is enhanced by focal grazing than from studies of fire without grazing. Overall, our study demonstrates that fire and grazing are interactive. Unburned patches have minimal grazing pressure and low N availability. Fire–grazing interaction may provide a management alternative that enables sustainable livestock production, through increased carrying capacity in focally disturbed patches, concomitant with biological diversity in tallgrass prairie. El fuego y el apacentamiento son procesos interactivos de disturbio que son importantes para la estructura y funcionamiento de los ecosistemas de pastizal. Los estudios de disponibilidad de nitrógeno (N) reportan diferentes efectos después del apacentamiento y el fuego. Sin embargo, estos estudios en gran parte han negado la interacción espacialmente controlada entre el fuego y el apacentamiento. El objetivo de nuestro trabajo fue evaluar una aplicación del modelo de interacción fuego-apacentamiento sobre la disponibilidad de N en una pradera de zacates altos. Compramos parches dentro de un paisaje de mosaicos cambiantes, donde cada parche varió en tiempo por el disturbio focal (disturbio de fuego y apacentamiento intenso). También evaluamos la disponibilidad de N en un paisaje quemado y apacentado, donde los fuegos y el apacentamiento moderado ocurren anualmente y uniformemente a través de todo el paisaje. Estos tratamientos fueron tanto quemados y apacentados donde la única diferencia fue espacial y la variabilidad temporal en la aplicación del fuego y disturbio de apacentamiento. Las muestras fueron colectadas de mesetas en Mayo del 2003 y 2004. El N inorgánico total del suelo (NH4+-N + NO3−-N) y un experimento en cámara de crecimiento con trigo rojo invernal (Triticum aestivum L. cv. Jagger) fueron usados para evaluar la disponibilidad potencial de N. Nuestro estudio produjo patrones de disponibilidad de N que son más similares a los estudios de apacentamiento de praderas, donde la disponibilidad de N es aumentada por el apacentamiento focal, que a los de estudios de fuego sin apacentamiento. En general, nuestro estudio demuestra que el fuego y el apacentamiento son interactivos. Los parches sin quemar tienen una presión de apacentamiento mínima y una baja disponibilidad de N. La interacción fuego-apacentamiento pude proveer una alternativa de manejo que permite la producción sustentable de ganado, por medio de un aumento de la capacidad de carga en los parches focalmente disturbados, concomitante con la diversidad biológica de las praderas de zacates altos.