Carbon, nitrogen and phosphorus release from peat and forest floor-based cover soils used during oil sands reclamation

International audience

English. Reclamation practices in the oil sands region of Alberta involve the reconstruction of soil profiles using a combination of salvaged mineral substrates and organic-matter-rich surface materials, including peat–mineral mix (PM) and forest floor – mineral mix (FFM). The successful re-establishment of vegetation on reclaimed sites is for a large part dependent on the nutrients these materials can provide. Hence, the overall objective of this study was to compare carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) release rates from PM and FFM materials used to cap reconstructed sandy soils. A 325 d laboratory incubation was conducted to measure these rates. The two materials released comparable amounts of N on a per kilogram of soil basis (111–118 mg N kg−1). However, when results were normalized based on each material’s organic C content, N release was six times greater for FFM than for PM, in accordance with results of previous studies. In addition, overall C mineralization and P release rates were over one order of magnitude higher with FFM than with PM. As opposed to N, however, P release seemed to be controlled more by abiotic processes than by organic matter mineralization. While the FFM material overall released more N and P, it also degraded faster; in comparison, PM may provide a smaller but more stable release of N.

French. Les méthodes de restauration du sol dans la région des sables bitumineux de l’Alberta supposent la reconstitution du profil pédologique au moyen de substrats minéraux récupérés et d’un matériel de surface riche en matière organique, notamment un mélange de tourbe et de minéraux (TM) et un autre de couverture morte et de minéraux (CMM). Une bonne végétalisation des sites restaurés dépend dans une large mesure des oligoéléments que procurent ces matériaux. C’est pourquoi l’étude avait pour objectif général de comparer le taux de libération du carbone (C), de l’azote (N) et du phosphore (P) par le TM et le CMM employés pour rebâtir les sols sablonneux. Les chercheurs ont mesuré ces taux en procédant à une expérience d’incubation de 325 jours en laboratoire. Les deux matériaux libèrent une quantité comparable de N par kilo de sol (111 à 118 mg de N kg−1). Cependant, quand on normalise les résultats d’après la concentration de C organique de chaque mélange, on constate que le CMM libère six fois plus de N que le TM, ce qui concorde avec les résultats des études antérieures. D’autre part, la minéralisation du C et le taux de libération du P du CMM dépassent ceux du TM de plus d’un ordre de grandeur. Contrairement à l’azote, le taux de libération du P semble contrôlé par des mécanismes abiotiques et non la minéralisation de la matière organique. Même si le CMM libère généralement plus de P et de N, ce matériau se détériore plus vite. Le TM, en revanche, pourrait libérer moins de N, mais de manière plus stable.