Impacts of grazing systems on soil compaction and pasture production in Alberta

N. T. Donkor, J. V. Gedir, R. J. Hudson, E. W. Bork, D. S. Chanasyk, M. A. Naeth
2002 Canadian Journal of Soil Science  
systems on soil compaction and pasture production in Alberta. Can. J. Soil Sci. 82: 1-8. Livestock trampling impacts have been assessed in many Alberta grassland ecosystems, but the impacts of animal trampling on Aspen Boreal ecosystems have not been documented. This study compared the effects of high intensity [4.16 animal unit month per ha (AUM) ha -1 ] short-duration grazing (SDG) versus moderate intensity (2.08 AUM ha -1 ) continuous grazing (CG) by wapiti (Cervus elaphus canadensis) on
more » ... canadensis) on soil compaction as measured by bulk density at field moist condition (Db f ) and penetration resistance (PR). Herbage phytomass was also measured on grazed pastures and compared to an ungrazed control (UNG). The study was conducted at Edmonton, Alberta, on a Dark Gray Luvisolic soil of loam texture. Sampling was conducted in the spring and fall of 1997 and 1998. Soil cores were collected at 2.5-cm intervals to a depth of 15-cm for measurement of bulk density (Db f ) and moisture content. Penetration resistance to 15 cm at 2.5-cm intervals was measured with a hand-pushed cone penetrometer. The Db f and PR of the top 10-cm of soil were significantly (P ≤ 0.05) greater by 15 and 17% under SDG than CG, respectively, by wapiti. Generally, Db f in both grazing treatments decreased over winter at the 0-7.5 cm and 12.5-15 cm depths, suggesting that freeze-thaw cycles over the winter alleviated compaction. Soil water content under SDG was significantly (P < 0.05) lower than CG. Total standing crop and fallen litter were significantly (P ≤ 0.05) greater in CG treatment than the SDG. The SDG treatment had significantly (P ≤ 0.05) less pasture herbage than CG areas in the spring (16%) and fall (26%) of 1997, and in the spring (22%) and fall (24%) of 1998, respectively. The SDG did not show any advantage over CG in improving soil physical characteristics and herbage production. . et Naeth, M. A. 2002. Conséquences des régimes de paissance sur le compactage du sol et la production de pâturages en Alberta. Can. J. Soil Sci. 82: 1-8. Les conséquences du piétinement sur de nombreux écosystèmes de graminées de l'Alberta ont déjà fait l'objet d'une évaluation, mais on ne sait pas grand-chose des répercussions d'un tel compactage sur les prairies-parcs boréales de trembles. Les auteurs ont comparé les effets d'une paissance de courte durée (PCD), à forte intensité (4,16 unités animales-mois par hectare), sur le compactage du sol à ceux d'une paissance continue (PC) d'intensité moyenne (2,08 UAM par hectare) par les wapitis (Cervus elaphus canadensis). Le compactage a été établi d'après le poids volumique apparent dans les champs humides (Db f ) et la résistance à la pénétration (RP). Les auteurs ont aussi mesuré la phytomasse des herbages dans les parcelles pâturées et les parcelles intactes servant de témoin. L'étude s'est déroulée à Edmonton (Alberta) sur des luvisols gris foncés à texture loameuse. L'échantillonnage a eu lieu au printemps et à l'automne 1997 et 1998. Pour cela, les auteurs ont prélevé des carottes de sol jusqu'à une profondeur de 15 cm, à intervalles de 2,5 cm, et en ont établi le poids volumique apparent (Db f ) et la teneur en eau. Ils ont mesuré la résistance à la pénétration à la même profondeur, également à intervalles de 2,5 cm, avec un pénétromètre manuel à pointe conique. Dans la couche supérieure de 10 cm, le Db f et la RP sont sensiblement plus élevés (P ≤ 0,05) avec la PCD que la PC par les wapitis (de 15 % et de 17 %, respectivement). En général, aux profondeurs de 0 à 7,5 cm et de 12,5 à 15 cm, le Db f diminue pendant l'hiver pour les deux régimes, signe que la succession de gels et de dégels durant cette période atténue le compactage. En régime PCD, le sol renferme sensiblement moins d'eau (P < 0,05) qu'avec la PC. Au total, les peuplements sur pied et les débris végétaux au sol sont sensiblement plus nombreux (P ≤ 0,05) avec la PC que la PCD. La quantité d'herbages sur les parcelles PCD était sensiblement plus faible (P ≤ 0,05) que sur les parcelles PC au printemps (16 %) et à l'automne (26 %) de 1997, ainsi qu'au printemps (22 %) et à l'automne (24 %) de 1998. La PCD ne semble procurer aucun avantage sur la PC pour ce qui est d'améliorer les propriétés physiques du sol et la production d'herbages. Mots clés: Poids volumique apparent, Cervus elaphus, teneur en eau, résistance à la pénétration, production de pâturages Wapiti and other diversified ruminant livestock are raised in pasture-based systems and provide the opportunity to enhance the efficient and sustainable use of these areas. Determining an optimal grazing rotation to ensure sustain-able pasture use goes beyond the simple examination of vegetation removal. Modification of soil physical properties by hoof action, in concert with reduced vegetation cover, often results in increased bulk density and penetration resistance of soils (Wood and Blackburn 1981; Blackburn 1984) . Several studies (e.g., Heydon et al. 1993 ) have demonstrated significant differences in forage intake rates between 1 3 To whom correspondence should be addressed (e-mail: robert.hudson@ualberta.ca). Can. J. Soil. Sci. Downloaded from pubs.aic.ca by University of Alberta on 03/26/15 For personal use only.
doi:10.4141/s01-008 fatcat:vq52zulejzfsjj276pzcjevs5a