Abstract Bioenergy buffers planted with fast-growing woody crops such as hybrid poplars (Populus spp.) are increasingly integrated into agricultural land to enhance the provision of ecosystem services. Genotype and planting stock type selection may influence buffer establishment success and soil properties, which may affect buffer functions such as soil nutrient removal, hydrological regulation (i.e. soil dewatering) or local climate regulation (i.e. temperature reduction). This farm-scale study tested the effects of two unrelated hybrid poplar genotypes (P. deltoides × P. nigra, genotype D × N-3570 and P. maximowiczii × P. balsamifera, genotype M × B-915311) and two planting stock types (unrooted whips and bare-root stocks) on biomass growth, soil nutrient availability and soil microclimate in 15 m wide bioenergy buffers located downslope of hayfields in the cold temperate region of southern Quebec, Canada. Poplar genotype had an important effect on biomass growth, soil microclimate and the supply rates of several macronutrients and micronutrients, while planting stock type had little effect on these variables. The P. maximowiczii × P. balsamifera genotype produced the highest biomass and had generally lower nutrient availability in the soil, but not for soil NO3, which was less available under the P. deltoides × P. nigra genotype. Compared to the hayfield soils, only the P. maximowiczii × P. balsamifera genotype maintained a lower supply rate of available P in the buffer soil. Compared to the hayfield soils, NH4 supply rates were lower in the buffers for both genotypes, while NO3 supply rates were similar or higher. Both genotypes had the capacity to maintain cooler soil temperatures and lower moisture content in the soil of the buffer compared to the adjacent hayfields, but this capacity was greater for the P. maximowiczii × P. balsamifera genotype. Because plant-soil interactions are strongly affected by hybrid poplar genetics, genotype selection is an important consideration in the design of multifunctional agricultural buffers. In temperate agroecosystems, future studies should try to identify productive poplar genotypes that would decrease topsoil NO3 and P availability and reduce soil water content in order to minimize potential N and P losses from buffer soils during runoff events.

中文翻译：

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在农田的混合杨树生物能源缓冲区中，土壤养分有效性和小气候受基因型的影响比受种植种群类型的影响更大

摘要 种植快速生长的木本作物如杂交杨树 (Populus spp.) 的生物能源缓冲区越来越多地融入农田，以加强生态系统服务的提供。基因型和种植种群类型选择可能会影响缓冲建立成功和土壤特性，这可能会影响缓冲功能，例如土壤养分去除、水文调节（即土壤脱水）或当地气候调节（即降温）。该农场规模研究测试了两种不相关的杂交杨树基因型（P. deltoides × P. nigra，基因型 D × N-3570 和 P. maximowiczii × P. balsamifera，基因型 M × B-915311）和两种种植种群类型的影响（无根鞭子和裸根砧木）对生物量增长的影响，位于加拿大魁北克南部寒冷温带地区干草场下坡的 15 m 宽生物能源缓冲区中的土壤养分有效性和土壤微气候。杨树基因型对生物量生长、土壤小气候以及几种常量营养素和微量营养素的供给率有重要影响，而种植种群类型对这些变量影响不大。P. maximowiczii × P. balsamifera 基因型产生最高的生物量，土壤中的养分利用率普遍较低，但土壤 NO3 则不然，在 P. deltoides × P. nigra 基因型下土壤 NO3 的利用率较低。与草场土壤相比，只有 P. maximowiczii × P. balsamifera 基因型在缓冲土壤中保持较低的有效磷供应率。与干草土壤相比，两种基因型的缓冲液中的 NH4 供应率较低，而 NO3 供应率相似或更高。与相邻的干草场相比，这两种基因型都能够在缓冲区的土壤中保持较低的土壤温度和较低的水分含量，但这种能力对于 P. maximowiczii × P. balsamifera 基因型来说更大。由于植物-土壤相互作用受杂交杨树遗传的强烈影响，基因型选择是多功能农业缓冲区设计中的一个重要考虑因素。在温带农业生态系统中，未来的研究应尝试确定可降低表土 NO3 和 P 可用性并降低土壤含水量的多产杨树基因型，以最大程度地减少径流事件期间缓冲土壤中潜在的 N 和 P 损失。与相邻的干草场相比，这两种基因型都能够在缓冲区的土壤中保持较低的土壤温度和较低的水分含量，但这种能力对于 P. maximowiczii × P. balsamifera 基因型来说更大。由于植物-土壤相互作用受杂交杨树遗传的强烈影响，基因型选择是多功能农业缓冲区设计中的一个重要考虑因素。在温带农业生态系统中，未来的研究应尝试确定可降低表土 NO3 和 P 可用性并降低土壤含水量的多产杨树基因型，以最大程度地减少径流事件期间缓冲土壤中潜在的 N 和 P 损失。与相邻的干草场相比，这两种基因型都能够在缓冲区的土壤中保持较低的土壤温度和较低的水分含量，但这种能力对于 P. maximowiczii × P. balsamifera 基因型来说更大。由于植物-土壤相互作用受杂交杨树遗传的强烈影响，基因型选择是多功能农业缓冲区设计中的一个重要考虑因素。在温带农业生态系统中，未来的研究应尝试确定可降低表土 NO3 和 P 可用性并降低土壤含水量的多产杨树基因型，以最大程度地减少径流事件期间缓冲土壤中潜在的 N 和 P 损失。由于植物-土壤相互作用受杂交杨树遗传的强烈影响，基因型选择是多功能农业缓冲区设计中的一个重要考虑因素。在温带农业生态系统中，未来的研究应尝试确定可降低表土 NO3 和 P 可用性并降低土壤含水量的多产杨树基因型，以最大程度地减少径流事件期间缓冲土壤中潜在的 N 和 P 损失。由于植物-土壤相互作用受杂交杨树遗传的强烈影响，基因型选择是多功能农业缓冲区设计中的一个重要考虑因素。在温带农业生态系统中，未来的研究应尝试确定可降低表土 NO3 和 P 可用性并降低土壤含水量的多产杨树基因型，以最大程度地减少径流事件期间缓冲土壤中潜在的 N 和 P 损失。