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Q ‘ I ‘ t l t fi n fl 1 . . . . . . 3 5 . 9 . . . . . . . . “ 1 : 5 1 8 2 “ ! v i T h i s i s t o c e r t i f y t h a t t h e d i s s e r t a t i o n e n t i t l e d C H A N G E S I N M A J O R S O L U T E C H E M I S T R Y A S W A T E R I N F I L T R A T E S S O I L S : C O M P A R I S O N S B E T W E E N M A N A G E D A G R O E C O S Y S T E M S A N D U N M A N A G E D V E G E T A T I O N p r e s e n t e d b y A M A N D A L O R D K U R Z M A N h a s b e e n a c c e p t e d t o w a r d s f u l f i l l m e n t o f t h e r e q u i r e m e n t s f o r t h e P h D . d e g r e e i n Z O O L O G Y 4 6 5 0 i “ i < H m M a j o r P r o f e s s o r ’ s S i g n a t u r e M m S T 2 3 1 . l a c e D a t e M S U i s a n A f fi r m a t i v e A c t i o n / E q u a l O p p o r t u n i t y I n s t i t u t i o n L I B R A R Y M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y P L A C E I N R E T U R N B o x t o r e m o v e t h i s c h e c k o u t f r o m y o u r r e c o r d . T O A V O I D F I N E S r e t u r n o n o r b e f o r e d a t e d u e . M A Y B E R E C A L L E D w i t h e a r l i e r d u e d a t e i f r e q u e s t e d . D A T E D U E D A T E D U E D A T E D U E 6 / 0 1 c : / C I R C / D a t e D u e . p 6 5 - p . 1 5 C H A N G E S I N M A J O R S O L U T E C H E M I S T R Y A S W A T E R I N F I L T R A T E S S O I L S : C O M P A R I S O N S B E T W E E N M A N A G E D A G R O E C O S Y S T E M S A N D U N M A N A G E D V E G E T A T I O N V O L U M E I B y A m a n d a L o r d K u r z m a n A D I S S E R T A T I O N S u b m i t t e d t o M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y i n p a r t i a l f u l f i l l m e n t o f t h e r e q u i r e m e n t s f o r t h e d e g r e e o f D O C T O R O F P H I L O S O P H Y D e p a r t m e n t o f Z o o l o g y 2 0 0 6 S O I s o i l s 0 t e n s i o r L o n g T p l a n t a r a g r o n o . l C a l c i u r r E a r l y a , D O p l a r ; A g n c u h p r e c i p i f ( O r g a n f , r o w C r c C O H C Q F . i n p U I S C A B S T R A C T C H A N G E S I N M A J O R S O L U T E C H E M I S T R Y A S W A T E R I N F I L T R A T E S S O I L S : C O M P A R I S O N S B E T W E E N M A N A G E D A G R O E C O S Y S T E M S A N D U N M A N A G E D V E G E T A T I O N B y A m a n d a L o r d K u r z m a n T h i s s t u d y e x a m i n e d c h e m i c a l c h a n g e s i n w a t e r r e s i d i n g i n s a n d y l o a m s o i l s o n g l a c i a l d r i f t . S o i l s o l u t i o n s w e r e c o l l e c t e d o v e r s e v e r a l y e a r s f r o m t e n s i o n s a m p l e r s b e n e a t h 1 O t r e a t m e n t s a t t h e K e l l o g g B i o l o g i c a l S t a t i o n ’ s L o n g T e r m E c o l o g i c a l R e s e a r c h s i t e , i n c l u d i n g d e c i d u o u s f o r e s t , c o n i f e r p l a n t a t i o n s , s u c c e s s i o n a l e c o s y s t e m s , a n d r o w c r o p s u n d e r v a r y i n g i n t e n s i t y o f a g r o n o m i c m a n a g e m e n t . S o i l s o l u t i o n s w e r e e n r i c h e d i n s o l u t e s r e l a t i v e t o p r e c i p i t a t i o n . N i t r a t e , c a l c i u m , m a g n e s i u m , a n d a l k a l i n i t y d i f f e r e d m o s t m a r k e d l y a m o n g t r e a t m e n t s . E a r l y a n d l a t e s u c c e s s i o n a l c o m m u n i t i e s a s w e l l a s a r a p i d l y g r o w i n g p e r e n n i a l p o p l a r p l a n t a t i o n h a d i o n i c a l l y d i l u t e s o l u t i o n s w i t h l o w n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s . A g r i c u l t u r a l t r e a t m e n t s w e r e s i g n i f i c a n t l y e n r i c h e d i n m a j o r s o l u t e s r e l a t i v e t o p r e c i p i t a t i o n . S o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e i n d i c a t e d t h a t t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) r o w - c r o p t r e a t m e n t h a d l o w e r p o t e n t i a l n i t r a t e l e a c h i n g t h a n t h e o t h e r r o w c r o p t r e a t m e n t s . T h e n O - t i l l t r e a t m e n t h a d t h e n e x t l o w e s t n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s , b u t h a d h i g h v a r i a n c e i n c o n c e n t r a t i o n s , p e r h a p s d u e t o i t s h i g h i n p u t s O f n i t r o g e n . C o l l e c t e c o r r e l a i I m t h e ' c a t i o n s p o l l u t i c s o i l t h r : s o a l s b c b y a g r 1 : c a n a t D H . S C r 0 W ~ C r o d i o x i d e 0 . 6 3 ) , s d i s s o i u i b a l a n u L o s s e s o f c a l c i u m a n d m a g n e s i u m w e r e s i g n i fi c a n t l y a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h n i t r a t e ( r = 0 . 9 a n d 0 . 8 , r e s p e c t i v e l y ) a c r o s s t r e a t m e n t s , p o i n t i n g t o t h e i m p o r t a n c e o f n i t r i fi c a t i o n a s a s o u r c e o f p r o t o n s t h a t r e l e a s e d i v a l e n t c a t i o n s f r o m t h e s o i l e x c h a n g e c o m p l e x . T h i s i n t u r n c a u s e s b o t h t h e p o t e n t i a l p o l l u t i o n o f g r o u n d a n d s u r f a c e w a t e r s a n d t h e c o n c o m i t a n t d e g r a d a t i o n o f t h e s o i l t h r o u g h t h e l o s s o f i m p o r t a n t m a c r o n u t r i e n t s . N a t i v e c a r b o n a t e m i n e r a l s a r e a b s e n t f r o m t h e u p p e r 1 - 1 . 5 m o f t h e s e s o i l s b u t a r e a b u n d a n t a t d e p t h . L i m i n g i s n e c e s s a r y t o c o u n t e r a c t a c i d i fi c a t i o n b y a g r i c u l t u r e . C a r b o n a t e m i n e r a l s , w h e t h e r n a t i v e o r a s l i m e a m e n d m e n t s , c a n e i t h e r r e l e a s e o r s e q u e s t e r c a r b o n d i o x i d e a s t h e y d i s s o l v e , d e p e n d i n g o n p H . S o i l s o l u t i o n c h e m i s t r y s u g g e s t s t h a t d i s s o l u t i o n o f l i m e i n t h e a g r i c u l t u r a l r o w - c r o p t r e a t m e n t s r e s u l t s i n t h e n e t r e l e a s e o f c a r b o n i n t h e f o r m o f c a r b o n d i o x i d e . T h i s r e l e a s e w a s s t r o n g l y a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h n i t r a t e ( r = 0 . 6 3 ) , s u g g e s t i n g t h a t b i o l o g i c a l n i t r i f i c a t i o n i s a n i m p o r t a n t c o n t r o l o n l i m e d i s s o l u t i o n a n d t h u s c a r b o n s e q u e s t r a t i o n o r r e l e a s e . H o w e v e r t h e o v e r a l l C b a l a n c e o f l i m i n g c o u l d n o t b e d e t e r m i n e d f r o m t h i s s t u d y b e c a u s e t h e s a m p l e r s c o l l e c t e d m a t r i c w a t e r a s w e l l a s w a t e r i n f i l t r a t i n g b y g r a v i t y fl o w . C o p y r i g h t b y A M A N D A L O R D K U R Z M A N 2 0 0 6 F o r m y a n d w h A r i d f O r w o r l d n D E D I C A T I O N F o r m y m o m , M a r g a r e t L o r d K u r z m a n , P h . D . , w h o s e l o v e h a s m a r k e d m y s o u l a n d w h o s e c u r i o s i t y h a s l i t m y w a y . A n d f o r m y h u s b a n d , S t e v e , w h o s e p a s s i o n f o r l i f e a n d f o r m e h a s m a d e m y w o r l d r i c h e r , h a p p i e r , a n d i m m e a s u r a b l y m o r e i n t e r e s t i n g . B i r d s fl y i n g h i g h , y o u k n o w h o w I f e e l S u n i n t h e s k y , y o u k n o w h o w I f e e l B r e e z e d r i f t i n g o n b y , y o u k n o w h o w I f e e l I t ’ s a n e w d a w n , i t ’ s a n e w d a y I t ’ s a n e w l i f e f o r m e , A n d I ’ m f e e l i n g g o o d . . . “ F e e l i n g g o o d ” W r i t t e n b y : L e s l i e B n ' c u s s e a n d A n t h o n y N e w l e y A C K N O W L E D G E M E N T S I a m g r a t e f u l f o r t h e e n c o u r a g e m e n t o f m a n y f r i e n d s : S a r a Y o u n g , J a n e t G r e e n , a n d A n n i e W a t t e r s ; T o m a n d M a r y ; D a r y l a n d S i m o n e ; a n d m y f r i e n d J e n n i f e r B i g e l o w w h o s t u b b o r n l y r e f u s e s t o a c c e p t a n y t h i n g b u t t h e b e s t f r o m m e . T h a n k s a l s o t o m y s i b l i n g s a n d t o m y c o u s i n , G a i l J o h n s o n , w h o s e w i s d o m a n d c l a r i t y s o m e h o w g a v e m e s t r e n g t h a t a t i m e w h e n I b o t h n e e d e d i t a n d c o u l d n ’ t fi n d i t e l s e w h e r e . I ’ d l i k e t o a c k n o w l e d g e m y f a t h e r , S t a n l e y W a r r e n K u r z m a n , w h o s e c o m m i t m e n t t o e d u c a t i o n i n m y y o u t h p r o v i d e d m e w i t h a s o l i d f o u n d a t i o n f o r f u t u r e a c a d e m i c g r o w t h . T h a n k s a l s o t o m y c o - w o r k e r s , s u p e r v i s o r s , m a n a g e r s , d i r e c t o r s , a n d e x e c u t i v e d i r e c t o r s a t G e n e r a l M o t o r s w h o s u p p o r t e d m y a c a d e m i c e f f o r t s : S h a r o n S a w y e r , J e f f J a t c z a k , J o e T o t h , D a w n C l e a r y , D a v e S t r o u p , R a y T e s s i e r , a n d D a v e S k i v e n . I a p p r e c i a t e d t h e s u p p o r t o f m y c o m m i t t e e m e m b e r s : D r . K a y G r o s s , D r . P h i l R o b e r t s o n , D r . N a t h a n i e l O s t r o m , a n d t h e h a r d w o r k o f D a v i d W e e d , o u r L a b M a n a g e r . T h a n k s a l s o t o S u z a n n e S i p p e l , w h o s e c o m p a n y , c o o k i n g , a n d d a t a m a n a g e r i a l s k i l l s I h a v e e n j o y e d a n d b e n e fi t e d f r o m ! T o a l l t h e K 8 8 G r a d u a t e S t u d e n t s , F a c u l t y , a n d P o s t - D o c s w h o s e a c t s o f k i n d n e s s a n d w o r d s o f e n c o u r a g e m e n t h a v e s u s t a i n e d m e o v e r t h e y e a r s , I t h a n k y o u ! L a s t b u t n o t l e a s t , I ' d l i k e t o t h a n k m y M a j o r P r o f e s s o r f o r b o t h c h a l l e n g i n g m e a n d s u p p o r t i n g m y e f f o r t s : D r . S t e p h e n K . 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M a g n e S O d l U n C t h r i c ’ l P o t a s s i u m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 C h l o r i d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 A m m o n i u m - N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 N i t r a t e - N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 D i s s o l v e d O r g a n i c C a r b o n ( D O C ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s ( T D P ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 S o d i u m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 S i l i c a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 C o m p a r i s o n s o f F r e q u e n c y D i s t r i b u t i o n s a m o n g T r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 C o n i f e r o u s F o r e s t v e r s u s D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 C a l c i u m ( C F v s . 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S a m p l i n g s o i l s o l u t i o n c h e m i s t r y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3 W a t e r A n a l y s e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 4 S o i l C o r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 5 S o i l A n a l y s i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 6 x v i C o n c e p t u a l m o d e l o f c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n . . . . . . . . . . . . . . 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. . 1 2 7 G e n e r a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 8 E v a p o r a t i v e C o n c e n t r a t i o n E f f e c t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 9 I n fl u e n c e o f F o r e s t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 2 I n fl u e n c e o f M a n a g e d A g r o e c o s y s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 2 E f f e c t o f A g r i c u l t u r a l M a n a g e m e n t P r a c t i c e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 3 x v i i R e R e P e M a R e f V a r y i n g L e v e l s o f I n p u t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 3 R e l a t i v e L e a c h i n g L o s s e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 5 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n N i t r o g e n a n d O t h e r C a t i o n s i n S o l u t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 6 P e r e n n i a l S y s t e m s ( A l f a l f a , P o p l a r , S u c c e s s i o n a l F i e l d ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 6 D i s c u s s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 6 M a n a g e m e n t I m p l i c a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 1 R e f e r e n c e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 2 V O L U M E I I A p p e n d i x A : T a b l e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 4 A p p e n d i x B : F i g u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 2 x v i i i L I S T O F T A B L E S T a b l e 1 : S u m m a r y o f T r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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c h 1 9 9 9 — J u n e 2 0 0 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 8 T a b l e 6 : P e a r s o n p a i n l v i s e c o r r e l a t i o n m a t r i x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 1 T a b l e 7 : C o r r e l a t i o n ( a n d a s s o c i a t e d p r o b a b i l i t y ) b e t w e e n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s a n d c a l c i u m p l u s m a g n e s i u m c o n c e n t r a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 3 T a b l e 8 : S t a t i s t i c s f o r s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e ( m e q - N I L ) i n s a m p l e s c o l l e c t e d f r o m I y s i m e t e r s l o c a t e d i n m a n a g e d a g r o e c o s y s t e m s a n d u n m a n a g e d f o r e s t s a n d f i e l d s a t t h e K 3 8 L T E R s i t e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 4 T a b l e 9 : S t a t i s t i c s f o r s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c h l o r i d e ( m e q I L ) i n s a m p l e s c o l l e c t e d f r o m I y s i m e t e r s l o c a t e d i n m a n a g e d a g r o e c o s y s t e m s a n d u n m a n a g e d f o r e s t s a n d f i e l d s a t t h e K B S L T E R s i t e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 5 T a b l e 1 0 : R e s u l t s o f F i s h e r ’ s ( p r o t e c t e d ) L e a s t S i g n i f i c a n t D i f f e r e n t ( L S D ) t e s t f o r s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s a m o n g m e a n c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 6 T a b l e 1 1 : M e d i a n c o n d u c t i v i t y a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f m a j o r c a t i o n s ( m e q / L ) a n d n i t r a t e ( m e q - N I L ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 7 T a b l e 1 2 : R e s u l t s o f F i s h e r ’ s ( p r o t e c t e d ) L e a s t S i g n i f i c a n t D i f f e r e n t ( L S D ) t e s t f o r s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s a m o n g m e a n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 8 T a b l e 1 3 : S u m o f c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e ( m e q - N I L ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 9 T a b l e 1 4 : R e l a t i v e g l o b a l w a r m i n g p o t e n t i a l s ( G W P ) f o r d i f f e r e n t m a n a g e m e n t s y s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 0 x i x L I S T O F F I G U R E S F i g u r e 1 : K B S L T E R M a i n S i t e L a y o u t ( r o w c r o p s a r e r o t a t e d a n n u a l l y c o r n / s o y b e a n / w h e a t ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 2 F i g u r e 2 : K B S L T E R U n m a n a g e d F o r e s t S i t e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3 F i g u r e 3 : R e p r e s e n t a t i v e d i a g r a m o f s o i l s o l u t i o n s a m p l e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3 F i g u r e 4 : C o n c e p t u a l m o d e l f o r c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n i n s o i l s . . . . . . . . . . . 1 7 4 F i g u r e 5 , T o p : I o n c h a r g e b a l a n c e s f o r s o i l s o l u t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 5 F i g u r e 5 , M i d d l e : T h e o r e t i c a l C o n d u c t a n c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 5 F i g u r e 5 , B o t t o m : P e r c e n t i o n d i f f e r e n c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 5 F i g u r e 6 , T o p : P e r c e n t I o n D i f f e r e n c e ( c a t i o n s v s . a n i o n s ) b y T r e a t m e n t . . . . . . . 1 7 7 F i g u r e 6 , B o t t o m : C o m p a r i s o n o f t h e s u m o f a n i o n s a n d c a t i o n s ( m e q / L ) f o r a l l s a m p l e s w h e r e t h e c o m p l e t e s u i t e o f m a j o r i o n s w a s m e a s u r e d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 7 F i g u r e 7 : G e n e r a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n s o i l p H a n d a l u m i n u m h y d r o x y i o n s . 1 7 8 F i g u r e 8 : M e a n p H v e r s u s p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e b y r e p l i c a t e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 9 F i g u r e 9 : p H v e r s u s p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e f o r a l l t e n t r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 0 F i g u r e 1 0 : D a i l y a n d s e a s o n a l p r e c i p i t a t i o n p a t t e r n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 3 F i g u r e 1 1 : A n n u a l v o l u m e - w e i g h t e d m e a n c o n c e n t r a t i o n s o f m a j o r i o n s i n p r e c i p i t a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 4 F i g u r e 1 2 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H a n d s p e c i fi c c o n d u c t a n c e ( u s / c m @ 2 5 ° C ) a c r o s s a l l t r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 5 F i g u r e 1 3 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m a c r o s s a l l t r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 6 F i g u r e 1 4 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r t o t a l a l k a l i n i t y a n d s u l f a t e a c r o s s a l l t r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 7 F i g u r e 1 5 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d c h l o r i d e a c r o s s a l l t r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 8 F i g u r e 1 6 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r a m m o n i u m a n d n i t r a t e a c r o s s a l l t r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 9 X X F i g T r e F i g l D F , F i g L a n d F l g L a n d F i g u a n d ; F i g , - a n d F i g u O f g a F l g u D F , F i g u T f e a F I g U i T l ’ e a l ( H S / C F I Q U I T r E a . F I Q U i r 6 3 a : F I Q U r T r e a ( F i g u r e 1 7 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s a c r o s s a l l t r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 0 F i g u r e 1 8 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s o d i u m a n d s i l i c a a c r o s s a l l t r e a t m e n t s . . . . . . 1 9 1 F i g u r e 1 9 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H a n d c o n d u c t a n c e ( u s / c m @ 2 5 ° C ) i n T r e a t m e n t s C F , D F , a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 2 F i g u r e 2 0 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m i n T r e a t m e n t s C F , D F , a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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F , D F , a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 6 F i g u r e 2 4 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s i l i c a a n d t o t a l a l k a l i n i t y i n T r e a t m e n t s C F , D F , a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 7 F i g u r e 2 5 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s a n d d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n i n T r e a t m e n t s C F , D F , a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 8 F i g u r e 2 6 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m i n T r e a t m e n t s C F a n d D F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9 9 F i g u r e 2 7 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r a m m o n i u m a n d s u l f a t e i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s C F a n d D F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 0 F i g u r e 2 8 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s C F a n d D F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 1 F i g u r e 2 9 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H ( a i r - e q u i l i b r a t e d ) a n d c o n d u c t a n c e ( p s / c m @ 2 5 ° C ) i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s D F a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 2 F i g u r e 3 0 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s D F a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 3 F i g u r e 3 1 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s o d i u m a n d c h l o r i d e i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s D F a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 4 F i g u r e 3 2 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r a m m o n i u m a n d n i t r a t e i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s D F a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 5 x x i F l o . \ J T r e F i g u r e 3 3 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d s u l f a t e i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s D F a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 6 F i g u r e 3 4 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s i l i c a a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s D F a n d S F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 7 F i g u r e 3 5 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H ( a i r - e q u i l i b r a t e d ) a n d c o n d u c t a n c e , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 8 F i g u r e 3 6 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 9 F i g u r e 3 7 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s o d i u m a n d c h l o r i d e , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 0 F i g u r e 3 8 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r a m m o n i u m a n d n i t r a t e , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 1 F i g u r e 3 9 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d s u l f a t e , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 2 F i g u r e 4 0 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s i l i c a a n d a l k a l i n i t y , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 3 F i g u r e 4 1 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s a n d d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 4 F i g u r e 4 2 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H a n d s o d i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 a n d T 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 5 F i g u r e 4 3 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r n i t r a t e a n d p o t a s s i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 a n d T 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 6 F i g u r e 4 4 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s u l f a t e a n d s i l i c a b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 a n d T 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 7 F i g u r e 4 5 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r t o t a l a l k a l i n i t y a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 a n d T 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 8 F i g u r e 4 6 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H a n d c a l c i u m f o r T r e a t m e n t s T 1 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 9 F i g u r e 4 7 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r m a g n e s i u m a n d s o d i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 0 F i g u r e 4 8 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c h l o r i d e a n d n i t r a t e b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 1 x x i i F i g u r e 4 9 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d s u l f a t e b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2 F i g u r e 5 0 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s i l i c a a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 , T 3 , a n d T 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 3 F i g u r e 5 1 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H ( a i r - e q u i l i b r a t e d ) a n d c o n d u c t a n c e ( u S / c m @ 2 5 ° C ) b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s D F a n d T 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 4 F i g u r e 5 2 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s D F a n d T 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 5 F i g u r e 5 3 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s o d i u m a n d c h l o r i d e b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s D F a n d T 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 6 F i g u r e 5 4 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r a m m o n i u m - N a n d n i t r a t e - N b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s D F a n d T 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 7 F i g u r e 5 5 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d s u l f a t e b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s D F a n d T 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 8 F i g u r e 5 6 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s i l i c a a n d t o t a l a l k a l i n i t y b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s D F a n d T 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 9 F i g u r e 5 7 : N o t c h e d b o x p l o t f o r t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s D F a n d T 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 0 F i g u r e 5 8 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c o n d u c t a n c e a n d c a l c i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 5 a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 1 F i g u r e 5 9 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r m a g n e s i u m a n d s u l f a t e b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 5 a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 2 F i g u r e 6 0 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d c h l o r i d e b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 5 a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 3 F i g u r e 6 1 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r n i t r a t e a n d s o d i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 5 a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 4 F i g u r e 6 2 : N o t c h e d b o x p l o t f o r s i l i c a b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 5 a n d T 6 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 5 F i g u r e 6 3 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H ( a i r - e q u i l i b r a t e d ) a n d c o n d u c t a n c e , T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 6 F i g u r e 6 4 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m , T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 7 x x i i i F i g “ T 6 . F i g . a n c F i g ; a n c F i g . T 6 . o r g : F i g u r e 6 5 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s o d i u m a n d c h l o r i d e , T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 8 F i g u r e 6 6 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r a m m o n i u m a n d n i t r a t e , T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 9 F i g u r e 6 7 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d s u l f a t e , T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 0 F i g u r e 6 8 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s i l i c a a n d a l k a l i n i t y , T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 1 F i g u r e 6 9 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s a n d d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 2 F i g u r e 7 0 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H ( a i r — e q u i l i b r a t e d ) a n d c o n d u c t a n c e ( u S / c m @ 2 5 ° C ) b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 3 F i g u r e 7 1 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 4 F i g u r e 7 2 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s o d i u m a n d a m m o n i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 5 F i g u r e 7 3 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r n i t r a t e a n d p o t a s s i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 6 F i g u r e 7 4 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s u l f a t e a n d s i l i c a b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 7 F i g u r e 7 5 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r t o t a l a l k a l i n i t y a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 8 F i g u r e 7 6 : C o n i f e r o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 9 F i g u r e 7 7 : C o n i f e r o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 0 F i g u r e 7 8 : C o n i f e r o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 1 F i g u r e 7 9 : C o n i f e r o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 2 F i g u r e 8 0 : C o n i f e r o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 3 F i g u r e 8 1 : D e c i d u o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 4 F i g u r e 8 2 : D e c i d u o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 5 F i g u r e 8 3 : D e c i d u o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 6 x x i v F i g u r e 8 4 : F i g u r e 8 5 : F i g u r e 8 6 : F i g u r e 8 7 : F i g u r e 8 8 : F i g u r e 8 9 : F i g u r e 9 0 : F i g u r e 9 1 : F i g u r e 9 2 : F i g u r e 9 3 : F i g u r e 9 4 : F i g u r e 9 5 : F i g u r e 9 6 : F i g u r e 9 7 : F i g u r e 9 8 : F i g u r e 9 9 : F i g u r e 1 0 0 : F i g u r e 1 0 1 : F i g u r e 1 0 2 : F i g u r e 1 0 3 : F i g u r e 1 0 4 : F i g u r e 1 0 5 : F i g u r e 1 0 6 : F i g u r e 1 0 7 : F i g u r e 1 0 8 : D e c i d u o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 7 D e c i d u o u s F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 8 S u c c e s s i o n a l F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 9 S u c c e s s i o n a l F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 0 S u c c e s s i o n a l F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 1 S u c c e s s i o n a l F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 2 S u c c e s s i o n a l F o r e s t T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 3 H i g h I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l I ( T 1 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 4 H i g h I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 5 H i g h I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 6 H i g h I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i I I ( T 1 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 7 H i g h I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 8 H i g h I n p u t / N o - T i l l ( T 2 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 9 H i g h I n p u t / N o - T i l l ( T 2 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 0 H i g h I n p u t / N o - T i l l ( T 2 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 1 H i g h I n p u t / N o - T i l l ( T 2 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 2 H i g h I n p u t / N o - T i l l ( T 2 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 3 R e d u c e d I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 3 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 4 R e d u c e d I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 3 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 5 R e d u c e d I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 3 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 6 R e d u c e d I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 3 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 7 R e d u c e d I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 3 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 8 O r g a n i c ( Z e r o l n p u t ) / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 4 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . 2 7 9 O r g a n i c ( Z e r o I n p u t ) / C o n v e n t i o n a l T i I I ( T 4 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . 2 8 0 O r g a n i c ( Z e r o I n p u t ) / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 4 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . 2 8 1 X X V F i g u r e 1 0 9 : O r g a n i c ( Z e r o | n p u t ) / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 4 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . 2 8 2 F i g u r e 1 1 0 : O r g a n i c ( Z e r o I n p u t ) / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 4 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . 2 8 3 F i g u r e 1 1 1 : P e r e n n i a l / P o p l a r ( T 5 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 4 F i g u r e 1 1 2 : P e r e n n i a l / P o p l a r ( T 5 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 5 F i g u r e 1 1 3 : P e r e n n i a l / P o p l a r ( T 5 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 6 F i g u r e 1 1 4 : P e r e n n i a l / P o p l a r ( T 5 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 7 F i g u r e 1 1 5 : P e r e n n i a l / P o p l a r ( T 5 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 8 F i g u r e 1 1 6 : P e r e n n i a l / A l f a l f a ( T 6 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 9 F i g u r e 1 1 7 : P e r e n n i a l / A l f a l f a ( T 6 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 0 F i g u r e 1 1 8 : P e r e n n i a l / A l f a l f a ( T 6 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 1 F i g u r e 1 1 9 : P e r e n n i a l / A l f a l f a ( T 6 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 2 F i g u r e 1 2 0 : P e r e n n i a l / A l f a l f a ( T 6 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 3 F i g u r e 1 2 1 : E a r l y S u c c e s s i o n a l / H e r b a c e o u s ( T 7 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 4 F i g u r e 1 2 2 : E a r l y S u c c e s s i o n a l / H e r b a c e o u s ( T 7 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 5 F i g u r e 1 2 3 : E a r l y S u c c e s s i o n a l / H e r b a c e o u s ( T 7 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 6 F i g u r e 1 2 4 : E a r l y S u c c e s s i o n a l / H e r b a c e o u s ( T 7 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 7 F i g u r e 1 2 5 : E a r l y S u c c e s s i o n a l / H e r b a c e o u s ( T 7 ) T i m e S e r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 8 F i g u r e 1 2 6 S o i l c o r e s a m p l e s w e r e s c r e e n e d f o r t h e p r e s e n c e o f c a r b o n a t e m i n e r a l s b y m e a s u r i n g t h e p r e s s u r e r e s p o n s e o f a c i d i f i e d s a m p l e s . . . . . . . . . . . . . . 2 9 9 F i g u r e 1 2 7 : S o i l C a r b o n a t e S c r e e n i n g R e s u l t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 0 F i g u r e 1 2 8 : C o n c e p t u a l m o d e l f o r c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n i n s o i l s . . . . . . 3 0 3 F i g u r e 1 2 8 : C o n c e p t u a l m o d e l f o r c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n i n s o i l s . . . . . . 3 0 3 F i g u r e 1 2 9 . E v i d e n c e f o r c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n i n s o i l s o l u t i o n s c o l l e c t e d b y l o w - t e n s i o n s a m p l e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 4 F i g u r e 1 3 0 : C a l c i u m p l u s m a g n e s i u m v s . t o t a l a l k a l i n i t y p l o t s f o r T r e a t m e n t s 1 a n d 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 5 x x v i F i g u r e 1 3 1 : C a l c i u m p l u s m a g n e s i u m v s . t o t a l a l k a l i n i t y p l o t s f o r T r e a t m e n t s 3 a n d 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 6 F i g u r e 1 3 2 : C a l c i u m p l u s m a g n e s i u m v s . t o t a l a l k a l i n i t y p l o t f o r T r e a t m e n t T 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 7 F i g u r e 1 3 3 : N o t c h e d b o x p l o t s o f C 0 2 - C S i n k S t r e n g t h ( % ) i n a g r o n o m i c t r e a t m e n t s b y t r e a t m e n t a n d r e p l i c a t e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 8 F i g u r e 1 3 4 : N o t c h e d b o x p l o t s o f p H a m o n g r e p l i c a t e s o f t h e a g r o n o m i c t r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 9 F i g u r e 1 3 5 : N o t c h e d b o x p l o t s o f c a l c i u m p l u s m a g n e s i u m a n d t o t a l a l k a l i n i t y c o n c e n t r a t i o n s a m o n g r e p l i c a t e s o f t h e a g r o n o m i c t r e a t m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 0 F i g u r e 1 3 6 : F i g u r e 1 3 6 : R e l a t i o n s h i p b e t w e e n C 0 2 - C S i n k S t r e n g t h ( % ) a n d N i t r a t e - N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 1 F i g u r e 1 3 7 : C a l c i u m p l u s m a g n e s i u m v s . a l k a l i n i t y p l o t s f o r s u r f a c e w a t e r s i n M i c h i g a n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 2 F i g u r e 1 3 8 : M e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f a l k a l i n i t y ( m g / L ) p l o t t e d s p a fi a fl y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 3 F i g u r e 1 3 9 , T o p : N o t c h e d b o x p l o t s f o r n i t r a t e a c r o s s f o r e s t e d t r e a t m e n t s , i n c l u d i n g p r e c i p i t a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 4 F i g u r e 1 3 9 , B o t t o m : B a r c h a r t o f m e d i a n c o n d u c t i v i t y f o r a l l t r e a t m e n t s a n d p r e c i p i t a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 4 F i g u r e 1 4 0 , B o t t o m : N o t c h e d b o x p l o t s f o r n i t r a t e s h o w i n g t h e C o n v e n t i o n a l I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l t r e a t m e n t a n d t h e C o n v e n t i o n a l l n p u t / N o - T i l l t r e a t m e n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 6 F i g u r e 1 4 1 , B o t t o m : C o l u m n c h a r t s h o w i n g t h e e l e v a t i o n o f t r e a t m e n t m e a n s r e l a t i v e t o m e d i a n s a s a r e s u l t o f o u t l i e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 8 F i g u r e 1 4 2 : N o t c h e d b o x p l o t s s h o w i n g t h e e f f e c t o f c o n v e n t i o n a l , r e d u c e d i n p u t , z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) , a n d n o - t i l l t r e a t m e n t s o n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s . . . 3 2 0 F i g u r e 1 4 3 : M e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m a n d m a g n e s i u m p l o t t e d a g a i n s t n i t r a t e - N b y t r e a t m e n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 1 x x v i i i n t o Q a i r . 8 3 ~ C l I n t . t h e j r e t L d o » t h r c t o r s o u C O D f o r C o d I L 6 C O D D r e : a n d i n fl L C h a p t e r 1 : M a j o r S o l u t e C h e m i s t r y I n t r o d u c t i o n I n h u m i d , t e m p e r a t e , g l a c i a t e d r e g i o n s l i k e s o u t h e r n M i c h i g a n , m o s t o f t h e p r e c i p i t a t i o n t h a t f a l l s i n f i l t r a t e s s o i l s . M o s t o f t h i s w a t e r i s e v e n t u a l l y r e t u r n e d t o t h e a t m o s p h e r e v i a e v a p o t r a n s p i r a t i o n , b u t s o m e r e m a i n s t o m o v e d o w n w a r d a n d f o r m g r o u n d w a t e r . P r e c i p i t a t i o n g a i n s s o l u t e s i n t h e a t m o s p h e r e t h r o u g h s c a v e n g i n g o f a e r o s o l s a n d d i s s o l u t i o n o f g a s e s , a n d t h e s e g a i n s t e n d t o r e fl e c t r e g i o n a l i n d u s t r i a l a n d o t h e r h u m a n a c t i v i t y . P r e c i p i t a t i o n i n s o u t h w e s t e r n M i c h i g a n i s a c i d i c w i t h a m e a n p H o f 4 . 4 5 a n d a m e a n s p e c i fi c c o n d u c t a n c e o f 2 6 u S / c m ( 2 5 ° C ) ( N a t i o n a l A t m o s p h e r i c D e p o s i t i o n P r o g r a m ( N R S P - 3 ) / N a t i o n a | T r e n d s N e t w o r k m e a n s o f a n n u a l v o l u m e - w e i g h t e d m e a n s f o r 1 9 7 9 - 9 6 f r o m t h e K B S s t a t i o n ( M I 2 6 ) , p r i n t e d 2 D e c 1 9 9 7 . N A D P / N T N C o o r d i n a t i o n O f fi c e , I l l i n o i s S t a t e W a t e r S u r v e y , 2 2 0 4 G r i f f i t h D r . , C h a m p a i g n , I L 6 1 8 2 0 . ) R h e a u m e ( 1 9 9 0 ) o b s e r v e d a n i n v e r s e r e l a t i o n b e t w e e n p H a n d c o n d u c t a n c e a t a n e a r b y p r e c i p i t a t i o n c o l l e c t i o n s t a t i o n , w h i c h i s d u e t o t h e p r e d o m i n a n c e o f s t r o n g a c i d a n i o n s ( N O 3 ' a n d S O 4 2 ) i n p r e c i p i t a t i o n . P r e c i p i t a t i o n t h a t i s n o t l o s t t h r o u g h e v a p o t r a n s p i r a t i o n i s t r a n s f o r m e d i n t o g r o u n d w a t e r , w h i c h i s o f m a r k e d l y d i f f e r e n t i o n i c c o m p o s i t i o n . S o l u t e s a r e g a i n e d o r l o s t f r o m p r e c i p i t a t i o n a s t h e w a t e r m i g r a t e s t h r o u g h t h e s o i l p r i m a r i l y a s a f u n c t i o n o f m i c r o b i a l a c t i v i t y , p l a n t n u t r i e n t u p t a k e , c h e m i c a l w e a t h e r i n g , a n d a d s o r p t i o n o f i o n s t o c h a r g e d s o i l p a r t i c l e s . A g r i c u l t u r a l a c t i v i t i e s c a n a l s o i n fl u e n c e t h e e v o l u t i o n o f p r e c i p i t a t i o n t o g r o u n d w a t e r t h r o u g h t h e a d d i t i o n o f 1 f e r : r e n ‘ e v e m e S O l f r o r - t o t ‘ a b L . L o c m a r 0 0 I C h e d r i n a g r l O b S i T i l m C h e r 3 9 0 : f e r t i l i z e r s a n d o t h e r a m e n d m e n t s , t h e d i s p o s a l o f m a n u r e , t h e p l a n t i n g a n d r e m o v a l o f v e g e t a t i o n , a n d p h y s i c a l s o i l p r e p a r a t i o n . B e c a u s e t h e c h e m i c a l e v o l u t i o n o f p r e c i p i t a t i o n t o g r o u n d w a t e r i s , f o r t h e m o s t p a r t , b i o l o g i c a l l y m e d i a t e d , t h e t r a n s f o r m a t i o n i s c o m p l e t e d p r i m a r i l y i n t h e u p p e r p o r t i o n o f t h e s o i l p r o fi l e , a b o v e t h e C - h o r i z o n . H y d r o c h e m i c a l i n f o r m a t i o n o n l o c a l g r o u n d w a t e r s i s a v a i l a b l e m a i n l y f r o m a n a l y s e s o f d o m e s t i c w e l l s a n d i s p r e s e n t e d b y A l l e n e t a l . ( 1 9 7 2 ) , R h e a u m e ( 1 9 9 0 ) , a n d K e h e w a n d B r e w e r ( 1 9 9 2 ) . T h e m a j o r s o l u t e c h e m i s t r y o f g r o u n d w a t e r s i n t h i s a r e a d i f f e r s c o n s i d e r a b l y f r o m t h a t o f p r e c i p i t a t i o n d u e t o t h e i n fl u e n c e o f m i n e r a l w e a t h e r i n g a n d d i s s o l u t i o n , a n d i n p a r t i c u l a r t o t h e a b u n d a n c e o f r e a d i l y s o l u b l e c a r b o n a t e m i n e r a l s i n t h e g l a c i a l t i l l a n d o u t w a s h . L o c a l g r o u n d w a t e r s c a n g e n e r a l l y b e c l a s s i fi e d a s w a t e r s o f t h e c a l c i u m - m a g n e s i u m - b i c a r b o n a t e t y p e w i t h h i g h h a r d n e s s a n d a l k a l i n i t y . P r e v i o u s s t u d i e s h a v e f o u n d t h a t a g r i c u l t u r e c a n h a v e p r o f o u n d e f f e c t s o n t h e c o m p o s i t i o n o f g r o u n d w a t e r . A g r i c u l t u r a l l y i n d u c e d c h a n g e s i n m a j o r i o n c h e m i s t r y o f g r o u n d w a t e r , p a r t i c u l a r l y n i t r a t e , h a v e r e s u l t e d i n d e g r a d a t i o n o f d r i n k i n g w a t e r q u a l i t y ( F a n a n d S t e i n b e r g , 1 9 9 6 ) a n d t h e d i s c h a r g e o f a g r i c u l t u r a l l y i m p a c t e d g r o u n d w a t e r t o s u r f a c e w a t e r b o d i e s h a s r e s u l t e d i n o b s e r v a b l e e c o l o g i c a l e f f e c t s ( H o w a r t h e t a l . , 2 0 0 0 ; B o h l k e 2 0 0 2 ) . A r e v i e w b y T i l m a n e t a l . ( 2 0 0 1 ) n o t e s t h a t i n m a n y a r e a s o f t h e w o r l d , t h e m a j o r - e l e m e n t c h e m i c a l l o a d s o f w a t e r r e c h a r g i n g u n c o n fi n e d a q u i f e r s i n t h e l a s t s e v e r a l d e c a d e s h a v e b e e n d o m i n a t e d b y c o n s t i t u e n t s d e r i v e d d i r e c t l y o r i n d i r e c t l y f r o m a g r i c u l t u r a l m a n a g e m e n t p r a c t i c e s a n d a m e n d m e n t s . L o s i t b e c h o v w o t h i s f r o r S t u i s w f r O n h l g i S i t e . H a p D G r r h o l e L T E b e e I n t h i s d i s s e r t a t i o n , I t o o k a d v a n t a g e o f t h e K e l l o g g B i o l o g i c a l S t a t i o n ’ s L o n g — T e r m E c o l o g i c a l R e s e a r c h ( L T E R ) s i t e t h a t i n c l u d e s u n m a n a g e d f o r e s t e d s i t e s a n d m a n a g e d a g r o e c o s y s t e m s . S o i l s o l u t i o n s a m p l e s w e r e c o l l e c t e d b e n e a t h t h e s t u d y s i t e s f o r f o u r y e a r s . S a m p l e s w e r e a n a l y z e d f o r m a j o r s o l u t e c h e m i s t r y , w h i c h c o u l d t h e n b e r e l a t e d t o l a n d c o v e r a n d m a n a g e m e n t . M y o v e r a r c h i n g h y p o t h e s i s w a s t h a t t h e m a j o r s o l u t e c o m p o s i t i o n o f s o i l p o r e w a t e r w o u l d b e d e t e r m i n e d b y s u r f a c e l a n d c o v e r a n d m a n a g e m e n t r e g i m e s a n d t h a t t h i s d i f f e r e n c e i n r e g i m e s w o u l d b e r e fl e c t e d i n t h e s o i l p o r e w a t e r s c o l l e c t e d f r o m t h e s t u d y s i t e s . S t u d y S i t e s T h e s t u d y s i t e s a r e p a r t o f t h e M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y , K e l l o g g B i o l o g i c a l S t a t i o n ( K B S ) h o l d i n g s a n d a r e l o c a t e d i n s o u t h w e s t M i c h i g a n , w h i c h i s w i t h i n t h e e a s t e r n p o r t i o n o f t h e U S . c o r n b e l t . S o i l s i n t h i s a r e a d e v e l o p e d f r o m a m a t u r e g l a c i a l o u t w a s h p l a i n a n d m o r a i n e c o m p l e x , a n d a r e t y p i c a l l y h i g h i n c a r b o n a t e s a n d o f m o d e r a t e f e r t i l i t y . T h e d o m i n a n t s o i l s o f t h e s t u d y s i t e s a r e K a l a m a z o o a n d O s h t e m o s e r i e s , b o t h l o a m y , m i x e d , m e s i c T y p i c H a p l u d a l f s t h a t t e n d t o b e m o d e r a t e l y p e r m e a b l e i n t h e u p p e r p a r t a n d r a p i d l y p e r m e a b l e i n t h e l o w e r p a r t . D e t a i l e d m a p s a n d d e s c r i p t i o n s o f K B S a n d i t s h o l d i n g s , i n c l u d i n g s o i l a n d v e g e t a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s , a r e a v a i l a b l e o n t h e K B S L T E R w e b s i t e ( h t t p : / / I t e r . k b s . m s u . e d u ) . N o t e : F r o m t h i s p o i n t f o r w a r d , w h e n t h e r e a d e r i s r e f e r r e d t o t h e K B S L T E R w e b s i t e f o r a d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n , i t c a n b e a s s u m e d t h a t t h i s i s t h e w e b a d d r e s s u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . a g e c E c r e s e m e fi e F l C s e r f r o r s t a r c o n f r o n fi e l m m t o t S a O f t h e t e n t r e a t m e n t s i n c l u d e d i n t h i s s t u d y , s i x a r e m a n a g e d a g r o e c o s y s t e m s a n d f o u r a r e u n m a n a g e d s u c c e s s i o n a l a n d f o r e s t e d e c o s y s t e m s . T h e 4 2 - h a K B S m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e f o r t h e L o n g T e r m E c o l o g i c a l R e s e a r c h ( L T E R ) p r o g r a m i s s u b d i v i d e d i n t o 1 - h a p l o t s , i n a r a n d o m i z e d c o m p l e t e b l o c k d e s i g n o f s i x b l o c k s a n d s e v e n t r e a t m e n t s . T h e s e v e n t r e a t m e n t s i n c l u d e f o u r m a n a g e d a n n u a l c r o p p i n g s y s t e m s ; t w o m a n a g e d p e r e n n i a l c r o p p i n g s y s t e m s ; a n d o n e u n m a n a g e d s u c c e s s i o n a l o l d - fi e l d c o m m u n i t y . T h e K B S L T E R m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e l a y o u t i s d e p i c t e d i n F i g u r e 1 . T r e a t m e n t d e t a i l s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 1 . L o c a t e d w i t h i n 5 k m o f t h e m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e o n t h e s a m e s o i l s e r i e s a r e t h r e e a d d i t i o n a l u n m a n a g e d f o r e s t e d t r e a t m e n t s t h a t r a n g e i n a g e f r o m 4 0 t o > 6 0 y e a r s o l d , e a c h r e p l i c a t e d t h r e e t i m e s . T h e d e c i d u o u s f o r e s t s t a n d s i n c l u d e t w o o l d - g r t h a n d o n e 4 0 - 6 0 y e a r p o s t - c u t t i n g s t a n d ; t h e c o n i f e r o u s f o r e s t t r e a t m e n t s i n c l u d e t h r e e c o n i f e r p l a n t a t i o n s r a n g i n g i n a g e f r o m 4 0 — 6 0 y e a r s o l d ; t h e s u c c e s s i o n a l f o r e s t t r e a t m e n t c o n s i s t s o f t h r e e o l d - fi e l d s i t e s t h a t w e r e a b a n d o n e d o v e r 4 0 y e a r s a g o , o f w h i c h t r e a t m e n t S F - 1 r e m a i n s m o r e s p a r s e l y w o o d e d . T h e l o c a t i o n s o f t h e s e t r e a t m e n t p l o t s r e l a t i v e t o t h e m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e a r e i d e n t i f i e d i n F i g u r e 2 . S a m p l i n g a n d A n a l y t i c a l M e t h o d s L y s i m e t e r s L o w - t e n s i o n s o i l - s o l u t i o n s a m p l e r s ( I y s i m e t e r s ) w e r e i n s t a l l e d b e n e a t h t h e K B S L T E R s i t e i n 1 9 9 5 , n e a r o r j u s t w i t h i n t h e t o p o f t h e C - h o r i z o n a n d a b o v e t h e d e p t h o f i n d i g e n o u s s o i l c a r b o n a t e s . W i t h i n t h e s t u d y s i t e s , t h e 4 t r a n s i t i o n f r o m t h e B - t o t h e C - h o r i z o n i s l o c a t e d a p p r o x i m a t e l y 1 - 1 . 2 m b e l o w g r o u n d s u r f a c e . O n e c o l l e c t o r w a s i n s t a l l e d i n e a c h o f t h r e e r e p l i c a t e s o f e a c h t r e a t m e n t . E a c h c o l l e c t o r d r a w s f r o m a t u b e t h a t b r a n c h e s u n d e r g r o u n d t o t h r e e s e p a r a t e s a m p l e r s s p a c e d a f e w m e t e r s a p a r t . T h e s a m p l e r s w e r e l o c a t e d n e a r t h e e d g e o f t r e a t m e n t p l o t s f o r e a s e o f a c c e s s . A f u l l d e s c r i p t i o n o f t h e i n s t a l l a t i o n p r o t o c o l i s a v a i l a b l e f r o m t h e K B S L T E R w e b s i t e . T h e l o w - t e n s i o n s o i l s o l u t i o n s a m p l e r s w e r e p u r c h a s e d f r o m P r e n a r t E q u i p m e n t A p S ( w w w p r e n a r t d k ) . T h e s a m p l e r s a r e c o n s t r u c t e d o f s t a i n l e s s s t e e l , p o r o u s T e fl o n ( P T F E ) , a n d s i l i c a fl o u r . F i g u r e 3 d e p i c t s a t y p i c a l s o i l s o l u t i o n s a m p l i n g s e t u p t h a t i s a l s o r e p r e s e n t a t i v e o f t h e e q u i p m e n t s e t u p a t t h e K B S L T E R S t u d y S i t e s . F r o m 1 9 9 9 t h r o u g h 2 0 0 3 , s a m p l e s w e r e c o l l e c t e d o n a p e r i o d i c b a s i s f r o m t h e s o i l - s o l u t i o n s a m p l e r s f r o m M a r c h t h r o u g h D e c e m b e r a s d i c t a t e d b y p r e c i p i t a t i o n a n d s o i l f r o s t l e v e l s . S u c t i o n ( 0 5 a t m ) w a s a p p l i e d t o e a c h c o l l e c t o r a n d t h e r e s u l t i n g s o l u t i o n c o l l e c t e d i n E r l e n m e y e r fl a s k s o v e r a 2 4 - h o u r p e r i o d . A d e s c r i p t i o n o f t h e s o i l - s o l u t i o n s a m p l e c o l l e c t i o n m e t h o d i s a v a i l a b l e f r o m t h e K B S L T E R w e b s i t e . T h e s e s o i l - s o l u t i o n s a m p l e r s y i e l d s a m p l e s t h a t c a n b e s t u d i e d t o i n d i c a t e s o i l p r o c e s s e s , b u t t h e s a m p l e s a r e n o t n e c e s s a r i l y r e p r e s e n t a t i v e o f w a t e r s i n fi l t r a t i n g d o w n w a r d v i a s a t u r a t e d fl o w t o w a r d s t h e g r o u n d w a t e r . T h i s i s b e c a u s e t h e s o i l s o l u t i o n s a r e c o l l e c t e d b y s u c t i o n , a n d t h u s t h e y r e p r e s e n t v a r i a b l e p r o p o r t i o n s o f s a t u r a t e d fl o w a n d m a t r i c w a t e r ( L a j t h a e t a l . 1 9 9 9 ) . A s s o i l w a t e r c o n t e n t d i m i n i s h e s , a g r e a t e r f r a c t i o n o f t h e s a m p l e w i l l b e m a t r i c w a t e r . V e r y d r y s o i l s d o n o t y i e l d a n y w a t e r . A n a p p r o x i m a t e i n d i c a t o r o f s o i l w a t e r s t a t u s a t t h e t i m e o f s a m p l i n g c o m e s f r o m t h e d i l u t i o n f a c t o r s ; d i l u t i o n w a s n e c e s s a r y w h e n s a m p l e v o l u m e s f e l l b e l o w a c e r t a i n t h r e s h o l d ( d i s c u s s e d l a t e r ) . W a t e r A n a l y s e s A l l s a m p l e s c o l l e c t e d d u r i n g t h e s t u d y w e r e p u t o n i c e f o l l o w i n g c o l l e c t i o n . U p o n r e t u r n t o t h e l a b , s a m p l e s w e r e r e f r i g e r a t e d ( a l k a l i n i t y , c o n d u c t a n c e ) o r f i l t e r e d t h r o u g h G e l m a n S u p o r 0 . 4 5 - u m m e m b r a n e fi l t e r s a n d t h e n r e f r i g e r a t e d ( a n i o n s , s i l i c a ) o r a c i d i f i e d w i t h 8 N H N 0 3 ( c a t i o n s ) u n t i l a n a l y s i s . C o n d u c t a n c e w a s m e a s u r e d i n t h e l a b u s i n g a n O r i o n m o d e l 1 3 5 c o n d u c t a n c e m e t e r ( A n a l y t i c a l T e c h n o l o g y , I n c . ) . T h e p H o f u n fi l t e r e d s a m p l e s w a s m e a s u r e d i n t h e l a b o r a t o r y w i t h i n a f e w d a y s o f c o l l e c t i o n a n d t h e r e f o r e s h o u l d b e c l o s e r t o t h e s o l u t i o n p H a t a t m o s p h e r i c e q u i l i b r i u m b e c a u s e m o s t o f t h e e x c e s s d i s s o l v e d C O ; t h a t i s t y p i c a l o f s o i l s o l u t i o n s w o u l d h a v e e s c a p e d . C a ” , M g ” , N a ’ , a n d K + w e r e m e a s u r e d b y fl a m e a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o m e t r y , w i t h a d d i t i o n o f l a n t h a n u m b e f o r e C a 2 + a n d M g 2 + m e a s u r e m e n t t o s u p p r e s s i n t e r f e r e n c e s . T o t a l a l k a l i n i t y , w h i c h g e n e r a l l y r e p r e s e n t s H C O g ' i n t h e s e w a t e r s , w a s d e t e r m i n e d b y t i t r a t i o n w i t h 0 . 3 N H C I b e t w e e n p H 4 . 0 a n d 3 . 3 a n d c a l c u l a t i o n o f t h e G r a n f u n c t i o n ( C a n t r e l l e t a l . 1 9 9 3 ) . 8 0 4 2 ' , C l ' , a n d N 0 3 ’ w e r e m e a s u r e d b y m e m b r a n e s u p p r e s s i o n i o n c h r o m a t o g r a p h y . S i w a s m e a s u r e d c o l o r i m e t r i c a l l y b y t h e a m m o n i u m m o l y b d a t e m e t h o d ( W e t z e l a n d L i k e n s 2 0 0 0 ) . O t h e r n u t r i e n t s w e r e m e a s u r e d f o r s a m p l e s c o l l e c t e d b e t w e e n M a r c h 1 9 9 9 a n d N o v e m b e r 2 0 0 0 . N H 4 + w a s m e a s u r e d c o l o r i m e t r i c a l l y f o l l o w i n g a n a d a p t e d v e r s i o n o f t h e p h e n y l h y p o c h l o r i t e m e t h o d ( A m i n o t e t a l . 1 9 9 7 ) . T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s ( T D P ) w a s m e a s u r e d f o l l o w i n g p e r s u l f a t e d i g e s t i o n , u s i n g t h e a c i d m o l y b d a t e c o l o r i m e t r i c m e t h o d ( W e t z e l a n d L i k e n s 2 0 0 0 ) . O n o c c a s i o n , s m a l l s a m p l e s i z e p r o h i b i t e d a n a l y s i s o f c o n d u c t a n c e , p H a n d s i l i c a t e . D u r i n g t i m e s o f l o w e r s o i l w a t e r c o n t e n t , d i l u t i o n w i t h d e i o n i z e d w a t e r w a s f r e q u e n t l y n e c e s s a r y t o o b t a i n e n o u g h v o l u m e ( 2 5 0 m L ) t o c o n d u c t a l l t h e a n a l y s e s . S t a t i s t i c a l A n a l y s e s A l l s t a t i s t i c a l a n a l y s e s w e r e d o n e u s i n g S Y S T A T v e r s i o n 8 . 0 ( S P S S I n c . 1 9 9 8 ) o n a P C w i t h a W i n d o w s M E o p e r a t i n g s y s t e m . N A D P I N T N P r e c i p i t a t i o n D a t a P r e c i p i t a t i o n d a t a , i n c l u d i n g w a t e r v o l u m e s a n d m a j o r i o n c o n c e n t r a t i o n s , w e r e o b t a i n e d f r o m t h e N a t i o n a l A t m o s p h e r i c D e p o s i t i o n P r o g r a m / N a t i o n a l T r e n d s N e t w o r k f o r t h e p e r i o d o f t h i s s t u d y . D a t a c a n b e o b t a i n e d f r o m t h e w e b s i t e h t t p : / / n a d p . s w s . u i u c . e d u , f o r S t a t i o n M I 2 6 , K e l l o g g B i o l o g i c a l S t a t i o n , K a l a m a z o o C o u n t y , M i c h i g a n . S e a s o n s a r e d e fi n e d u n d e r t h e N A D P I N T N p r o g r a m a s f o l l o w s ( m o n t h / d a y ) : W i n t e r 1 2 / 1 — 3 / 1 ; S p r i n g 3 / 1 - 6 / 1 ; S u m m e r 6 / 1 — 9 / 1 ; a n d F a l l 9 / 1 — 1 2 / 1 . A g r o n o m i c I n p u t s I n a d d i t i o n t o e v a l u a t i n g t h e e f f e c t o f t i l l a g e p r a c t i c e s , v a r i a t i o n i n t h e n a t u r e a n d q u a n t i t y o f s o i l a m e n d m e n t s w a s i n c o r p o r a t e d i n t o t h e a g r o n o m i c t r e a t m e n t d e s i g n ( T a b l e 2 ) . T r e a t m e n t s 1 a n d 2 a r e c o n v e n t i o n a l “ h i g h i n p u t ” t r e a t m e n t s ( e . g . , f e r t i l i z e r s , p e s t i c i d e s ) , w h i l e T r e a t m e n t 3 i s m a n a g e d a s “ r e d u c e d i n p u t ” a n d T r e a t m e n t 4 i s m a n a g e d a s ” z e r o i n p u t ” . T r e a t m e n t s 1 , 2 , 3 , a n d 6 r e c e i v e d d o l o m i t i c l i m e ( C a M g ( C O 3 ) 2 ) a p p l i c a t i o n s i n 1 9 9 9 , a n d T r e a t m e n t s 1 , 2 , a n d 3 w e r e f e r t i l i z e d e a c h y e a r i n A p r i l o r M a y ( w i t h t h e e x c e p t i o n o f 2 0 0 0 ) w i t h a n a m m o n i u m n i t r a t e s o l u t i o n . A m m o n i u m s u l f a t e w a s a d d e d t o T r e a t m e n t 1 i n 2 0 0 1 , t o T r e a t m e n t 2 i n 2 0 0 0 , 2 0 0 1 , a n d 2 0 0 3 , b u t n o t t o T r e a t m e n t 3 d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d . P o t a s h ( K C I ) w a s a p p l i e d t o T r e a t m e n t s 1 , 2 , a n d 3 i n A p r i l 2 0 0 2 a n d t o T r e a t m e n t s 1 a n d 2 i n A p r i l 2 0 0 3 . T r e a t m e n t 7 d i d n o t r e c e i v e a n y a m e n d m e n t s , b u t s u r f a c e v e g e t a t i o n w a s b u r n e d i n M a y 2 0 0 2 a n d a g a i n i n A p r i l 2 0 0 3 t o d i s c o u r a g e w o o d y p l a n t c o l o n i z a t i o n . A g r o n o m i c f i e l d l o g s c o n t a i n i n g d e t a i l e d d e s c r i p t i o n s o f L T E R M a i n S i t e a c t i v i t i e s c a n b e o b t a i n e d b y v i s i t i n g t h e K B S L T E R W e b s i t e . A s u m m a r y o f t h e m a j o r i o n s a n d e l e m e n t s a d d e d b y t r e a t m e n t i s p r o v i d e d i n T a b l e 3 . Q u a l i t y A s s u r a n c e T h e d a t a w e r e e x a m i n e d e x t e n s i v e l y t o i d e n t i f y a n d e l i m i n a t e a n y e r r o r s o r q u a l i t y p r o b l e m s . F i r s t , w h e r e t h e c o m p l e t e s u i t e o f m a j o r c a t i o n a n d a n i o n a n a l y t i c a l d a t a w a s a v a i l a b l e , w h i c h w a s t h e c a s e f o r n e a r l y a l l s a m p l e s , c h a r g e b a l a n c e s w e r e 8 c a l c u l a t e d u s i n g t h e s o f t w a r e A q u a C h e m , V e r s i o n 3 . 7 f o r W i n d o w s 9 5 / 9 8 / N T , W a t e r l o o H y d r o g e o l o g i c , l n c . , W a t e r l o o , C a n a d a . C h a r g e b a l a n c e s w e r e a l s o c a l c u l a t e d i n M i c r o s o f t E x c e l f o r s a m p l e s . E x c e l l e n t a g r e e m e n t b e t w e e n t h e t w o m e t h o d s w a s o b t a i n e d , a n d m i n o r d i f f e r e n c e s c a n b e a c c o u n t e d f o r b y t h e f a c t t h a t A q u a c h e m a c c o u n t s f o r i o n b a s e p a i r i n g w h i l e t h e s p r e a d s h e e t d o e s n o t ( F i g u r e 5 , T o p ) . S e c o n d , t h e o r e t i c a l c o n d u c t a n c e w a s c o m p a r e d t o m e a s u r e d c o n d u c t a n c e . T h e o r e t i c a l c o n d u c t a n c e w a s c a l c u l a t e d b y d e t e r m i n i n g t h e e x p e c t e d c o n t r i b u t i o n o f e a c h i o n t o t h e c o n d u c t a n c e b y m u l t i p l y i n g t h e i o n i c c o n d u c t a n c e p e r m e q b y t h e c o n c e n t r a t i o n i n m e q / L o f t h e s a m p l e ( G o l t e r m a n a n d C l y m o , 1 9 6 9 ) ( T a b l e 4 a n d F i g u r e 5 , M i d d l e ) . T h i r d , t i m e s e r i e s w e r e g r a p h e d f o r e a c h a n a l y t e b y r e p l i c a t e . O u t l i e r s w e r e s c r u t i n i z e d t o d e t e r m i n e i f a n a p p a r e n t a n a l y t i c a l o r d a t a e n t r y e r r o r h a d o c c u r r e d . F o u r t h , s p e c i fi c h y p o t h e s e s w e r e e x a m i n e d t o d e t e r m i n e w h e t h e r o r n o t c e r t a i n f a c t o r s w e r e r e s p o n s i b l e f o r a n d / o r c o r r e l a t e d w i t h p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e . T h e f a c t o r s r u l e d o u t i n t h i s e x a m i n a t i o n i n c l u d e d u n u s u a l l y d r y s o i l s a s i n d i c a t e d b y d r o u g h t i n d i c e s o r b y s a m p l e d i l u t i o n , p a r t i c u l a r l y l o w o r h i g h t o t a l i o n c o n t e n t a s i n d i c a t e d b y c o n d u c t a n c e ( F i g u r e 5 , B o t t o m ) , s a m p l e s i t e , a n d s a m p l e d a t e . A f t e r r e v i e w i n g o u t l i e r s a n d c o r r e c t i n g a n y a n a l y t i c a l o r d a t a e n t r y e r r o r s i d e n t i fi e d , 2 0 1 s a m p l e s ( 1 7 % ) r e m a i n t h a t h a v e a c h a r g e i m b a l a n c e g r e a t e r t h a n 2 0 % . 4 5 % c o m e f r o m t h e f o r e s t e d s i t e s , w h i c h c o m p r i s e l e s s t h a n 3 0 % o f t h e s a m p l e s ( F i g u r e 6 , T o p ) . O v e r a l l , t h e a n a l y s e s o f s o i l s o l u t i o n s a m p l e s t e n d t o i n d i c a t e m o r e a n i o n s t h a n c a t i o n s , i n d i c a t i n g a p o s s i b l e u n m e a s u r e d c a t i o n c o m p o n e n t i f w e a s s u m e t h a t t h e o t h e r i o n m e a s u r e m e n t s a r e a c c u r a t e ( F i g u r e 6 , B o t t o m ) . I b e l i e v e t h a t t h e m e a s u r e m e n t s I r e p o r t h e r e a r e s u f f i c i e n t l y a c c u r a t e t h a t a n a l y t i c a l e r r o r s c a n n o t e x p l a i n s u c h l a r g e c h a r g e i m b a l a n c e s . O n e p o s s i b l e u n m e a s u r e d c a t i o n t h a t c o u l d r e s u l t i n a s i g n i fi c a n t i m b a l a n c e w a s i d e n t i fi e d : P o s i t i v e l y c h a r g e d a l u m i n u m h y d r o x y i o n s w h o s e c o n t r i b u t i o n t o t h e c a t i o n e x c h a n g e c o m p l e x v a r i e s w i t h p H ( F i g u r e 7 ) . I f p o s i t i v e l y c h a r g e d a l u m i n u m h y d r o x y i o n s w e r e p a r t i a l l y r e s p o n s i b l e f o r t h e i o n i m b a l a n c e , o n e w o u l d e x p e c t t h a t i n t r e a t m e n t s w h o s e p H r a n g e w a s l o w e r o v e r t h e s t u d y p e r i o d , p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e s w o u l d s h o w n o c o r r e l a t i o n w i t h p H ; h o w e v e r , f o r t r e a t m e n t s w h e r e t h e r a n g e o f p H w a s h i g h e r a n d c r o s s e d a c e r t a i n p H t h r e s h o l d ( t h e t h r e s h o l d w h e r e e x c h a n g e a b l e a l u m i n u m h y d r o x y i o n s a r e c o n v e r t e d t o b o u n d a l u m i n u m ) , t h e n a n e g a t i v e c o r r e l a t i o n b e t w e e n p H a n d t h e p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e w o u l d b e e x p e c t e d . I n t h e s e l a t t e r c a s e s , a s p H i n c r e a s e s , t h e p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e w o u l d d e c r e a s e b e c a u s e u n m e a s u r e d , e x c h a n g e a b l e , p o s i t i v e l y c h a r g e d a l u m i n u m h y d r o x y i o n s w o u l d m a k e u p l e s s a n d l e s s o f t h e e x c h a n g e a b l e i o n p o o l . I n f a c t , t h e s e e x p e c t e d r e l a t i o n s h i p s a r e p r e s e n t i n t h e d a t a s e t . A g r o n o m i c t r e a t m e n t s e x h i b i t i n g a h i g h e r m e a n p H h a v e f e w e r s a m p l e s w i t h a > 2 0 p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e ( F i g u r e 6 , T o p ) . W h e n p l o t t e d , t h e n u m b e r o f s a m p l e s e x h i b i t i n g a > 2 0 p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e d e c r e a s e s w i t h 1 0 i n c r e a s i n g p H ( F i g u r e 8 ) . I n a d d i t i o n , t h e r e a r e s i g n i f i c a n t n e g a t i v e c o r r e l a t i o n s w i t h i n t r e a t m e n t s b e t w e e n p H a n d p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e i n t h o s e t r e a t m e n t s w h e r e t h e r a n g e o f p H i s g r e a t e s t ( F i g u r e s 9 a n d 1 0 ) . A n o t h e r l i n e o f e v i d e n c e t h a t s u p p o r t s t h e h y p o t h e s i s t h a t a l u m i n u m h y d r o x y i o n s a r e r e s p o n s i b l e f o r t h e o b s e r v e d c h a r g e i m b a l a n c e c o m e s f r o m e x a m i n i n g t h e i o n i m b a l a n c e o f R e p l i c a t e s T 2 - R 3 a n d T 4 - R 3 . T h e s e a r e t h e o n l y r e p l i c a t e s w i t h i n t h e d a t a s e t w i t h p H a b o v e 8 . 0 . I f u n m e a s u r e d a l u m i n u m h y d r o x y i o n s w h i c h a r e p r e s e n t a t a p H b e l o w 8 . 0 a r e r e s p o n s i b l e f o r t h e i m b a l a n c e s , w e w o u l d e x p e c t t h e s e t w o r e p l i c a t e s w i t h a p H a b o v e 8 . 0 t o h a v e t h e l o w e s t m e d i a n p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e v a l u e s o f a l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e e n t i r e d a t a s e t , I n f a c t , t h i s i s t h i s c a s e . T h e m e d i a n p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e i n R e p l i c a t e s T 2 - R 3 a n d T 4 - R 3 i s 0 7 9 % a n d - 0 . 9 7 % , r e s p e c t i v e l y . I n t h e u n m a n a g e d t r e a t m e n t s , i t i s p o s s i b l e t h a t t h e d e c o m p o s i t i o n o f l e a f l i t t e r i n t h e a b s e n c e o f l i m i n g i s c o n t r i b u t i n g o r g a n i c a c i d s t o t h e s o i l s o l u t i o n a n d t h e r e b y l o w e r i n g s o i l p H a n d f a v o r i n g t h e i o n i z e d a l u m i n u m f o r m . H o w e v e r , t h e c a r b o x y l i c a c i d g r o u p s o n u n m e a s u r e d o r g a n i c a c i d s w o u l d c o n t r i b u t e t o t h e c h a r g e i m b a l a n c e i n t h e o p p o s i t e d i r e c t i o n , t h u s p o t e n t i a l l y c o m p e n s a t i n g p a r t l y f o r a n y u n m e a s u r e d c o n t r i b u t i o n o f a l u m i n u m . R e s u l t s P r e c i p i t a t i o n D u r i n g t h e s t u d y p e r i o d o f 1 9 9 9 - 2 0 0 3 , t h e m e a n a n n u a l p r e c i p i t a t i o n “ w a s 7 2 . 5 c m / y e a r . T h e l o n g - t e r m m e a n ( 1 9 4 2 - 9 6 ) a n n u a l p r e c i p i t a t i o n f o r s t a t i o n s i n t h e v i c i n i t y o f K B S i s 9 2 c m ( H a m i l t o n , u n p u b l i s h e d d a t a ) . T h e p a t t e r n o f 1 1 p r e c i p i t a t i o n d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d i s d e p i c t e d i n F i g u r e 9 , T o p . 2 0 0 0 w a s t h e d r i e s t y e a r ( 4 7 . 4 c m ) , p r i m a r i l y d u e t o u n u s u a l l y l o w p r e c i p i t a t i o n d u r i n g t h e s p r i n g a n d s u m m e r s e a s o n s w h e n o n l y 1 2 . 1 c m f e l l . I n c o n t r a s t , t h e a v e r a g e p r e c i p i t a t i o n f o r t h e o t h e r f o u r y e a r s d u r i n g t h e s p r i n g a n d s u m m e r s e a s o n s w a s 4 4 . 2 c m ( F i g u r e 1 0 , B o t t o m ) . O v e r t h e s t u d y p e r i o d , t h e a v e r a g e a n n u a l p H o f p r e c i p i t a t i o n w a s 4 . 6 . T h e d o m i n a n t c a t i o n w a s a m m o n i u m w i t h a n a n n u a l v o l u m e - w e i g h t e d m e a n c o n c e n t r a t i o n o f 2 6 . 0 u e q / L , f o l l o w e d b y H + a n d C a 2 + . T h e d o m i n a n t a n i o n w a s s u l f a t e , w i t h a n a n n u a l v o l u m e - w e i g h t e d m e a n c o n c e n t r a t i o n o f 3 7 . 1 p e q / L , f o l l o w e d b y n i t r a t e ( F i g u r e 1 1 ) . S o i l S o l u t i o n C h e m i s t r y M a j o r s o l u t e c h e m i s t r y i s s u m m a r i z e d i n T a b l e 5 . D u e t o t h e h i g h l e v e l o f s e a s o n a l v a r i a b i l i t y a n d t h e t e n d e n c y f o r s k e w e d f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n s , m e d i a n s a n d i n t e r q u a r t i l e r a n g e s a r e r e p o r t e d t o s u m m a r i z e a n d c o m p a r e t h e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n s o f m a j o r s o l u t e c o n c e n t r a t i o n s . A p a i r - w i s e P e a r s o n C o r r e l a t i o n M a t r i x w i t h a s s o c i a t e d B o n f e r r o n i - c o r r e c t e d p r o b a b i l i t i e s f o r e a c h o f t h e v a r i a b l e s , b a s e d o n d a t a f r o m a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , i s p r o v i d e d i n T a b l e 6 . I n t h i s s e c t i o n , I c o m p a r e d a t a d i s t r i b u t i o n s a c r o s s t r e a t m e n t s u s i n g n o t c h e d b o x p l o t s . T h e b o x p l o t s p r o v i d e a c o n v e n i e n t a n d c o m p a c t s u m m a r y o f a s y m m e t r i c f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n s t h a t i n c l u d e s m e d i a n s a n d q u a r t i l e s . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n f i d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n a n d t h e b o x e s e x t e n d a c r o s s t h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e ( i . e . , f r o m t h e 2 5 t h t o 7 5 t h 1 2 p e r c e n t i l e s ) . U n i t s o f c o n c e n t r a t i o n w e r e p r e s e n t e d a s m g / L i n T a b l e 5 , b u t i n t h e f i g u r e s a p p e a r i n g h e r e a f t e r , i o n c o n c e n t r a t i o n s a r e c o n v e r t e d t o m e q / L t o f a c i l i t a t e i n t e r c o m p a r i s o n s o f t h e r e l a t i v e i m p o r t a n c e o f t h e v a r i o u s i o n i c s p e c i e s . p _ l j T h e C o n i f e r o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( C F ) e x h i b i t e d t h e l o w e s t m e d i a n a i r - e q u i l i b r a t e d p H a t 6 . 0 5 , b u t w a s o n l y s l i g h t l y l o w e r t h a n t h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( D F ) w i t h a m e d i a n a i r — e q u i l i b r a t e d p H o f 6 . 0 7 ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 2 , T o p ) . T h e C o n v e n t i o n a l I n p u t , N o - T i l l T r e a t m e n t ( T 2 ) h a d t h e h i g h e s t m e d i a n a i r - e q u i l i b r a t e d p H a t 7 . 5 9 . C o m b i n i n g h y d r o c h e m i c a l d a t a a c r o s s a l l t r e a t m e n t s , p H w a s s i g n i fi c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h a l k a l i n i t y , c a l c i u m , m a g n e s i u m , p o t a s s i u m , s i l i c a , a n d c o n d u c t a n c e , a n d s i g n i f i c a n t l y a n d n e g a t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h s u l f a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s a s s o c i a t e d w i t h a l k a l i n i t y ( r = 0 . 6 3 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h p o t a s s i u m ( r = 0 . 1 6 ) . T h e r e w a s n o o v e r a l l c o r r e l a t i o n b e t w e e n p H a n d n i t r a t e . C o n d u c t a n c e T h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t ( S F ) h a d t h e l o w e s t m e d i a n v a l u e f o r s p e c i fi c c o n d u c t a n c e ( 4 1 u S / c m @ 2 5 ° C ) ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 2 , B o t t o m ) . T h e P e r e n n i a l A l f a l f a T r e a t m e n t ( T 6 ) h a d t h e h i g h e s t m e d i a n s p e c i fi c c o n d u c t a n c e a t 2 4 9 . 1 3 A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , c o n d u c t a n c e w a s s i g n i f i c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h p H , s i l i c a , a l k a l i n i t y , c a l c i u m , m a g n e s i u m , s o d i u m , p o t a s s i u m , c h l o r i d e , a n d n i t r a t e , a n d s i g n i f i c a n t l y a n d n e g a t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h s u l f a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h c a l c i u m ( r = 0 . 9 6 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h s u l f a t e ( r = - 0 . 3 0 ) . D E M T h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t ( S F ) e x h i b i t e d t h e l o w e s t m e d i a n c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n , 4 . 3 2 m g / L ( 0 . 2 1 6 m e q / L ) ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 3 , T o p ) . T h e h i g h e s t m e d i a n c o n c e n t r a t i o n , 3 4 . 3 3 m g / L ( 1 . 7 1 3 m e q / L ) , w a s f o u n d i n t h e P e r e n n i a l A l f a l f a T r e a t m e n t ( T 6 ) . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , c a l c i u m w a s s i g n i fi c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h c o n d u c t a n c e , p H , s i l i c a , a l k a l i n i t y , m a g n e s i u m , s o d i u m , p o t a s s i u m , c h l o r i d e , a n d n i t r a t e , a n d w a s s i g n i f i c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d n e g a t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h s u l f a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h c o n d u c t a n c e ( r = 0 . 9 6 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i fi c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h p o t a s s i u m ( r = 0 . 2 3 ) . M a g n e s i u m M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s f o r m a g n e s i u m r a n g e d f r o m a l o w o f 0 . 9 8 m g / L ( 0 . 0 8 1 m e q / L ) i n t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t ( S F ) t o a h i g h o f 7 . 0 0 m g l L ( 0 . 5 7 6 m e q / L ) i n t h e P e r e n n i a l A l f a l f a T r e a t m e n t ( T 6 ) ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 3 , T o p ) . M a g n e s i u m c o n c e n t r a t i o n s w e r e l o w e r t h a n t h o s e o f c a l c i u m . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , m a g n e s i u m w a s s i g n i fi c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h c o n d u c t a n c e , p H , s i l i c a , a l k a l i n i t y , c a l c i u m , 1 4 s o d i u m , c h l o r i d e , a n d n i t r a t e , a n d s i g n i f i c a n t l y a n d n e g a t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h s u l f a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h c a l c i u m ( r = 0 . 8 5 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h s u l f a t e ( r = - 0 . 2 2 ) . A l k a l i n i t y T h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( D F ) e x h i b i t e d t h e l o w e s t m e d i a n t o t a l a l k a l i n i t y c o n c e n t r a t i o n , 1 0 . 1 5 m g H C O 3 ' / L ( 0 . 1 6 7 m e q / L ) ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 4 , T o p ) . T h e h i g h e s t m e d i a n c o n c e n t r a t i o n , 5 6 . 3 6 m g H C O g ' l L ( 0 . 9 2 4 m e q / L ) , w a s f o u n d i n t h e C o n v e n t i o n a l I n p u t , N o - T i l l T r e a t m e n t ( T 2 ) . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , a l k a l i n i t y w a s s i g n i fi c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h c o n d u c t a n c e , p H , s i l i c a , c a l c i u m , m a g n e s i u m , a n d s o d i u m , a n d s i g n i f i c a n t l y a n d n e g a t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h s u l f a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h m a g n e s i u m ( r = 0 . 7 2 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h s u l f a t e ( r = - 0 . 2 1 ) . M a l e M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s f o r s u l f a t e r a n g e d f r o m a l o w o f 4 . 2 1 m g / L ( 0 . 0 8 8 m e q / L ) i n t h e P e r e n n i a l A l f a l f a T r e a t m e n t ( T 6 ) t o a h i g h o f 1 7 . 6 5 m g / L ( 0 . 3 6 7 m e q / L ) i n t h e P e r e n n i a l P o p l a r T r e a t m e n t ( T 5 ) ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 4 , B o t t o m ) . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , s u l f a t e w a s n e g a t i v e l y a n d s i g n i f i c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) c o r r e l a t e d w i t h c o n d u c t a n c e , p H , a l k a l i n i t y , c a l c i u m , m a g n e s i u m , p o t a s s i u m , c h l o r i d e , a n d n i t r a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h p H ( r = - 0 . 3 3 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i fi c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h c h l o r i d e ( r = - 0 . 2 1 ) . P o t a s s i u m 1 5 M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s f o r p o t a s s i u m r a n g e d f r o m a l o w o f 0 . 2 3 m g / L ( 0 . 0 1 m e q / L ) i n t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t ( S F ) t o a h i g h o f 5 . 4 4 a n d 5 . 4 5 m g / L ( 0 . 1 3 9 a n d 0 . 1 3 9 m e q / L ) i n t h e R e d u c e d I n p u t , C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 3 ) a n d C o n v e n t i o n a l I n p u t , C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) T r e a t m e n t s , r e s p e c t i v e l y ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 5 , T o p ) . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , p o t a s s i u m w a s s i g n i f i c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h c o n d u c t a n c e , p H , c a l c i u m , c h l o r i d e , a n d n i t r a t e , a n d n e g a t i v e l y a n d s i g n i f i c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) c o r r e l a t e d w i t h s i l i c a a n d s u l f a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h n i t r a t e ( r = 0 . 4 2 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i fi c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h p H ( r = 0 . 1 6 ) . C h l o r i d e M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s f o r c h l o r i d e r a n g e d f r o m a l o w o f 0 . 4 9 m g / L ( 0 . 0 1 4 m e q / L ) i n t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t ( S F ) t o a h i g h o f 1 . 8 9 m g l L ( 0 . 0 5 3 m e q / L ) i n t h e P e r e n n i a l A l f a l f a T r e a t m e n t ( T 6 ) ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 5 , B o t t o m ) . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , c h l o r i d e w a s s i g n i fi c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h c o n d u c t a n c e , c a l c i u m , m a g n e s i u m , s o d i u m , p o t a s s i u m , a n d n i t r a t e , a n d s i g n i f i c a n t l y a n d n e g a t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h s u l f a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h n i t r a t e ( r = 0 . 6 0 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i fi c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h s u l f a t e ( r = - 0 . 2 1 ) . A m m o n i u m - N M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f A m m o n i u m - N r a n g e d f r o m a l o w o f 0 . 0 0 9 m g / L ( 0 . 0 0 1 m e q / L ) i n t h e R e d u c e d I n p u t , C o n v e n t i o n a l T i l l T r e a t m e n t ( T 3 ) a n d t h e 1 6 R e d u c e d I n p u t , O r g a n i c T r e a t m e n t ( T 4 ) , t o a h i g h o f 0 . 0 4 0 m g l L ( 0 . 0 0 2 m e q / L ) i n t h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( D F ) , c l o s e l y f o l l o w e d b y t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t ( S F ) ( T a b I e 5 a n d F i g u r e 1 6 , T o p ) . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , a m m o n i u m w a s s i g n i f i c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s ( r = 0 . 6 0 ) a n d , a l b e i t m o r e w e a k l y , w i t h s o d i u m ( r = 0 . 2 9 ) ( T a b l e 6 ) . N i t r a t e - N M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s f o r n i t r a t e r a n g e d f r o m a l o w o f 0 . 0 0 m g N / L ( 0 . 0 0 m e q N / L ) i n t h e P e r e n n i a l P o p l a r T r e a t m e n t ( T 5 ) t o a h i g h o f 1 6 . 0 0 m g N / L ( 1 . 1 4 2 m e q N / L ) i n t h e P e r e n n i a l A l f a l f a T r e a t m e n t ( T 6 ) ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 6 , B o t t o m ) . A g r i c u l t u r a l t r e a t m e n t s ( T 1 - T 4 a n d T 6 ) h a d m a r k e d l y h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s t h a n t h e f o r e s t e d a n d s u c c e s s i o n a l f i e l d t r e a t m e n t s . T h e a n a l y t i c a l d e t e c t i o n l i m i t o f t h e i o n c h r o m a t o g r a p h y s y s t e m w a s ~ 0 . 0 1 5 m g / L . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , n i t r a t e w a s s i g n i fi c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h c o n d u c t a n c e , c a l c i u m , m a g n e s i u m , s o d i u m , p o t a s s i u m , a n d c h l o r i d e , a n d s i g n i fi c a n t l y a n d n e g a t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h s u l f a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h c o n d u c t a n c e ( r = 0 . 7 5 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h s u l f a t e ( r = - 0 . 3 0 ) . D i s s o l v e d O r g a n i c C a r b o n ( D O C ) T h e P e r e n n i a l P o p l a r T r e a t m e n t ( T 5 ) e x h i b i t e d t h e l o w e s t m e d i a n c o n c e n t r a t i o n f o r D O C , 2 . 2 9 m g C / L , a n d t h e C o n i f e r o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( C F ) e x h i b i t e d t h e h i g h e s t m e d i a n c o n c e n t r a t i o n , 4 . 4 6 m g C / L ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 7 , T o p ) . T h e C F t r e a t m e n t a l s o h a d t h e l a r g e s t i n t e r q u a r t i l e r a n g e b y f a r , 1 7 a l t h o u g h o c c a s i o n a l s a m p l e s w i t h e l e v a t e d D O C c o n c e n t r a t i o n s w e r e f o u n d i n m o s t t r e a t m e n t s . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n w a s n o t s i g n i f i c a n t l y c o r r e l a t e d w i t h a n y o t h e r v a r i a b l e ( T a b l e 6 ) . T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s ( T D P ) M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s f o r T D P r a n g e d f r o m a l o w o f 0 . 0 0 7 m g / L i n t h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( D F ) t o a h i g h o f 0 . 0 4 8 i n t h e C o n v e n t i o n a l I n p u t , N o - T i l l T r e a t m e n t ( T 2 ) , w h i c h a l s o s h o w e d a p a r t i c u l a r l y l a r g e i n t e r q u a r t i l e r a n g e ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 7 , B o t t o m ) . T h e f o r e s t e d t r e a t m e n t s C F , D F , S F , a n d T 5 t e n d e d t o b e l o w e r i n T D P c o n c e n t r a t i o n s . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w a s s i g n i f i c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h s o d i u m ( r = 0 . 2 6 ) a n d a m m o n i u m ( r = 0 . 6 0 ) ( T a b l e 6 ) . s c a m M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s f o r s o d i u m r a n g e d f r o m a l o w o f 1 . 3 1 m g / L ( 0 . 0 5 7 m e q / L ) i n t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t ( S F ) t o h i g h s o f 2 . 1 3 a n d 2 . 1 4 m g l L ( 0 . 0 9 3 a n d 0 . 0 9 3 m e q / L ) i n t h e P e r e n n i a l A l f a l f a T r e a t m e n t ( T 6 ) a n d t h e C o n i f e r o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( C F ) , r e s p e c t i v e l y ( T a b l e 5 , a n d F i g u r e 1 8 , T o p ) . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , s o d i u m w a s p o s i t i v e l y a n d s i g n i fi c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) c o r r e l a t e d w i t h c o n d u c t a n c e , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , s i l i c a , c a l c i u m , p o t a s s i u m , a m m o n i u m , c h l o r i d e , a n d n i t r a t e ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h c o n d u c t a n c e ( r = 0 . 4 8 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i fi c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h p o t a s s i u m ( r = 0 . 2 5 ) . 1 8 S i l i c a M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s f o r s i l i c a r a n g e d f r o m a l o w o f 4 . 5 7 m g S i / L i n t h e S u c c e s s i o n a l F i e l d T r e a t m e n t ( T 7 ) t o a h i g h o f 9 . 5 8 m g S i / L i n t h e C o n i f e r o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( C F ) ( T a b l e 5 a n d F i g u r e 1 8 , B o t t o m ) . A c r o s s a l l t r e a t m e n t s c o m b i n e d , s i l i c a w a s s i g n i f i c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h a l k a l i n i t y , c a l c i u m , m a g n e s i u m , s o d i u m , c o n d u c t a n c e , a n d p H , a n d n e g a t i v e l y a n d s i g n i f i c a n t l y c o r r e l a t e d w i t h p o t a s s i u m ( T a b l e 6 ) . T h e s t r o n g e s t c o r r e l a t i o n w a s w i t h a l k a l i n i t y ( r = 0 . 6 2 ) a n d t h e w e a k e s t , y e t s t i l l s i g n i fi c a n t c o r r e l a t i o n w a s w i t h p o t a s s i u m ( r = - 0 . 1 7 ) . C o m p a r i s o n s o f F r e q u e n c y D i s t r i b u t i o n s a m o n g T r e a t m e n t s C o m p a r i s o n s b e t w e e n t r e a t m e n t p a i r s p r e s e n t e d h e r e a r e t h o s e f o r w h i c h I e x p e c t e d t o s e e c o n t r a s t s b a s e d o n v e g e t a t i o n c o v e r a n d a g r o n o m i c p r a c t i c e s . T h e n o t c h e d b o x p l o t s a r e e x p l a i n e d a t t h e b e g i n n i n g o f t h e p r e v i o u s s e c t i o n . N o t e : A S u m m a r y o f O b s e r v e d P a t t e r n s i s p r o v i d e d a t t h e e n d o f e a c h t r e a t m e n t c o m p a r i s o n s e c t i o n . C o n i f e r o u s F o r e s t v e r s u s D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t s T h e C o n i f e r o u s a n d D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t s a r e u n m a n a g e d t r e a t m e n t s t h a t a r e l o c a t e d i n c l o s e p r o x i m i t y t o e a c h o t h e r o n s i m i l a r s o i l s t h a t a r e p r e s u m e d t o v a r y o n l y i n v e g e t a t i v e c o v e r . M o s t m a j o r s o l u t e s w e r e e l e v a t e d i n t h e f o r e s t t r e a t m e n t s c o m p a r e d t o c o n c e n t r a t i o n s i n p r e c i p i t a t i o n ; o n l y a m m o n i u m a n d H + ( a s i n d i c a t e d b y p H ) s h o w e d t h e c o n v e r s e t r e n d . N o s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e C o n i f e r o u s 1 9 F o r e s t a n d D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t s w e r e i d e n t i f i e d f o r p H , c o n d u c t a n c e , n i t r a t e , c h l o r i d e , p o t a s s i u m , s o d i u m , a l k a l i n i t y , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , o r s i l i c a . C o n c e n t r a t i o n s o f s u l f a t e , a m m o n i u m , m a g n e s i u m , a n d c a l c i u m d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 1 9 - 2 5 ) . T h e v a r i a b l e s w i t h s i g n i f i c a n t o v e r a l l d i f f e r e n c e s a r e d i s c u s s e d b e l o w , a n d i n t h o s e c a s e s I a l s o c o n s i d e r t h e v a r i a b i l i t y a m o n g r e p l i c a t e s w i t h i n t r e a t m e n t s . C a l c i u m ( C F v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m i n t h e C F T r e a t m e n t w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n i n t h e D F T r e a t m e n t ( F i g u r e 2 0 , T o p ) . T h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m i n t h e C F T r e a t m e n t w a s 1 1 . 7 0 m g l L ( 0 . 5 9 m e q / L ) a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n t h e D F T r e a t m e n t w a s 7 . 3 7 m g / L ( 0 . 3 7 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . W i t h r e s p e c t t o i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s , t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s f o r t h e t h r e e C F r e p l i c a t e s w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r a n d t h e t h r e e D F r e p l i c a t e s w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 2 6 , T o p ) . D F - R 1 a n d C F - R 2 w e r e n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ; D F - R 3 a n d C F - R 1 w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ; D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a l l o t h e r r e p l i c a t e s ( C F a n d D F ) ; a n d C F - R 3 w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a l l o t h e r r e p l i c a t e s ( C F a n d D F ) . V a r i a b i l i t y a m o n g r e p l i c a t e s w i t h i n t r e a t m e n t s w a s t h u s h i g h e r t h a n v a r i a b i l i t y b e t w e e n t r e a t m e n t s . 2 0 M a g n e s i u m ( C F v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m i n t h e D F T r e a t m e n t w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e C F T r e a t m e n t ( F i g u r e 2 0 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m i n t h e C F T r e a t m e n t w a s 1 . 7 8 m g / L ( 0 . 1 5 m e q / L ) a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n t h e D F T r e a t m e n t w a s 3 . 4 2 m g / L ( 0 . 2 8 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . W i t h r e s p e c t t o i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s , n o n e o f t h e C F r e p l i c a t e s w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . D F - R 2 w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m D F - R 1 a n d D F - R 3 , b u t n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n y o f t h e C F r e p l i c a t e s ( F i g u r e 2 6 , B o t t o m ) . A m m o n i u m - N ( C F v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f a m m o n i u m i n t h e D F T r e a t m e n t w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e C F T r e a t m e n t ( F i g u r e 2 2 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f a m m o n i u m i n t h e C F T r e a t m e n t w a s 0 . 0 2 1 m g - N l L ( 0 . 0 0 1 m e q / L ) a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n t h e D F T r e a t m e n t w a s 0 . 0 4 0 m g - N / L ( 0 . 0 0 2 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . W i t h r e s p e c t t o i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s , n o n e o f t h e D F r e p l i c a t e s w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r s . C F - R 1 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m C F - R 2 a n d C F - R 3 , b u t n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n y o f t h e D F r e p l i c a t e s ( F i g u r e 2 7 , T o p ) . 2 1 S u l f a t e ( C F v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t a n d l o w e r i n t h e D e c i d u o u s F o r e s t ( D F ) t h a n i n t h e C o n i f e r o u s F o r e s t ( C F ) t r e a t m e n t ( F i g u r e 2 3 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 1 7 . 3 5 m g / L ( 0 . 3 6 m e q / L ) i n t h e C F T r e a t m e n t a n d 1 3 . 6 9 m g / L ( 0 . 2 9 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( D F ) w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a l t h o u g h D F - R 3 w a s n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m C F - R 1 , C F - R 2 , a n d C F - R 3 . D F - R 2 e v i d e n t l y e x p l a i n s m u c h o f t h e d i f f e r e n c e i n o v e r a l l m e d i a n s f o r D F v s . C F . C F - R 1 , C F - R 2 , a n d C F - R 3 w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 2 7 , B o t t o m ) . S u m m a r y o f O b s e r v e d P a t t e r n s ( C F v e r s u s D H M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , s u l f a t e , a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n t h e C F T r e a t m e n t , w h i l e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m a n d a m m o n i u m - N w e r e s i g n i fi c a n t l y l o w e r ( F i g u r e s 1 9 — 2 5 ) . I n t h e c a s e o f c a l c i u m , h o w e v e r , v a r i a b i l i t y a m o n g r e p l i c a t e s w i t h i n t r e a t m e n t s w a s h i g h e r t h a n v a r i a b i l i t y b e t w e e n t r e a t m e n t s , a n d i n t h e c a s e o f s u l f a t e , o n e r e p l i c a t e ( D F - R 2 ) a p p e a r s t o b e r e s p o n s i b l e f o r t h e o b s e r v e d d i f f e r e n c e s i n m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s b e t w e e n t h e t w o t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 2 6 a n d 2 8 ) . M o s t n o t a b l e , p e r h a p s , a r e t h e w a y s i n w h i c h t h e s e t r e a t m e n t s d o n o t d i f f e r , i n c l u d i n g p H , n i t r a t e - N , a n d a l k a l i n i t y . 2 2 S u c c e s s i o n a l v e r s u s D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t s T h e S u c c e s s i o n a l a n d D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t s a r e u n m a n a g e d t r e a t m e n t s t h a t a r e l o c a t e d i n c l o s e p r o x i m i t y t o e a c h o t h e r o n s i m i l a r s o i l s , a n d p r e s u m a b l y v a r y o n l y i n v e g e t a t i v e c o v e r a n d a g e o f t h e s t a n d . N o s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t a n d D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t s w e r e i d e n t i f i e d f o r s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n o r a l k a l i n i t y ( F i g u r e s 1 9 - 2 5 ) . S o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f p H , c o n d u c t a n c e , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , s i l i c a , c a l c i u m , m a g n e s i u m , s o d i u m , p o t a s s i u m , a m m o n i u m , c h l o r i d e , s u l f a t e , a n d n i t r a t e d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 1 9 2 5 ) . p H ( S F v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n p H i n t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t ( S F ) w a s 6 . 7 2 v e r s u s t h e m e d i a n v a l u e f o r p H i n t h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t o f 6 . 0 7 ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( D F ) w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a l t h o u g h D F - R 2 w a s n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m S F - R 1 , S F - R 2 , o r S F - R 3 . S F - R 3 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o S F r e p l i c a t e s ( F i g u r e 2 9 , T o p ) . 2 3 C o n d u c t a n c e T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n d u c t a n c e w a s 4 1 p S / c m @ 2 5 ° C i n t h e S F T r e a t m e n t v e r s u s t h e m e d i a n c o n d u c t a n c e o f 8 4 i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F T r e a t m e n t w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a l t h o u g h D F - R 2 w a s n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m S F - R 1 . A l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e S F T r e a t m e n t w e r e h i g h l y s i g n i f i c a n t l y ( p < 0 . 0 0 1 ) d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 2 9 , B o t t o m ) . C a l c i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m w a s 7 . 3 7 m g / L ( 0 . 3 7 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t a n d 4 . 3 2 m g / L ( 0 . 2 2 m e q / L ) i n t h e S F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o D F r e p l i c a t e s , b u t n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m S F - R 1 a n d S F - R 3 , a n d S F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d l o w e r t h a n a l l o t h e r r e p l i c a t e s ( S F a n d D F ) ( F i g u r e 3 0 , T o p ) . M a g n e s i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m w a s 3 . 4 2 m g l L ( 0 . 2 8 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t a n d 0 . 9 8 m g l L ( 0 . 0 8 m e q / L ) i n t h e S F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . 2 4 E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d l o w e r t h a n D F - R 1 a n d D F - R 3 , a n d S F - R 1 w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n S F - R 2 a n d S F - R 3 ( F i g u r e 3 0 , B o t t o m ) . S o d i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m w a s 2 . 0 4 m g / L ( 0 . 0 9 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t a n d 1 . 3 1 m g / L ( 0 . 0 6 m e q / L ) i n t h e S F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e S F r e p l i c a t e s w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , o r f r o m D F - R 2 . D F - R 2 w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d l o w e r t h a n D F - R 1 a n d D F - R 3 , w h i c h w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 3 1 , T o p ) . C h l o r i d e T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n w a s 1 . 4 8 m g / L ( 0 . 0 4 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t a n d 0 . 4 9 m g / L ( 0 . 0 1 m e q / L ) i n t h e S F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e D F r e p l i c a t e s w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a n d n o n e o f t h e S F r e p l i c a t e s w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 3 1 , B o t t o m ) . T h u s t h e D F r e p l i c a t e s w e r e c o n s i s t e n t l y h i g h e r i n c h l o r i d e t h a n t h e S F r e p l i c a t e s . 2 5 A m m o n i u m - N T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f a m m o n i u m w a s 0 . 0 1 9 m g N / L ( 0 . 0 0 1 m e q / L ) i n t h e S F T r e a t m e n t v e r s u s 0 . 4 0 m g N / L ( 0 . 0 0 2 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r s . W i t h i n t h e S F T r e a t m e n t , S F - R 3 w a s n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n y o f t h e D F r e p l i c a t e s , a l t h o u g h i t w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m S F - R 1 a n d S F - R 2 ( w h i c h w e r e n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ) ( F i g u r e 3 2 , T o p ) . N i t r a t e T h e m e d i a n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n i n t h e D F T r e a t m e n t s o i l s o l u t i o n w a s 3 . 4 6 m g N / L ( 0 . 2 5 m e q / L ) a n d 0 . 0 8 m g N l L ( 0 . 0 0 6 m e q / L ) i n t h e S F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d f a r l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o D F r e p l i c a t e s , b u t n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n y o f t h e S F r e p l i c a t e s . N o n e o f t h e S F r e p l i c a t e s w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 3 2 , B o t t o m ) . P o t a s s i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m w a s 0 . 4 0 m g / L ( 0 . 0 1 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t a n d 0 . 2 3 m g / L ( 0 . 0 0 6 m e q / L ) i n t h e S F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . 2 6 E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n a l l o t h e r r e p l i c a t e s ( S F a n d D F ) . D F - R 1 a n d D F - R 3 w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a n d S F - R 1 a n d S F - R 2 w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . S F - R 3 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o S F r e p l i c a t e s , b u t n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t t h a n D F - R 1 o r D F - R 3 ( F i g u r e 3 3 , T o p ) . S u l f a t e T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n s u l f a t e c o n c e n t r a t i o n w a s 1 3 . 6 9 m g l L ( 0 . 2 9 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t a n d 8 . 4 4 m g / L ( 0 . 1 8 m e q / L ) i n t h e S F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o D F r e p l i c a t e s , b u t n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m S F - R 3 . S F - R 1 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o S F r e p l i c a t e s , b u t n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m D F - R 2 ( F i g u r e 3 3 , B o t t o m ) . S i l i c a T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a w a s 9 . 0 8 m g S i / L i n t h e D F T r e a t m e n t a n d 6 . 1 3 m g S i / L i n t h e S F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F T r e a t m e n t w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . W i t h i n t h e S F T r e a t m e n t , S F - R 2 a n d S F - R 3 w e r e n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , b u t S F - R 1 w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m b o t h ( F i g u r e 3 4 , T o p ) . 2 7 T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w a s 0 . 0 0 7 m g / L i n t h e D F T r e a t m e n t a n d 0 . 0 1 4 m g l L i n t h e S F T r e a t m e n t ( S F ) ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m D F — R 1 a n d D F - R 3 , b u t n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m S F - R 1 . D F - R 2 a l s o e x h i b i t e d a m u c h l a r g e r i n t e r q u a r t i l e r a n g e t h a n a n y o t h e r r e p l i c a t e . D F - R 1 a n d D F - R 3 w e r e n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a n d S F - R 2 a n d S F - R 3 w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . S F - R 1 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a l l o t h e r r e p l i c a t e s , w i t h t h e e x c e p t i o n o f S F - R 3 a n d D F - R 2 ( F i g u r e 3 4 , B o t t o m ) . S u m m a r y o f O b s e r v e d P a t t e r n s ( D F v s S F ) W h i l e b o t h p H a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w e r e s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n t h e D F T r e a t m e n t , m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f a m m o n i u m - N , c a l c i u m , c h l o r i d e , m a g n e s i u m , n i t r a t e - N , p o t a s s i u m , s i l i c a , s o d i u m , s u l f a t e a r e a l l s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e D F T r e a t m e n t , a n d a s w o u l d t h e n b e e x p e c t e d , c o n d u c t a n c e i s a l s o s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e D F T r e a t m e n t ( F i g u r e s 1 9 - 2 5 ) . M o s t n o t a b l e a m o n g t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s , t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e - N i n t h e D F T r e a t m e n t w a s 4 0 t i m e s g r e a t e r t h a n t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e - N i n t h e S F T r e a t m e n t , w h i c h w a s o n l y 0 . 0 0 6 m e q / L ( T a b l e 5 , F i g u r e 2 2 , B o t t o m ) . 2 8 C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) v e r s u s N o - T i l l ( T 2 ) B o t h t h e C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) a n d t h e N o - T i l l ( T 2 ) r e c e i v e d t h e s a m e a m e n d m e n t s a t t h e s a m e t i m e a n d r a t e d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d , w i t h t h e e x c e p t i o n o f l i m e a n d a m m o n i u m s u l f a t e . I n 1 9 9 9 , b a s e d o n r e c o m m e n d a t i o n s f r o m s o i l t e s t s , m o r e l i m e w a s a p p l i e d t o t h e N o - T i l l T r e a t m e n t ( T 2 ) t h a n t h e C o n v e n t i o n a l T i l l T r e a t m e n t ( T 1 ) , 0 . 8 t o n s / a c r e a n d 0 . 5 t o n s / a c r e , r e s p e c t i v e l y ( T a b l e 2 ) . A m m o n i u m s u l f a t e w a s a p p l i e d i n t h e N o - T i l l T r e a t m e n t ( T 2 ) a t a r a t e o f 8 l b s / h a i n 2 0 0 0 , w h i l e n o a m m o n i u m s u l f a t e w a s a p p l i e d t o t h e C o n v e n t i o n a l T i l l T r e a t m e n t ( T 1 ) t h a t y e a r . N o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n T 1 a n d T 2 w e r e i d e n t i f i e d f o r s o i l s o l u t i o n c o n d u c t a n c e a n d c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a m m o n i u m , o r c h l o r i d e ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) . p H a n d s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , s i l i c a , a l k a l i n i t y , s o d i u m , p o t a s s i u m , s u l f a t e , a n d n i t r a t e d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y b e t w e e n t h e T 1 a n d T 2 t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) . p H T h e m e d i a n a i r - e q u i l i b r a t e d p H w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e N o — T i l l T r e a t m e n t ( T 2 ) c o m p a r e d t o T 1 ( F i g u r e 3 5 , T o p ) . T h e m e d i a n a i r - e q u i l i b r a t e d p H i n t h e C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) T r e a t m e n t w a s 6 . 5 4 a n d t h e m e d i a n a i r - e q u i l i b r a t e d p H i n t h e N o - T i l l T r e a t m e n t w a s 7 . 5 9 ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s g r e a t e r i n T 1 t h a n i n T 2 . 2 9 W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e w i t h i n e a c h t r e a t m e n t w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 4 2 , T o p ) . S o d i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m w a s s i g n i fi c a n t l y b u t n o t g r e a t l y h i g h e r i n T 2 t h a n T 1 ( F i g u r e 3 7 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m i n T 1 w a s 1 . 5 8 m g l L ( 0 . 0 7 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 2 w a s 2 . 0 0 m g / L ( 0 . 0 9 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o g r e a t e r i n T 2 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , r e p l i c a t e T 2 - R 3 w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d h i g h e r t h a n a l l o t h e r r e p l i c a t e s , n o n e o f w h i c h d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . N i t r a t e T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 1 t h a n T 2 ( F i g u r e 3 8 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e i n T 1 w a s 1 1 . 2 9 m g N / L ( 0 . 8 1 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 2 w a s 7 . 2 5 m g N / L ( 0 . 5 2 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s g r e a t e r i n T 1 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 2 d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . I n T r e a t m e n t T 1 , r e p l i c a t e T 1 - R 3 d i f f e r s s i g n i f i c a n t l y f r o m T 1 - R 2 ( F i g u r e 4 3 , T o p ) 3 0 P o t a s s i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 1 t h a n T 2 ( F i g u r e 3 9 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m i n T 1 w a s 5 . 4 5 m g / L ( 0 . 1 4 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 2 w a s 1 . 5 9 m g / L ( 0 . 0 4 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o m u c h g r e a t e r i n T 1 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e w i t h i n T r e a t m e n t T 1 w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o , a n d i n T r e a t m e n t T 2 , a l l r e p l i c a t e s w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 4 3 , B o t t o m ) . S u l f a t e T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 1 t h a n T 2 ( F i g u r e 3 9 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e i n T 1 w a s 1 0 . 5 2 m g / L ( 0 . 2 2 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 2 w a s 6 . 3 3 m g / L ( 0 . 1 3 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e s f o r b o t h t r e a t m e n t s w e r e s i m i l a r . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 2 d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r , a n d i n T r e a t m e n t T 1 , o n e r e p l i c a t e w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 4 4 , T o p ) . 3 1 S i l i c a T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 2 t h a n T 1 ( F i g u r e 4 0 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a i n T 1 w a s 4 . 8 1 m g S i / L , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 2 w a s 9 . 3 8 m g S i / L ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o g r e a t e r i n T 2 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e w i t h i n T r e a t m e n t T 1 w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o . I n T r e a t m e n t T 2 , a l l r e p l i c a t e s w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 4 4 , B o t t o m ) . A l k a l i n i t y T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l a l k a l i n i t y w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 2 t h a n T 1 ( F i g u r e 4 0 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f a l k a l i n i t y i n T 1 w a s 1 9 . 7 5 m g H C O 3 7 L ( 0 . 3 2 m e q I L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 2 w a s 5 6 . 3 6 H C O g ‘ m g / L ( 0 . 9 2 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o m u c h g r e a t e r i n T 2 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e w i t h i n e a c h t r e a t m e n t w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 4 5 , T o p ) . T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 2 t h a n T 1 ( F i g u r e 4 1 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s i n T 1 w a s 0 . 0 2 4 m g / L , a n d t h e 3 2 m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 2 w a s 0 . 0 4 8 m g / L . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o g r e a t e r i n T 2 t h a n T 1 ( T a b l e 5 ) . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e w i t h i n e a c h t r e a t m e n t w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 4 5 , B o t t o m ) . S u m m a r y o f O b s e r v e d P a t t e r n s ( T 1 v s T 2 ) p H a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , t o t a l a l k a l i n i t y , s i l i c a , a n d s o d i u m w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n t h e N o - T i l l ( T 2 ) t r e a t m e n t ( F i g u r e s 3 5 4 1 ) . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e - N , p o t a s s i u m , a n d s u l f a t e a r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n t h e C o n v e n t i o n a l ( T 1 ) t r e a t m e n t . R e p l i c a t e T 2 - R 3 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n a l l o t h e r r e p l i c a t e s i n b o t h t r e a t m e n t s f o r p H , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , s i l i c a , a l k a l i n i t y , s o d i u m a n d s u l f a t e , a n d a p p e a r s t o b e r e s p o n s i b l e f o r t h e s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s s e e n b e t w e e n T 1 a n d T 2 f o r t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s a n d s o d i u m ( F i g u r e s 4 2 - 4 5 ) . I n r e p l i c a t e T 2 - R 3 , m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f p o t a s s i u m a r e s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s , a n d n i t r a t e - N , w h i l e n o t s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s h a d a n o v e r a l l t e n d e n c y t o b e l o w e r a s d e m o n s t r a t e d b y t h e l o w e r i n t e r q u a r t i l e r a n g e ( F i g u r e 4 3 , T o p ) . S i g n i f i c a n t l y h i g h e r m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s ( F i g u r e 4 5 , B o t t o m ) , s i l i c a ( F i g u r e 4 4 , B o t t o m ) , t o t a l a l k a l i n i t y ( F i g u r e 4 5 , T o p ) a n d p H ( F i g u r e 4 2 , T o p ) w e r e a l s o o b s e r v e d i n r e p l i c a t e T 1 - R 4 a s c o m p a r e d t o T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 . 3 3 C o n v e n t i o n a l I n p u t ( T 1 ) v e r s u s R e d u c e d I n p u t ( T 3 ) v e r s u s Z e r o I n p u t ( T 4 ) T r e a t m e n t s T 1 , T 3 , a n d T 4 v a r y i n t h e l e v e l o f a g r o n o m i c i n p u t s e a c h r e c e i v e s , b u t a r e o t h e n / v i s e m a n a g e d i n t h e s a m e m a n n e r ( T a b l e 2 ) . S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s w e r e i d e n t i fi e d f o r a l l s o i l s o l u t i o n v a r i a b l e s w i t h t h e e x c e p t i o n o f c o n d u c t a n c e , a l k a l i n i t y , a m m o n i u m - N , a n d d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n ( F i g u r e s 3 5 4 1 ) . p H ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n p H w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e R e d u c e d I n p u t ( T 3 ) T r e a t m e n t t h a n i t w a s i n t h e C o n v e n t i o n a l I n p u t ( T 1 ) o r t h e R e d u c e d I n p u t O r g a n i c ( T 4 ) T r e a t m e n t s ( F i g u r e 3 5 , T o p ) . T 1 a n d T 4 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . T h e m e d i a n p H i n t h e C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) T r e a t m e n t w a s 6 . 5 4 ; t h e m e d i a n p H i n t h e R e d u c e d I n p u t ( T 3 ) T r e a t m e n t w a s 7 . 1 4 ; a n d t h e p H i n t h e R e d u c e d I n p u t O r g a n i c ( T 4 ) T r e a t m e n t w a s 6 . 7 ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s g r e a t e s t i n T 4 , a n d s i m i l a r i n T 1 a n d T 3 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 3 w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . W i t h i n T r e a t m e n t s T 1 a n d T 4 , r e p l i c a t e s T 1 - R 4 a n d T 4 - R 3 w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t ( F i g u r e 4 6 , T o p ) . C a l c i u m ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n T 4 t h a n T 1 o r T 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 3 6 , 3 4 T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m i n T 1 w a s 2 0 . 0 1 m g / L ( 1 . 0 0 m e q / L ) ; t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 3 w a s 2 1 . 3 5 m g l L ( 1 . 0 7 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 4 w a s 1 3 . 5 4 m g / L ( 0 . 6 8 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s s i m i l a r f o r a l l t r e a t m e n t s , a l t h o u g h s l i g h t l y g r e a t e r i n T 4 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , r e p l i c a t e s T 3 - R 3 a n d T 4 — R 3 s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t ( F i g u r e 4 6 , B o t t o m ) . I n T r e a t m e n t T 1 , a l l r e p l i c a t e s w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a n d T 1 - R 4 h a d t h e h i g h e s t m e d i a n c o n c e n t r a t i o n . P o t a s s i u m ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m w a s s i g n i fi c a n t l y l o w e r i n T 4 t h a n T 1 o r T 3 ( F i g u r e 3 9 , T o p ) . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s i n T 1 a n d T 3 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m i n T 1 w a s 5 . 4 5 m g l L ( 0 . 1 4 m e q / L ) ; t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 3 w a s 5 . 4 4 m g / L ( 0 . 1 4 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 4 w a s 1 . 7 9 m g / L ( 0 . 0 5 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e s s i n T 4 t h a n t h e o t h e r t w o t r e a t m e n t s . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 4 w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 4 7 , T o p ) . I n T r e a t m e n t s T 1 a n d T 3 , T 1 - R 2 a n d T 3 - R 4 w e r e s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t . 3 5 S u l f a t e ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 1 t h a n T 3 o r T 4 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 3 9 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e i n T 1 w a s 1 0 . 5 2 m g l L ( 0 . 2 2 m e q / L ) ; t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 3 w a s 6 . 7 0 m g / L ( 0 . 1 4 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 4 w a s 6 . 7 8 m g / L ( 0 . 1 4 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 4 , a n d s i m i l a r f o r T r e a t m e n t s T 1 a n d T 3 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 3 w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 4 7 , B o t t o m ) . I n T r e a t m e n t T 1 , r e p l i c a t e T 1 - R 3 w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s . W h i l e r e p l i c a t e T 4 - R 3 h a d t h e l o w e s t m e d i a n c o n c e n t r a t i o n a n d w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n T 4 - R 4 , i t w a s n o t s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n T 4 - R 2 . T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w a s s i g n i fi c a n t l y l o w e r i n T 4 t h a n T 1 o r T 3 ( F i g u r e 4 1 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s i n T 1 w a s 0 . 0 2 4 m g l L ; t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 3 w a s 0 . 0 2 2 m g l L ; a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 4 w a s 0 . 0 0 9 m g l L ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 4 , a n d s i m i l a r f o r T 1 a n d T 3 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , r e p l i c a t e T 1 - R 4 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n T 1 - R 3 , a n d r e p l i c a t e 3 6 T 4 - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n T 4 - R 3 ( F i g u r e 4 8 , T o p ) . I n T r e a t m e n t T 3 , T 3 - R 3 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o . S i l i c a ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n T 1 a n d T 3 ; h o w e v e r , T 1 a n d T 3 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m T 4 ( F i g u r e 4 0 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a i n T 1 w a s 4 . 8 1 m g S i / L ; t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 3 w a s 5 . 8 0 m g S i / L ; a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 4 w a s 5 . 3 1 m g S i / L ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s s i m i l a r f o r T 1 a n d T 4 , a n d l e a s t i n T 3 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , r e p l i c a t e T 3 - R 2 w a s s i g n i fi c a n t l y l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s , a n d r e p l i c a t e T 1 - R 4 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t ( F i g u r e 4 8 , B o t t o m ) . A l l r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 4 w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a n d r e p l i c a t e T 4 - R 3 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o . M a g n e s i u m ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n T 1 a n d T 3 ; h o w e v e r , T 1 a n d T 3 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m T 4 ( F i g u r e 3 6 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m i n T 1 w a s 2 . 5 6 m g / L ( 0 . 2 1 m e q / L ) ; t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 3 w a s 3 . 3 9 m g / L ( 0 . 2 8 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 4 w a s 3 . 0 5 3 7 m g / L ( 0 . 2 5 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s g r e a t e s t i n T 4 ( p r i m a r i l y d u e t o r e p l i c a t e T 4 - R 3 ) a n d s i m i l a r f o r T 1 a n d T 3 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 1 d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 4 9 , T o p ) . I n T r e a t m e n t T 3 , r e p l i c a t e T 3 - R 2 i s s i g n i fi c a n t l y l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o . I n T r e a t m e n t T 4 , R e p l i c a t e T 4 - R 3 i s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s . C h l o r i d e ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c h l o r i d e d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n T 4 a n d T 3 ; h o w e v e r , T 4 a n d T 3 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m T 1 ( F i g u r e 3 7 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c h l o r i d e i n T 1 w a s 0 . 9 0 m g / L ( 0 . 0 3 m e q / L ) ; t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 3 w a s 1 . 1 9 m g / L ( 0 . 0 3 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 4 w a s 0 . 6 4 m g l L ( 0 . 0 2 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 4 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 4 9 , B o t t o m ) . N i t r a t e ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y b e t w e e n T 4 a n d T 3 ; h o w e v e r , T 4 a n d T 3 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m T 1 ( F i g u r e 3 8 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e i n T 1 w a s 1 1 . 2 9 m g N I L ( 0 . 8 1 m e q / L ) ; t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 3 w a s 1 2 . 5 3 m g N / L 3 8 ( 0 . 9 0 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 4 w a s 8 . 3 3 m g N / L ( 0 . 6 0 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 4 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , r e p l i c a t e T 1 - R 3 w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n T 1 - R 2 ( F i g u r e 5 0 , T o p ) . I n T r e a t m e n t s T 3 a n d T 4 , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . S o d i u m ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y b e t w e e n T 1 a n d T 4 ; h o w e v e r , T 1 a n d T 4 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m T 3 ( F i g u r e 3 7 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m i n T 1 w a s 1 . 5 8 m g / L ( 0 . 0 7 m e q / L ) ; t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 3 w a s 1 . 7 8 m g / L ( 0 . 0 8 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 4 w a s 1 . 8 8 m g / L ( 0 . 0 8 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 4 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s i n T 1 w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 0 , B o t t o m ) . I n T r e a t m e n t T 3 , r e p l i c a t e T 3 - R 4 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n T 3 - R 3 , b u t d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m T 3 - R 2 . I n T r e a t m e n t T 4 , r e p l i c a t e T 4 - R 3 w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n T 4 - R 2 , b u t d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m T 4 - R 4 . 3 9 S u m m a r y o f O b s e r v e d P a t t e r n s ( T 1 v s . T 3 v s . T 4 ) T 1 v s . T 3 C o n d u c t a n c e a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , t o t a l a l k a l i n i t y , a m m o n i u m - N , c a l c i u m , p o t a s s i u m , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s c h l o r i d e , n i t r a t e - N , a n d s o d i u m d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n t h e C o n v e n t i o n a l ( T 1 ) a n d R e d u c e d - I n p u t ( T 3 ) t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) . p H a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a a n d m a g n e s i u m w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 3 , w h i l e t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e w a s s i g n i fi c a n t l y l o w e r . T 1 v s . T 4 p H , c o n d u c t a n c e , a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , t o t a l a l k a l i n i t y , a m m o n i u m - N , s i l i c a , m a g n e s i u m , c h l o r i d e a n d n i t r a t e - N d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y b e t w e e n t h e C o n v e n t i o n a l ( T 1 ) a n d Z e r o - I n p u t ( T 4 ) t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 3 5 4 1 ) . C o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , p o t a s s i u m , s u l f a t e , a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 1 t h a n T 4 , w h i l e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s o d i u m w e r e s i g n i fi c a n t l y l o w e r . T 3 v s . T 4 C o n d u c t a n c e a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s u l f a t e , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , t o t a l a l k a l i n i t y , a m m o n i u m - N , s i l i c a , m a g n e s i u m , a n d s o d i u m d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n t h e R e d u c e d - I n p u t ( T 3 ) a n d Z e r o - I n p u t ( T 4 ) t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) . p H a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , p o t a s s i u m , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , c h l o r i d e , a n d n i t r a t e - N w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 3 . 4 0 T 1 v s . T 3 v s . T 4 T h e r e w e r e n o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s o b s e r v e d i n c o n d u c t a n c e , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , t o t a l a l k a l i n i t y , o r a m m o n i u m - N b e t w e e n t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) . p H w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 3 t h a n i n T 1 o r T 4 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , p o t a s s i u m , a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w e r e s i g n i fi c a n t l y l o w e r i n T 4 t h a n T 1 o r T 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a a n d m a g n e s i u m w e r e s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n T 1 t h a n T 3 , a l t h o u g h T 1 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m T 4 , a n d T 4 a n d T 3 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f c h l o r i d e a n d n i t r a t e - N w e r e s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n T 4 t h a n T 3 , a l t h o u g h T 4 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m T 1 , a n d T 3 a n d T 1 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s u l f a t e w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 1 t h a n e i t h e r T 3 o r T 4 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . A l t h o u g h s i g n i fi c a n t l y h i g h e r m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , s i l i c a , a n d m a g n e s i u m a n d p H w a s o b s e r v e d i n r e p l i c a t e T 4 - R 3 , t h i s d i d n o t a p p e a r t o a f f e c t t h e p a t t e r n o f o v e r a l l d i f f e r e n c e s o b s e r v e d b e t w e e n t r e a t m e n t s . C o n v e n t i o n a l I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) v s . D e c i d u o u s F o r e s t ( D F ) I n t h i s s e c t i o n , s o i l s o l u t i o n s i n a t y p i c a l a g r o n o m i c e c o s y s t e m a r e c o m p a r e d a g a i n s t s o i l s o l u t i o n s i n a n a t i v e f o r e s t e c o s y s t e m . C o n c e n t r a t i o n s o f 4 1 a l l s o i l s o l u t i o n v a r i a b l e s d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n t h e C o n v e n t i o n a l l n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l T r e a t m e n t ( T 1 ) a n d t h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( D F ) , e x c e p t f o r c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n . ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) T h o s e v a r i a b l e s w i t h s i g n i f i c a n t o v e r a l l d i f f e r e n c e s a r e d i s c u s s e d b e l o w , a n d i n t h o s e c a s e s I a l s o c o n s i d e r t h e v a r i a b i l i t y a m o n g r e p l i c a t e s w i t h i n t r e a t m e n t s . p H ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n p H w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 1 t h a n i n D F T r e a t m e n t ( F i g u r e 3 5 , T o p ) . T h e m e d i a n p H w a s 6 . 5 i n t h e T 1 a n d 6 . 1 i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F T r e a t m e n t w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a n d f r o m t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e 5 1 , T o p ) . R e p l i c a t e s T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r , b u t R e p l i c a t e T 1 - R 4 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n b o t h . C o n d u c t a n c e ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n c o n d u c t a n c e w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T r e a t m e n t T 1 t h a n i n D F T r e a t m e n t ( F i g u r e 3 5 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n c o n d u c t a n c e w a s 1 6 9 i n T r e a t m e n t T 1 a n d 8 4 i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F t r e a t m e n t w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a l t h o u g h r e p l i c a t e D F - R 3 w a s n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m r e p l i c a t e s T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 4 2 ( F i g u r e 5 1 , B o t t o m ) . R e p l i c a t e T 1 - R 4 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d h i g h e r t h a n a l l o t h e r r e p l i c a t e s f r o m b o t h t r e a t m e n t s . C a l c i u m ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T r e a t m e n t T 1 t h a n i n t h e D F T r e a t m e n t ( F i g u r e 3 6 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 2 0 . 0 1 m g / L ( 1 . 0 0 m e q / L ) i n T r e a t m e n t T 1 a n d 7 . 3 7 m g / L ( 0 . 3 7 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , r e p l i c a t e D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n r e p l i c a t e s D F - R 1 a n d D F - R 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . A l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F T r e a t m e n t w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d l o w e r t h a n t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e 5 2 , T o p ) . A l l r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 1 w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , a n d r e p l i c a t e T 1 - R 4 e x h i b i t e d t h e h i g h e s t m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m . M a g n e s i u m ( T 1 v s . D F ) I n c o n t r a s t t o c a l c i u m , t h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e D F T r e a t m e n t t h a n i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e 3 6 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 2 . 5 6 m g / L ( 0 . 2 1 m e q / L ) i n T r e a t m e n t T 1 a n d 3 . 4 2 m g l L ( 0 . 2 8 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i fi c a n t l y l o w e r t h a n r e p l i c a t e s D F - R 1 a n d D F - R 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r 4 3 s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 2 , B o t t o m ) . N o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 1 d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r , a n d r e p l i c a t e D F - R 1 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m a n y r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 1 . S o d i u m ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e D F T r e a t m e n t t h a n i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e 3 7 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 1 . 5 8 m g / L ( 0 . 0 7 m e q / L ) i n T r e a t m e n t T 1 a n d 2 . 0 4 m g / L ( 0 . 0 9 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n r e p l i c a t e s D F - R 1 a n d D F - R 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 3 , T o p ) . N o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 1 d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r , a n d r e p l i c a t e D F - R 2 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m a n y r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 1 . C h l o r i d e ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c h l o r i d e w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e D F T r e a t m e n t t h a n i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e 3 7 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 0 . 0 9 m g / L ( 0 . 0 3 m e q / L ) i n T r e a t m e n t T 1 a n d 1 . 4 8 m g / L ( 0 . 0 4 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t D F d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r a n d n o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 1 d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 3 , B o t t o m ) . B e t w e e n t r e a t m e n t s , r e p l i c a t e D F - R 2 d i d n o t d i f f e r 4 4 s i g n i f i c a n t l y f r o m a n y o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 1 , w h i l e r e p l i c a t e s D F - R 1 a n d D F - R 3 w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n a l l t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 1 . A m m o n i u m - N ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f a m m o n i u m - N w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e D F T r e a t m e n t t h a n i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e 3 8 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 0 . 0 2 0 m g / L ( 0 . 0 0 1 m e q / L ) i n T r e a t m e n t T 1 a n d 0 . 0 4 0 m g l L ( 0 . 0 0 2 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F T r e a t m e n t d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 4 , T o p ) . R e p l i c a t e T 1 - R 4 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n r e p l i c a t e s T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . R e p l i c a t e T 1 - R 4 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m a n y o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F T r e a t m e n t . N i t r a t e - N ( T 1 v s D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e - N w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T r e a t m e n t T 1 t h a n i n t h e D F T r e a t m e n t ( F i g u r e 3 8 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 1 1 . 2 9 m g l L ( 0 . 8 1 m e q / L ) i n T r e a t m e n t T 1 a n d 3 . 4 6 m g / L ( 0 . 2 5 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F T r e a t m e n t d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 4 , B o t t o m ) . W i t h i n T r e a t m e n t T 1 , r e p l i c a t e T 1 - R 3 w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n r e p l i c a t e s T 1 - R 2 a n d T 1 - R 4 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . 4 5 B e t w e e n t r e a t m e n t s , r e p l i c a t e D F - R 1 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m r e p l i c a t e T 1 - R 3 , a n d r e p l i c a t e D F - R 3 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m a n y o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 1 . P o t a s s i u m ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T r e a t m e n t T 1 t h a n i n t h e D F T r e a t m e n t ( F i g u r e 3 9 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 5 . 4 5 m g l L ( 0 . 1 4 m e q / L ) i n T r e a t m e n t T 1 a n d 0 . 4 0 m g / L ( 0 . 0 1 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n r e p l i c a t e s D F - R 1 a n d D F - R 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 5 , T o p ) . A l l o f t h e r e p l i c a t e s i n t h e D F T r e a t m e n t w e r e s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 1 . R e p l i c a t e T 1 - R 2 w a s s i g n i fi c a n t l y l o w e r t h a n r e p l i c a t e s T 1 - R 3 a n d T 1 - R 4 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . S u l f a t e ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e D F T r e a t m e n t t h a n i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e 3 9 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 1 0 . 5 2 m g / L ( 0 . 2 2 m e q / L ) i n T r e a t m e n t T 1 a n d 1 3 . 6 9 m g / L ( 0 . 2 9 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , D F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n r e p l i c a t e s D F - R 1 a n d D F - R 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 5 , B o t t o m ) . R e p l i c a t e T 1 - R 4 w a s 4 6 s i g n i fi c a n t l y l o w e r t h a n T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . B e t w e e n t r e a t m e n t s , r e p l i c a t e D F - R 1 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m T 1 - R 2 a n d R e p l i c a t e D F - R 2 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m r e p l i c a t e T 1 - R 4 . S i l i c a ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e D F T r e a t m e n t t h a n i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e 4 0 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 4 . 8 1 m g / L i n T r e a t m e n t T 1 a n d 9 . 0 8 m g / L i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s w i t h i n t h e D F T r e a t m e n t a r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r a n d s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e 5 6 , T o p ) . R e p l i c a t e T 1 - R 4 i s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n r e p l i c a t e s T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 , w h i c h d o n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . T o t a l A l k a l i n i t y ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n t o t a l a l k a l i n i t y o f t h e s o i l s o l u t i o n w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T r e a t m e n t T 1 t h a n i n t h e D F T r e a t m e n t ( F i g u r e 4 0 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n t o t a l a l k a l i n i t y w a s 1 9 . 7 5 m g / L ( 0 . 3 2 m e q / L ) i n T r e a t m e n t T 1 a n d 1 0 . 1 5 m g / L ( 0 . 1 7 m e q / L ) i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , r e p l i c a t e D F - R 2 i s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n r e p l i c a t e s D F - R 1 a n d D F - R 3 , w h i c h d o n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 6 , B o t t o m ) . A l l o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n t h e 4 7 D F T r e a t m e n t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 1 . R e p l i c a t e T 1 - R 4 i s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n r e p l i c a t e s T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s ( T 1 v s . D F ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s ( T D P ) w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n t h e T r e a t m e n t T 1 t h a n i n t h e D F T r e a t m e n t ( F i g u r e 4 1 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 0 . 0 2 4 m g l L i n T r e a t m e n t T 1 a n d 0 . 0 0 7 m g / L i n t h e D F T r e a t m e n t ( T a b l e 5 ) . E x a m i n i n g i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , r e p l i c a t e D F - R 2 i s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n r e p l i c a t e s D F - R 1 a n d D F - R 2 , w h i c h d o n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 5 7 ) . R e p l i c a t e T 1 - R 4 i s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n r e p l i c a t e s T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 , w h i c h d o n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . R e p l i c a t e T 1 - R 4 d o e s n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m r e p l i c a t e D F - R 2 . S u m m a r y o f O b s e r v e d P a t t e r n s ( T 1 v s . D F ) S i g n i f i c a n t l y h i g h e r p H , c o n d u c t a n c e , a n d m e d i a n s o i l s o l u t i o n s c o n c e n t r a t i o n s o f T D P , s i l i c a , t o t a l a l k a l i n i t y , c a l c i u m , p o t a s s i u m , a n d n i t r a t e - N w e r e o b s e r v e d i n T r e a t m e n t T 1 ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) . S i g n i fi c a n t l y h i g h e r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m , s i l i c a , s o d i u m , c h l o r i d e , a n d s u l f a t e w e r e o b s e r v e d i n t h e D F T r e a t m e n t . N o s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s i n t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n w e r e o b s e r v e d ( F i g u r e 4 1 , B o t t o m ) . 4 8 P e r e n n i a l P o p l a r ( T 5 ) v e r s u s P e r e n n i a l A l f a l f a ( T 6 ) W h i l e b o t h t h e s e t r e a t m e n t s a r e p e r e n n i a l s , T 6 r e c e i v e d o n e - t i m e a g r o n o m i c i n p u t s t h a t i n c l u d e d l i m e a n d a m m o n i u m s u l f a t e d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d , w h i l e T 5 d i d n o t . A l f a l f a i s a l s o a n i t r o g e n - fi x i n g l e g u m e , w h i l e t h e c l o n a l p o p l a r t r e e i s n o t . S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n T r e a t m e n t s T 5 a n d T 6 w e r e i d e n t i fi e d f o r a l l s o i l s o l u t i o n v a r i a b l e s w i t h t h e e x c e p t i o n o f p H , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a l k a l i n i t y , a m m o n i u m , a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s ( F i g u r e s 1 2 - 1 8 ) . C o n d u c t a n c e ( T 5 v s . T 6 ) T h e m e d i a n c o n d u c t a n c e w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e P e r e n n i a l A l f a l f a ( T 6 ) T r e a t m e n t ( F i g u r e s 1 2 - 1 8 ) . T h e m e d i a n c o n d u c t a n c e i n t h e P e r e n n i a l P o p l a r ( T 5 ) T r e a t m e n t w a s 6 5 u S / c m @ 2 5 ° C a n d t h e m e d i a n c o n d u c t a n c e i n T 6 w a s 2 4 9 p S / c m @ 2 5 ° C ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s m u c h g r e a t e r i n T 6 t h a n i n T 5 f o r t h i s v a r i a b l e . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e i n T 6 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s ( F i g u r e 5 8 , T o p ) . I n T r e a t m e n t T 5 , a l l t h r e e r e p l i c a t e s w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . C a l c i u m ( T 5 v s . T 6 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 6 ( F i g u r e 1 3 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m i n T 5 w a s 7 . 3 1 m g l L ( 0 . 3 7 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 6 4 9 w a s 3 4 . 3 3 m g / L ( 1 . 7 1 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o m u c h g r e a t e r i n T 6 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e i n T r e a t m e n t T 6 w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s ( F i g u r e 5 8 , B o t t o m ) . I n T r e a t m e n t T 5 , a l l t h r e e r e p l i c a t e s w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . M a g n e s i u m ( T 5 v s . T 6 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 6 ( F i g u r e 1 3 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m i n T 5 w a s 1 . 8 4 m g / L ( 0 . 1 5 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 6 w a s 7 . 0 0 m g / L ( 0 . 5 8 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o m u c h g r e a t e r i n T 6 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e i n T r e a t m e n t T 5 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s ( F i g u r e 5 9 , T o p ) . I n T r e a t m e n t T 6 , r e p l i c a t e T 6 - R 4 w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m T 6 - R 3 , b u t n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m T 6 - R 2 . S u l f a t e ( T 5 v s . T 6 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 5 ( F i g u r e 1 4 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e i n T 5 w a s 1 7 . 6 5 m g / L ( 0 . 3 6 7 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 6 w a s 4 . 2 1 m g / L ( 0 . 0 8 8 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s g r e a t e r i n T 5 . 5 0 W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l t h r e e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 5 d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m o n e a n o t h e r ( F i g u r e 5 9 , B o t t o m ) . I n T r e a t m e n t T 6 , r e p l i c a t e T 6 - R 4 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m r e p l i c a t e T 6 - R 2 . P o t a s s i u m ( T 5 v s . T 6 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 5 ( F i g u r e 1 5 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m i n T 5 w a s 1 . 8 2 m g / L ( 0 . 0 5 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 6 w a s 1 . 0 4 m g / L ( 0 . 0 3 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s s l i g h t l y g r e a t e r i n T 5 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e i n T r e a t m e n t T 6 w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s ( F i g u r e 6 0 , T o p ) . I n T r e a t m e n t T 5 , o n e r e p l i c a t e w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t a n d l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s . C h l o r i d e ( T 5 v s . T 6 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c h l o r i d e w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 6 ( F i g u r e 1 5 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c h l o r i d e i n T 5 w a s 1 . 8 4 m g / L ( 0 . 0 2 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 6 w a s 7 . 0 0 m g / L ( 0 . 0 5 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o m u c h g r e a t e r i n T 6 . 5 1 W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m a n o t h e r ( F i g u r e 6 0 , B o t t o m ) . N i t r a t e ( T 5 v s . T 6 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 6 ( F i g u r e 1 6 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e i n T 5 w a s 0 . 0 0 m g N I L ( 0 . 0 0 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 6 w a s 1 6 . 0 0 m g N I L ( 1 . 1 4 2 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o m u c h g r e a t e r i n T 6 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 1 , T o p ) . S o d i u m ( T 5 v s . T 6 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 6 ( F i g u r e 1 8 , T o p ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m i n T 5 w a s 1 . 5 3 m g l L ( 0 . 0 7 m e q / L ) , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 6 w a s 2 . 1 3 m g / L ( 0 . 0 9 m e q / L ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o m u c h g r e a t e r i n T 6 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , r e p l i c a t e T 5 - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m T 5 - R 3 . N o n e o f t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 6 w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 1 , B o t t o m ) . 5 2 S i l i c a ( T 5 v s . T 6 ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 6 ( F i g u r e 1 8 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a i n T 5 w a s 5 . 7 7 m g S i l L , a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n i n T 6 w a s 8 . 8 8 m g S i / L ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s a l s o m u c h g r e a t e r i n T 6 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , e a c h t r e a t m e n t h a d o n e r e p l i c a t e t h a t w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a n d h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 6 2 ) . S u m m a r y o f O b s e r v e d P a t t e r n s ( T 5 v s . 7 6 ) N o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s w e r e o b s e r v e d i n t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , t o t a l a l k a l i n i t y , a m m o n i u m - N , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , o r p H ( F i g u r e s 1 2 - 1 8 ) . C o n d u c t a n c e a n d t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a , c a l c i u m , m a g n e s i u m , c h l o r i d e , s o d i u m , a n d n i t r a t e - N w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n t h e A l f a l f a ( T 6 ) t r e a t m e n t . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f p o t a s s i u m a n d s u l f a t e w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n t h e P o p l a r s ( T 5 ) . A l t h o u g h r e p l i c a t e s T 5 - R 3 a n d T 6 - R 3 h a d h i g h e r m e d i a n v a l u e s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m , t h i s w a s n o t r e s p o n s i b l e f o r t h e o v e r a l l d i f f e r e n c e s o b s e r v e d b e t w e e n t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 5 8 , B o t t o m a n d 5 9 , T o p ) . 5 3 S u c c e s s i o n a l F o r e s t ( S F ) v e r s u s P e r e n n i a l P o p l a r ( T 5 ) v e r s u s E a r l y S u c c e s s i o n a l C o m m u n i t y ( 1 7 ) T h e E a r l y S u c c e s s i o n a l C o m m u n i t y ( T 7 ) i s h e r b a c e o u s , w h i l e t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t ( S F ) i s a m i x t u r e o f h e r b a c e o u s a n d w o o d y p l a n t s . T h e P e r e n n i a l P o p l a r T r e a t m e n t ( T 5 ) c o n s i s t s o f a f a s t - g r o w i n g c l o n a l t r e e . S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s w e r e i d e n t i fi e d f o r a l l s o i l s o l u t i o n v a r i a b l e s w i t h t h e e x c e p t i o n o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n a n d c h l o r i d e . p H T h e m e d i a n a i r - e q u i l i b r a t e d p H w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 7 t h a n i n S F ; h o w e v e r , S F a n d T 7 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m T 5 ( F i g u r e 6 3 , T o p ) . T h e m e d i a n a i r - e q u i l i b r a t e d p H i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 6 . 7 2 ; t h e m e d i a n a i r - e q u i l i b r a t e d p H i n T 5 w a s 6 . 8 8 ; a n d t h e p H i n T 7 w a s 7 . 0 5 ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s g r e a t e s t i n T 5 , a n d s i m i l a r i n S F a n d T 7 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , e a c h t r e a t m e n t h a d o n e r e p l i c a t e t h a t w a s s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 7 0 , T o p ) . C o n d u c t a n c e T h e m e d i a n c o n d u c t a n c e w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n T r e a t m e n t S F t h a n e i t h e r T 5 o r T 7 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 3 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n c o n d u c t a n c e i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 4 1 u S / c m @ 2 5 ° C ; t h e c o n d u c t a n c e i n T 5 w a s 6 5 p S / c m @ 2 5 ° C ; a n d t h e c o n d u c t a n c e i n T 7 w a s 5 4 5 4 u S / c m @ 2 5 ° C ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n S F , a n d s i m i l a r i n T 5 a n d T 7 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , T r e a t m e n t s S F a n d T 7 e a c h h a d o n e r e p l i c a t e t h a t w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 7 0 , B o t t o m ) . I n T r e a t m e n t T 5 , a l l r e p l i c a t e s w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . C a l c i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m w a s s i g n i fi c a n t l y l o w e r i n T r e a t m e n t S F t h a n e i t h e r T 5 o r T 7 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 4 , T o p ) . T h e m e d i a n c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 4 . 3 2 m g / L ( 0 . 2 2 m e q / L ) ; t h e m e d i a n c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 7 . 3 1 m g / L ( 0 . 1 5 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 8 . 1 0 m g / L ( 0 . 4 0 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s s m a l l e s t i n S F . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t s T 5 a n d T 7 d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 7 1 , T o p ) . I n T r e a t m e n t S F , o n e r e p l i c a t e w a s s i g n i fi c a n t l y l o w e r t h a n t h e o t h e r t w o . M a g n e s i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T r e a t m e n t T 5 t h a n i n e i t h e r S F o r T 7 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 4 , T o p ) . T h e m e d i a n m a g n e s i u m c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 0 . 9 8 m g / L ( 0 . 0 8 m e q / L ) ; t h e m e d i a n m a g n e s i u m 5 5 c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 1 . 8 4 m g / L ( 0 . 1 5 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n m a g n e s i u m c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 1 . 1 6 m g l L ( 0 . 1 0 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n S F . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , o n e r e p l i c a t e w i t h i n T r e a t m e n t S F w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 7 1 , B o t t o m ) . I n T r e a t m e n t T 7 , r e p l i c a t e T 7 - R 3 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m r e p l i c a t e T 7 - R 4 , a n d i n T r e a t m e n t T 5 , a l l r e p l i c a t e s w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . S o d i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n T r e a t m e n t S F t h a n e i t h e r T 5 o r T 7 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 5 , T o p ) . T h e m e d i a n s o d i u m c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 1 . 3 1 m g / L ( 0 . 0 6 m e q / L ) ; t h e m e d i a n s o d i u m c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 1 . 5 3 m g / L ( 0 . 0 7 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n s o d i u m c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 1 . 4 7 m g l L ( 0 . 0 6 4 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 5 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t S F a r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 7 2 , T o p ) . I n T r e a t m e n t T 5 , r e p l i c a t e T 5 — R 2 i s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m r e p l i c a t e T 5 - R 4 , a n d i n T r e a t m e n t T 7 , r e p l i c a t e T 7 - R 3 d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m r e p l i c a t e T 7 - R 4 . 5 6 A m m o n i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f a m m o n i u m - N w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T r e a t m e n t S F t h a n T 5 ; h o w e v e r , S F a n d T 5 w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m T 7 ( F i g u r e 6 6 , T o p ) . T h e m e d i a n a m m o n i u m - N c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 0 . 0 1 9 m g N / L ( 0 . 0 0 1 m e q / L ) ; t h e a m m o n i u m - N c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 0 . 0 1 0 m g N I L ( 0 . 0 0 1 m e q / L ) ; a n d t h e a m m o n i u m - N c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 0 . 0 1 m g N / L ( 0 . 0 0 1 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 5 a n d g r e a t e s t i n S F . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 5 o r T 7 w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 7 2 , B o t t o m ) . I n T r e a t m e n t S F , o n e r e p l i c a t e d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m t h e o t h e r t w o . N i t r a t e T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e - N w a s s i g n i fi c a n t l y l o w e r i n T r e a t m e n t T 5 t h a n e i t h e r S F o r T 7 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 6 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n n i t r a t e - N c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 0 . 0 8 m g N I L ( 0 . 0 0 6 m e q / L ) ; t h e m e d i a n n i t r a t e - N c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 0 . 0 0 m g N I L ( 0 . 0 0 0 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n n i t r a t e - N c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 0 . 2 3 m g N / L ( 0 . 0 1 7 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s g r e a t e s t i n T 7 a n d l e a s t i n S F . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t T 5 d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y 5 7 ( F i g u r e 7 3 , T o p ) . W i t h i n T r e a t m e n t s S F a n d T 7 , e a c h h a d o n e r e p l i c a t e t h a t w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o . P o t a s s i u m T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f e a c h t r e a t m e n t a r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r , w i t h S F h a v i n g t h e l o w e s t m e d i a n c o n c e n t r a t i o n a n d T 7 h a v i n g t h e h i g h e s t m e d i a n c o n c e n t r a t i o n ( F i g u r e 6 7 , T o p ) . T h e m e d i a n p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 0 . 2 3 m g / L ( 0 . 0 0 6 m e q / L ) ; t h e m e d i a n p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 1 . 8 2 m g / L ( 0 . 0 5 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 2 . 4 4 m g l L ( 0 . 0 6 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 5 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , a l l t h r e e t r e a t m e n t s h a d o n e r e p l i c a t e t h a t d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 7 3 , B o t t o m ) ) . S u l f a t e T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e w a s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T r e a t m e n t T 5 t h a n i n e i t h e r S F o r T 7 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 7 4 , T o p ) . T h e m e d i a n s u l f a t e c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 8 . 4 4 m g l L ( 0 . 1 8 m e q / L ) ; t h e m e d i a n s u l f a t e c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 1 7 . 6 5 m g l L ( 0 . 3 7 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n s u l f a t e c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 2 1 . 2 6 m g / L ( 0 . 2 0 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s g r e a t e s t i n T 5 , a n d s i m i l a r i n S F a n d T 7 . 5 8 W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , T r e a t m e n t s S F a n d T 7 e a c h h a d o n e r e p l i c a t e t h a t d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 7 4 , T o p ) . I n T r e a t m e n t T 5 , a l l t h r e e r e p l i c a t e s d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . S i l i c a T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n T r e a t m e n t T 7 t h a n e i t h e r S F o r T 5 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 8 , T o p ) . T h e m e d i a n s i l i c a c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 6 . 1 3 m g S i / L ; t h e m e d i a n s i l i c a c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 5 . 7 7 m g S i / L ; a n d t h e m e d i a n s i l i c a c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 4 . 5 7 m g S i l L ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 7 a n d g r e a t e s t i n S F . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , e a c h t r e a t m e n t h a d o n e r e p l i c a t e t h a t w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o ( F i g u r e 7 4 , B o t t o m ) . A l k a l i n i t y T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f a l k a l i n i t y w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n T r e a t m e n t S F t h a n i n e i t h e r T 5 o r T 7 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 8 , B o t t o m ) . T h e m e d i a n a l k a l i n i t y c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 1 5 . 8 9 m g H C O 3 ’ I L ( 0 . 2 6 m e q / L ) ; t h e m e d i a n a l k a l i n i t y c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 2 4 . 1 4 m g H C O 3 ’ I L ( 0 . 4 0 m e q / L ) ; a n d t h e m e d i a n a l k a l i n i t y c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 2 4 . 2 2 m g H C O g ’ I L ( 0 . 4 0 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s s i m i l a r f o r a l l t r e a t m e n t s . 5 9 W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s i n T r e a t m e n t T 7 w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 7 5 , T o p ) . I n T r e a t m e n t T 5 , o n e o f t h e r e p l i c a t e s d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m t h e o t h e r t w o , a n d i n T r e a t m e n t S F , a l l r e p l i c a t e s d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s ( T D P ) w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T r e a t m e n t T 7 t h a n e i t h e r S F o r T 5 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 6 9 , T o p ) . T h e m e d i a n T D P c o n c e n t r a t i o n i n t h e S F T r e a t m e n t w a s 0 . 0 1 4 u g / L ; t h e T D P c o n c e n t r a t i o n i n T 5 w a s 0 . 0 1 1 p g / L ; a n d t h e T D P c o n c e n t r a t i o n i n T 7 w a s 0 . 0 2 1 p g / L ( T a b l e 5 ) . T h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e w a s l e a s t i n T 5 a n d g r e a t e s t i n T 7 . W i t h r e s p e c t t o v a r i a b i l i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l r e p l i c a t e s w i t h i n e a c h t r e a t m e n t , n o n e o f t h e r e p l i c a t e s w i t h i n T r e a t m e n t s T 5 o r T 7 d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r ( F i g u r e 7 5 , B o t t o m ) . I n T r e a t m e n t S F , r e p l i c a t e S F - R 2 w a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m S F - R 1 . S u m m a r y o f O b s e r v e d P a t t e r n s ( S F v s . T 5 v s . 7 7 ) S F v s . T 5 N o s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s w e r e o b s e r v e d b e t w e e n t r e a t m e n t s w i t h r e s p e c t t o p H o r m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , s i l i c a , o r c h l o r i d e ( F i g u r e s 6 3 - 6 9 ) . 6 0 S i g n i fi c a n t l y h i g h e r m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f t o t a l a l k a l i n i t y , c a l c i u m , m a g n e s i u m , s o d i u m , s u l f a t e , a n d p o t a s s i u m , a n d c o n d u c t a n c e w e r e o b s e r v e d i n T 5 . T r e a t m e n t S F e x h i b i t e d s i g n i f i c a n t l y h i g h e r m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e a n d a m m o n i u m t h a n T r e a t m e n t T 5 . S F v s . T 7 N o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , c h l o r i d e , n i t r a t e , m a g n e s i u m , s u l f a t e , o r a m m o n i u m - N w e r e o b s e r v e d b e t w e e n t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 6 3 - 6 9 ) . p H a n d c o n d u c t a n c e w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 7 , a s w e r e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f t o t a l a l k a l i n i t y , c a l c i u m , s o d i u m , p o t a s s i u m , a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n S F . T 5 v s . T 7 N o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n p H a n d c o n d u c t a n c e , a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , c h l o r i d e , t o t a l a l k a l i n i t y , c a l c i u m , s o d i u m , o r a m m o n i u m - N w e r e o b s e r v e d ( F i g u r e s 6 3 - 6 9 ) . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a , m a g n e s i u m , a n d s u l f a t e w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 5 . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f p o t a s s i u m , n i t r a t e - N a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 7 . 6 1 S F v s . T 5 v s . T 7 N o t s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n a n d c h l o r i d e w e r e o b s e r v e d b e t w e e n t r e a t m e n t s ( F i g u r e s 6 3 - 6 9 ) . C o n d u c t a n c e a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f a l k a l i n i t y , c a l c i u m , a n d s o d i u m w e r e s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n T r e a t m e n t S F t h a n T 5 o r T 7 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . p H w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 7 t h a n S F , b u t T 7 d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m T 5 , a n d T 5 a n d S F d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a w e r e s i g n i fi c a n t l y l o w e r i n T 7 t h a n e i t h e r T 5 o r S F , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m a n d s u l f a t e w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 5 t h a n e i t h e r T 7 o r S F , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e - N w e r e s i g n i fi c a n t l y l o w e r a n d p o t a s s i u m s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 5 t h a n e i t h e r T 7 o r S F , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y . I t i s i m p o r t a n t t o n o t e t h a t w h i l e t h e r e w e r e s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s , t h e m e d i a n n i t r a t e - N c o n c e n t r a t i o n s w e r e v e r y l o w i n a l l t r e a t m e n t s , r a n g i n g f r o m a l o w o f 0 . 0 0 m g N I L ( T 5 ) t o a h i g h o f 0 . 2 3 m g N / L ( T 7 ) , w h i l e i n c o m p a r i s o n , a g r o n o m i c t r e a t m e n t s r a n g e d f r o m a l o w o f 7 . 2 5 m g N / L ( T 2 ) t o a h i g h o f 1 6 . 0 0 m g N / L ( T 6 ) . 6 2 M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f a m m o n i u m - N w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n S F t h a n T 5 , a l t h o u g h S F d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m T 7 , a n d T 5 a n d T 7 d i d n o t d i f f e r s i g n i fi c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . T h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 7 t h a n S F o r T 5 , w h i c h d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m e a c h o t h e r . S e a s o n a l P a t t e r n s i n S o i l S o l u t i o n C h e m i s t r y , I n c l u d i n g E f f e c t s o f A g r o n o m i c I n p u t s I n t e r p r e t i n g s e a s o n a l p a t t e r n s i s c o m p l i c a t e d b y e v a p o t r a n s p i r a t i o n e f f e c t s w h i c h c a n n o t b e c o r r e c t e d f o r ; r a i n , s n o w , a n d s n o w m e l t e v e n t s w h i c h a r e r a n d o m i n n a t u r e ; d r y p e r i o d s w h i c h p r e c l u d e s a m p l e c o l l e c t i o n ; a n d t h e v a r i a b l e p r o p o r t i o n s o f m a t r i c w a t e r a n d s a t u r a t e d fl o w a s a r e s u l t o f t h e s a m p l e c o l l e c t i o n m e t h o d . I n a d d i t i o n , i f t h e u p w a r d w a t e r m o v e m e n t b y c a p i l l a r y fl o w i n t e r s e c t s t h e d e p t h o f t h e s o i l w a t e r s a m p l e r a t a n y t i m e d u r i n g t h e c o u r s e o f t h e s t u d y , t h e r e s u l t i n g m i x t u r e o f s o i l s o l u t i o n s c a n o b f u s c a t e o u r i n t e r p r e t a t i o n o f t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e w a t e r t h a t i s t h e s u b j e c t o f t h i s s t u d y : t h e w a t e r m o v i n g d o w n t h r o u g h t h e s o i l p r o f i l e f r o m t h e s u r f a c e . C o n i f e r o u s F o r e s t C o n d u c t a n c e , p H , a n d m a g n e s i u m c o n c e n t r a t i o n s s h o w e d n o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d s o v e r t h e s t u d y p e r i o d . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m - N w e r e o n l y m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e ( F i g u r e s 7 6 - 8 0 ) . I n d i v i d u a l i o n s 6 3 e x h i b i t i n g a n I n t e r e s t i n g t e m p o r a l p a t t e r n o r o t h e r c h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r e s t i n t h e C F t r e a t m e n t a r e d i s c u s s e d b e l o w . S i l i c a ( C F ) S i l i c a a p p e a r e d t o v a r y s e a s o n a l l y , b e i n g l o w e s t i n A p r i l a n d i n c r e a s i n g t h r o u g h o u t t h e s u m m e r s e a s o n ( F i g u r e 7 6 , B o t t o m ) . C o n c e n t r a t i o n s a r e s i m i l a r b e t w e e n r e p l i c a t e s , w h i c h v a r y t o g e t h e r o v e r t i m e . C a l c i u m ( C F ) C F - R 1 s h o w s a g e n e r a l l y d e c r e a s i n g t r e n d o v e r t h e s t u d y p e r i o d , w h i l e r e p l i c a t e C F - R 2 a n d C F - R 3 e x h i b i t a g e n e r a l l y i n c r e a s i n g t r e n d . L i k e n i t r a t e , c h l o r i d e , a n d p o t a s s i u m , a s h a r p i n c r e a s e i n c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n s o c c u r r e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d , p a r t i c u l a r l y i n C F - R 1 ( F i g u r e 7 7 , T o p ) . A l k a l i n i t y ( C F ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s i d e n t i fi e d f o r a l k a l i n i t y . H o w e v e r , a g e n e r a l l y i n c r e a s i n g t r e n d w a s e v i d e n t i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 7 7 , B o t t o m ) . S o d i u m ( C F ) A l t h o u g h t h e p a t t e r n i s s o m e w h a t e r r a t i c , l i k e s i l i c a , s o d i u m a p p e a r s t o b e l o w e s t i n A p r i l a n d i n c r e a s i n g o v e r t h e s u m m e r p e r i o d ( F i g u r e 7 8 , T o p ) P o t a s s i u m ( C fl N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s i d e n t i f i e d f o r p o t a s s i u m . L i k e n i t r a t e a n d c h l o r i d e , p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d , b u t d r a m a t i c a l l y s o i n C F - R 1 w h i c h c o n s i s t e n t l y e x h i b i t s h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s t h r o u g h o u t t h e s t u d y p e r i o d 6 4 ( F i g u r e 7 8 , M i d d l e ) . W h i l e p r e c i p i t a t i o n m o n i t o r i n g d a t a s h o w t h a t w e t d e p o s i t i o n o f p o t a s s i u m d u r i n g t h e s a m e p e r i o d w a s a l s o i n c r e a s i n g , i t w a s n o t u n u s u a l l y h i g h r e l a t i v e t o p r e c e d i n g s p r i n g s e a s o n s . C h l o r i d e ( C F ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s i d e n t i f i e d f o r c h l o r i d e . L i k e n i t r a t e , c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 7 8 , B o t t o m ) . W e t d e p o s i t i o n o f c h l o r i d e d u r i n g t h i s t i m e w a s a l s o i n c r e a s i n g . N i t r a t e ( C F ) I n r e p l i c a t e s C F - R 1 a n d C F - R 2 , n i t r a t e v a r i e d s e a s o n a l l y , p e a k i n g i n l a t e s p r i n g a n d b e i n g l o w e s t i n t h e f a l l . C F - R 3 s h o w s a n o p p o s i t e p a t t e r n . B o t h C F - R 2 a n d C F - R 3 s h o w a s h a r p r i s e i n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 7 9 , T o p ) . W h i l e w e t d e p o s i t i o n o f n i t r a t e d u r i n g t h e s a m e p e r i o d w a s a l s o i n c r e a s i n g , i t w a s n o t u n u s u a l l y h i g h r e l a t i v e t o p r e c e d i n g s p r i n g s e a s o n s . S u l f a t e ( C F ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s i d e n t i fi e d f o r s u l f a t e . H o w e v e r , t h e r e w a s a n o v e r a l l d e c r e a s i n g t r e n d f o r e a c h r e p l i c a t e ( F i g u r e 7 9 , M i d d l e ) . W e t d e p o s i t i o n d a t a f o r s u l f a t e o v e r t h e s a m e p e r i o d s h o w e d n o i n c r e a s e . D e c i d u o u s F o r e s t C o n d u c t a n c e , p H , a n d s i l i c a , s o d i u m , n i t r a t e a n d s u l f a t e c o n c e n t r a t i o n s s h o w e d n o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d s o v e r t h e s t u d y p e r i o d . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m - N w e r e o n l y m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e ( F i g u r e s 8 1 - 8 5 ) . 6 5 I n d i v i d u a l i o n s e x h i b i t i n g a p a t t e r n o r o t h e r c h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r e s t i n t h e D F t r e a t m e n t a r e d i s c u s s e d b e l o w . C a l c i u m ( D F ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d . D F - R 1 a n d D F - R 2 s h o w e d a g e n e r a l l y d e c r e a s i n g t r e n d o v e r t h e s t u d y p e r i o d , w h i l e r e p l i c a t e D F - R 3 d i d n o t , m a i n l y a s a r e s u l t o f t h e s h a r p i n c r e a s e i n c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n s a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 8 2 , T o p ) ) . M a g n e s i g m ( D F ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d . T w o o f t h e t h r e e r e p l i c a t e s s h o w e d a g e n e r a l l y d e c r e a s i n g t r e n d o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 8 2 , M i d d l e ) . A l k a l i n i t y ( D F ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s i d e n t i fi e d f o r a l k a l i n i t y . H o w e v e r , a g e n e r a l l y i n c r e a s i n g t r e n d w a s e v i d e n t i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 8 2 , B o t t o m ) . P o t a s s i u r M Q I - j ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s i d e n t i f i e d f o r p o t a s s i u m . L i k e c h l o r i d e , p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 8 3 , M i d d l e ) . W h i l e w e t d e p o s i t i o n o f p o t a s s i u m d u r i n g t h e s a m e p e r i o d w a s a l s o i n c r e a s i n g , i t w a s n o t u n u s u a l l y h i g h r e l a t i v e t o p r e c e d i n g s p r i n g s e a s o n s . C h l o r i d e ( D F ) 6 6 N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s i d e n t i f i e d f o r c h l o r i d e . C h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 8 3 , B o t t o m ) . W e t d e p o s i t i o n o f c h l o r i d e d u r i n g t h i s t i m e w a s a l s o i n c r e a s i n g . S u c c e s s i o n a l F o r e s t N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d f o r a n y o f t h e m a j o r i o n s i n t h e S F t r e a t m e n t o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e s 8 6 - 9 0 ) . H i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , m a g n e s i u m , a l k a l i n i t y , a n d c o n d u c t a n c e w e r e o b s e r v e d i n r e p l i c a t e S F - R 1 i n 1 9 9 9 a n d 2 0 0 0 ( F i g u r e 8 6 a n d 8 7 ) . C o n c e n t r a t i o n s t h e n f e l l t o a t o r b e l o w t h o s e o f t h e o t h e r r e p l i c a t e s . G e n e r a l l y d e c r e a s i n g t r e n d s w e r e o b s e r v e d f o r s i l i c a a n d s u l f a t e , w i t h t h e e x c e p t i o n o f S F - R 2 w h i c h s h o w e d n o t r e n d f o r s i l i c a a n d a g e n e r a l l y i n c r e a s i n g t r e n d f o r s u l f a t e ( F i g u r e s 8 6 a n d 8 9 ) . I n t h e s u m m e r a n d f a l l o f 2 0 0 1 , v e r y h i g h n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n R e p l i c a t e S F - R 3 ( F i g u r e 8 9 , T o p ) . A t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d , c h l o r i d e w a s o b s e r v e d t o i n c r e a s e s h a r p l y i n a l l r e p l i c a t e s , a n d w a s t h e o n l y m a j o r i o n t o d o s o ( F i g u r e 8 8 , B o t t o m ) . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m - N w e r e o n l y m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e . T r e a t m e n t 1 : C o n v e n t i o n a l I n p u t I C o n v e n t i o n a l T i l l A g r i c u l t u r a l a m e n d m e n t s a p p l i e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 2 . A m e n d m e n t s t o t h i s t r e a t m e n t i n c l u d e l i m e , a m m o n i u m s u l f a t e , a m m o n i u m n i t r a t e , l i q u i d N s o l u t i o n a n d p o t a s h . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m - N w e r e o n l y 6 7 m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e . I n d i v i d u a l i o n s e x h i b i t i n g a n i n t e r e s t i n g t e m p o r a l p a t t e r n o r o t h e r c h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r e s t i n T 1 a r e d i s c u s s e d b e l o w ( F i g u r e s 9 1 - 9 5 ) . M I L D H i g h e r p H v a l u e s w e r e c o n s i s t e n t l y o b s e r v e d i n R e p l i c a t e T 1 - R 4 o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 1 , T o p ) . C o n d u c t a n c e ( T D N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n i n c o n d u c t a n c e w a s o b s e r v e d . A s h a r p i n c r e a s e i n c o n d u c t a n c e w a s o b s e r v e d a t e n d o f s t u d y p e r i o d i n T 1 - R 4 , a n d t h i s i n c r e a s e w a s n o t i m m e d i a t e l y p r e c e d e d b y a n y a g r o n o m i c i n p u t ( F i g u r e 9 1 , M i d d l e ) . C a l c i u m ( T 1 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n i n s o i l s o l u t i o n c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n s w a s o b s e r v e d ( F i g u r e 9 2 , T o p ) . H i g h e r c o n c e n t r a t i o n s w e r e c o n s i s t e n t l y o b s e r v e d i n R e p l i c a t e T 1 - R 4 o v e r t h e s t u d y p e r i o d . C a l c i u m c o n c e n t r a t i o n s d e c r e a s e d s l i g h t l y o v e r t h e s t u d y p e r i o d , w i t h t h e e x c e p t i o n o f T 1 - R 4 w h e r e a s h a r p i n c r e a s e i n c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n s w a s o b s e r v e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e n o d . m g n e s i g m ( T 1 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n i n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m w a s o b s e r v e d ( F i g u r e 9 2 , M i d d l e ) . C o n c e n t r a t i o n s w e r e s i m i l a r i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s u n t i l t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d , w h e n T 1 - R 4 i n c r e a s e d s h a r p l y . T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 a l s o i n c r e a s e d , b u t n o t a b o v e c o n c e n t r a t i o n s s e e n 6 8 i n p r e v i o u s s e a s o n s . N P K w a s a d d e d t o a l l t h r e e r e p l i c a t e s a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d . A l k a l i n i t v ( T 1 ) H i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f t o t a l a l k a l i n i t y w e r e c o n s i s t e n t l y o b s e r v e d i n t h e s o i l s o l u t i o n o f R e p l i c a t e T 1 - R 4 o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 2 , B o t t o m ) . G e n e r a l l y i n c r e a s i n g t r e n d s w e r e o b s e r v e d i n R e p l i c a t e s T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 ( T 1 - R 4 w a s fl a t ) . A s h a r p d e c r e a s e w a s o b s e r v e d i n a l k a l i n i t y i n a l l t r e a t m e n t s f o l l o w i n g t h e a d d i t i o n o f a m m o n i u m s u l f a t e i n A u g u s t 2 0 0 1 . S i l i c a ( T 1 ) S o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a w e r e l o w e s t i n t h e s p r i n g , i n c r e a s e d t h r o u g h o u t s u m m e r a n d f a l l , a n d d r o p p e d b a c k d o w n i n w i n t e r ( F i g u r e 9 1 , B o t t o m ) . N i t r a t e ( T 1 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d f o r s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e - N ( F i g u r e 9 4 , T o p ) . A s h a r p i n c r e a s e i n n i t r a t e - N w a s o b s e r v e d i n R e p l i c a t e T 1 - R 4 a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d , a n d R e p l i c a t e T 1 - R 2 a l s o i n c r e a s e d s h a r p l y , b u t l e s s d r a m a t i c a l l y . R 3 a l s o i n c r e a s e d , b u t n o t a b o v e l e v e l s s e e n p r e v i o u s l y . S o d i u m ( T 1 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d w a s o b s e r v e d i n t h e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m i n a n y o f t h e r e p l i c a t e s ( F i g u r e 9 3 , T o p ) . I n c r e a s e s i n c o n c e n t r a t i o n w e r e o b s e r v e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d , b u t t h e s e i n c r e a s e s d i d n o t e x c e e d p r e v i o u s l y o b s e r v e d c o n c e n t r a t i o n s . 6 9 P o t a s s i u m ( T 1 ) C o n s i s t e n t l y l o w e r c o n c e n t r a t i o n s o f p o t a s s i u m i n t h e s o i l s o l u t i o n w e r e o b s e r v e d i n r e p l i c a t e T 1 - R 2 o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 2 , M i d d l e ) . T 1 - R 4 a p p e a r e d t o b e l o w e s t a t t h e b e g i n n i n g o f s u m m e r a n d h i g h e s t a t t h e e n d o f t h e s u m m e r . T 1 - R 2 a n d T 1 - R 3 e x h i b i t e d a s i m i l a r p a t t e r n i n s o m e o f t h e s t u d y y e a r s . P o t a s s i u m ( i n t h e f o r m o f p o t a s h ) w a s a d d e d t o t h e s e r e p l i c a t e s i n A p r i l 2 0 0 2 a n d a g a i n i n A p r i l 2 0 0 3 . I n c r e a s e s i n p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n s a r e o b s e r v e d f o l l o w i n g e a c h a d d i t i o n , w i t h p a r t i c u l a r l y s h a r p i n c r e a s e s s e e n i n 2 0 0 3 i n R e p l i c a t e s T 1 - R 3 a n d T 1 - R 4 . C h l o r i d e ( T 1 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d i n t h e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c h l o r i d e ( F i g u r e 9 3 , B o t t o m ) . A s h a r p i n c r e a s e a t e n d o f s t u d y p e r i o d w a s o b s e r v e d i n R e p l i c a t e T 1 - R 4 . R 3 a l s o i n c r e a s e d s h a r p l y , b u t l e s s d r a m a t i c a l l y . R 2 a l s o i n c r e a s e d , b u t n o t a b o v e l e v e l s s e e n p r e v i o u s l y . T h e i n c r e a s e b e g a n i n 2 0 0 2 , f o l l o w i n g t h e a d d i t i o n o f P o t a s h i n A p r i l . P o t a s h w a s a g a i n a d d e d i n A p r i l o f 2 0 0 3 , a n d t h e c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s s h o t u p w a r d . S u l f a t e ( T 1 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o f s o i l s o l u t i o n s u l f a t e c o n c e n t r a t i o n s w a s o b s e r v e d , a l t h o u g h t h e r e w a s a g e n e r a l l y d e c r e a s i n g t r e n d f o r a l l t h r e e r e p l i c a t e s o v e r s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 4 , M i d d l e ) . T 2 : C o n v e n t i o n a l l n p u t l N o T i l l A g r i c u l t u r a l a m e n d m e n t s a p p l i e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 2 . N o s a m p l e s w e r e c o l l e c t e d f r o m R e p l i c a t e T 2 - R 3 a f t e r 7 0 7 I 2 I 2 0 0 2 . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m - N w e r e o n l y m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e . I n d i v i d u a l i o n s e x h i b i t i n g a n i n t e r e s t i n g p a t t e r n o r o t h e r c h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r e s t i n T 2 a r e d i s c u s s e d b e l o w ( F i g u r e 9 6 - 1 0 0 ) . . w N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o f p H w a s o b s e r v e d ( F i g u r e 9 6 , t o p ) . T h e p H i n R e p l i c a t e T 2 - R 3 w a s c o n s i s t e n t l y h i g h e r t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s a f t e r t h e w i n t e r 2 0 0 0 a n d s p r i n g 2 0 0 1 . C o n d u c t a n c e ( T 2 ) C o n d u c t a n c e w a s c o n s i s t e n t l y h i g h e r i n R e p l i c a t e T 2 - R 3 o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 6 , M i d d l e ) . I n g e n e r a l , c o n d u c t a n c e i n c r e a s e d t h r o u g h o u t e a c h s u m m e r s e a s o n . S i l i c a ( T 2 ) S i l i c a w a s c o n s i s t e n t l y h i g h e r i n R e p l i c a t e T 2 - R 3 o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 6 , B o t t o m ) . I n g e n e r a l , s i l i c a i n c r e a s e d t h r o u g h o u t e a c h s u m m e r s e a s o n . C a l c i u m ( T 2 ) H i g h e r s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m w e r e o b s e r v e d i n R e p l i c a t e T 2 - R 3 t h r o u g h o u t t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 7 , T o p ) . A t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d , c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d s h a r p l y i n T 2 - R 2 a n d T 2 - R 4 . ( N o d a t a a v a i l a b l e f o r T 2 - R 3 ) . M a g n e s i u m ( T 2 ) 7 1 H i g h e r c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n t h e s o i l s o l u t i o n o f R e p l i c a t e T 2 - R 3 t h r o u g h o u t t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 7 , M i d d l e ) . A t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d , c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d s h a r p l y i n T 2 - R 2 a n d T 2 - R 4 . ( N o d a t a a v a i l a b l e f o r T 2 - R 3 ) . A l k a l i n i t y ( T 2 ) H i g h e r s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f a l k a l i n i t y w e r e o b s e r v e d i n R e p l i c a t e T 2 - R 3 t h r o u g h o u t t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 7 , B o t t o m ) . A l k a l i n i t y l e v e l s d e c r e a s e d s h a r p l y a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d . S o d i u m ( T 2 ) S o d i u m s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d e a c h y e a r f r o m A p r i l t h r o u g h A u g u s t ( F i g u r e 9 8 , T o p ) . P o t a s s i u m ( T 2 ) P o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d f r o m A p r i l t h r o u g h A u g u s t e a c h y e a r ( F i g u r e 9 8 , M i d d l e ) . A s h a r p i n c r e a s e i n p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n s o c c u r r e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d , b e g i n n i n g i n A p r i l 2 0 0 2 f o l l o w i n g a p o t a s h a d d i t i o n . C h l o r i d e ( T 2 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n p a t t e r n o f s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c h l o r i d e w a s o b s e r v e d o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 8 , B o t t o m ) . A s h a r p i n c r e a s e i n c o n c e n t r a t i o n s w a s o b s e r v e d b e g i n n i n g i n 7 I 2 0 0 2 t h r o u g h t h e e n d o f t h e s t u d y p e n o d . N i t r a t e ( T 2 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d i n t h e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e - N o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 9 , T o p ) . R e p l i c a t e s 7 2 T 2 - R 2 a n d T 2 - R 4 i n c r e a s e d s h a r p l y a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d . ( N o d a t a i s a v a i l a b l e f o r T 2 - R 3 ) . S u l f a t e ( T 2 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d i n t h e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f s u l f a t e o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 9 9 , M i d d l e ) . A g e n e r a l l y d e c r e a s i n g t r e n d w a s o b s e r v e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s o v e r t h e s t u d y p e r i o d . T 3 : R e d u c e d I n p u t I C o n v e n t i o n a l T i l l A g r i c u l t u r a l a m e n d m e n t s a p p l i e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 2 . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m - N w e r e o n l y m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e . I n d i v i d u a l i o n s e x h i b i t i n g a p a t t e r n o r o t h e r c h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r e s t a r e d i s c u s s e d b e l o w ( F i g u r e s 1 0 1 - 1 0 5 ) . 2 H _ ( L 3 _ ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n i n s o i l s o l u t i o n p H w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 1 , T o p ) . C o n d u c t a n c e ( T 3 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 1 , M i d d l e ) . A g e n e r a l l y i n c r e a s i n g t r e n d i n c o n d u c t a n c e w a s o b s e r v e d f o l l o w i n g t h e a d d i t i o n o f p o t a s h i n A p r i l 2 0 0 2 . C a l c i u m ( T 3 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 2 , T o p ) . R e p l i c a t e T 3 - R 3 t e n d e d t o e x h i b i t h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f 7 3 c a l c i u m d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d . T h e l o w e s t c o n c e n t r a t i o n s f o r a l l r e p l i c a t e s w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 2 . M _ a g n e s i u m ( T 3 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 2 , M i d d l e ) . C o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m w e r e s i m i l a r a c r o s s r e p l i c a t e s , a n d r e p l i c a t e s t e n d e d t o v a r y t o g e t h e r . T h e l o w e s t c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 2 . A l k a l i n i t v l T 3 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 2 , B o t t o m ) . R e p l i c a t e T 3 - R 3 t e n d e d t o e x h i b i t h i g h e r l e v e l s o f a l k a l i n i t y t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s . T h e r e w a s a g e n e r a l , a l b e i t s l i g h t , i n c r e a s i n g t r e n d o v e r t h e s t u d y p e r i o d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s . S o d i u m ( T 3 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 3 , T o p ) . C o n c e n t r a t i o n s w e r e l o w e s t f o r a l l t h r e e r e p l i c a t e s i n 2 0 0 2 . P o t a s s i u m ( T 3 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 3 , M i d d l e ) . P o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n s w e r e l o w e s t i n 2 0 0 2 . F o l l o w i n g t h e a d d i t i o n o f p o t a s h i n A p r i l 2 0 0 2 , p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s . C h l o r i d e ( T 3 3 N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 3 , B o t t o m ) . S i m i l a r c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n a l l r e p l i c a t e s , 7 4 a n d t h e r e p l i c a t e s t e n d e d t o v a r y t o g e t h e r . F o l l o w i n g t h e a d d i t i o n o f p o t a s h i n A p r i l 2 0 0 2 , c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s . N i t r a t e ( T 3 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 4 , T o p ) . S i m i l a r c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n a l l r e p l i c a t e s , a n d t h e r e p l i c a t e s t e n d e d t o v a r y t o g e t h e r . T h e l o w e s t n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 2 . S u l f a t e ( T 3 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 4 , M i d d l e ) . S i m i l a r c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n a l l r e p l i c a t e s , a l t h o u g h t h e r e p l i c a t e s d i d n o t v a r y t o g e t h e r . T h e l o w e s t s u l f a t e c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 2 . T 4 : O r g a n i c I C o n v e n t i o n a l T i l l N o a g r i c u l t u r a l a m e n d m e n t s w e r e u s e d d u r i n g t h i s s t u d y . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m - N w e r e o n l y m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e . I n d i v i d u a l i o n s e x h i b i t i n g a p a t t e r n o r o t h e r c h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r e s t a r e d i s c u s s e d b e l o w ( F i g u r e s 1 0 6 - 1 1 0 ) . M I T — 4 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 6 , T o p ) . A g e n e r a l l y d e c r e a s i n g t r e n d w a s o b s e r v e d f o r R e p l i c a t e s T 4 - R 2 a n d T 4 - R 4 . R e p l i c a t e T 4 - R 3 s h o w e d n o s u c h t r e n d , a n d c o n s i s t e n t l y 7 5 e x h i b i t e d a h i g h e r p H t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s f o r t h e d u r a t i o n o f t h e s t u d y p e fi o d . C o n d u c t a n c e ( T 4 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 6 , M i d d l e ) . R e p l i c a t e T 4 - R 3 c o n s i s t e n t l y e x h i b i t e d h i g h e r c o n d u c t a n c e t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y p e r i o d . S i l i c a ( T 4 ) A g e n e r a l s e a s o n a l t r e n d w a s o b s e r v e d f o r s i l i c a ( F i g u r e 1 0 6 , B o t t o m ) . S i l i c a b e g a n i n c r e a s i n g i n e a r l y s p r i n g e a c h y e a r , p e a k i n g i n S e p t e m b e r . R e p l i c a t e T 4 - R 3 c o n s i s t e n t l y e x h i b i t e d h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s o v e r t h e s t u d y p e r i o d . C a l c i u M T 4 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 7 , T o p ) . C o n c e n t r a t i o n s w e r e c o n s i s t e n t l y h i g h e r i n R e p l i c a t e T 4 - R 3 t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y p e r i o d . M a g n e s i u m ( T 4 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 7 , M i d d l e ) . C o n c e n t r a t i o n s w e r e c o n s i s t e n t l y h i g h e r i n R e p l i c a t e T 4 - R 3 t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y p e r i o d . A l k a l i n i t y ( T 4 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 7 , B o t t o m ) . C o n c e n t r a t i o n s w e r e c o n s i s t e n t l y h i g h e r i n R e p l i c a t e T 4 - R 3 t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y p e r i o d . 7 6 S o d i u m ( T 4 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 8 , T o p ) . N o c o n s i s t e n t o v e r a l l t r e n d w a s o b s e r v e d a c r o s s r e p l i c a t e s . P o t a s s i u m 4 T 4 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 8 , M i d d l e ) . T h e l o w e s t p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d a t t h e e n d o f t h e 2 0 0 1 t h r o u g h M a y o f 2 0 0 2 . T h e h i g h e s t c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d i n 2 0 0 3 . C h l o r i d e ( T 4 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 8 , B o t t o m ) . T h e h i g h e s t c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d i n 2 0 0 3 . N i t r a t e ( T 4 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 9 , T o p ) . C o n c e n t r a t i o n s w e r e g e n e r a l l y s i m i l a r b e t w e e n r e p l i c a t e s . T h e l o w e s t n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d a t t h e e n d o f t h e 2 0 0 1 t h r o u g h M a y o f 2 0 0 2 . O v e r a l l , t h e h i g h e s t c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 0 a n d 2 0 0 3 . S u l f a t e ( T 4 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 0 9 , M i d d l e ) . T h e l o w e s t s u l f a t e c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d a t t h e e n d o f t h e 2 0 0 1 t h r o u g h M a y o f 2 0 0 2 . A s l i g h t d e c r e a s i n g t r e n d o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y p e r i o d w a s o b s e r v e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s . 7 7 T 5 : P e r e n n i a l / P o p l a r T r e e s N o a g r i c u l t u r a l a m e n d m e n t s w e r e u s e d d u r i n g t h i s s t u d y . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m - N w e r e o n l y m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e . I n d i v i d u a l i o n s e x h i b i t i n g a p a t t e r n o r o t h e r c h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r e s t a r e d i s c u s s e d b e l o w ( F i g u r e s 1 1 1 - 1 1 5 ) . w N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d ( F i g u r e 1 1 1 , T o p ) . C o n d u c t a n c e ( E N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d w a s o b s e r v e d ( F i g u r e 1 1 1 , M i d d l e ) . R e p l i c a t e T 5 - R 3 e x h i b i t e d c o n s i s t e n t l y h i g h e r c o n d u c t a n c e t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s o v e r t h e s t u d y p e r i o d . S i l i c a ( T 5 ) G e n e r a l l y , S i l i c a c o n c e n t r a t i o n s w e r e l o w e s t i n t h e s p r i n g ( A p r i l ) i n c r e a s i n g t h r o u g h o u t t h e g r o w i n g s e a s o n a n d p e a k i n g i n e a r l y f a l l ( S e p t e m b e r ) ( F i g u r e 1 1 1 , B o t t o m ) . A l l t h r e e r e p l i c a t e s t e n d e d t o v a r y t o g e t h e r . C a l c i u m ( T 5 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d ( F i g u r e 1 1 2 , T o p ) . C a l c i u m c o n c e n t r a t i o n s t e n d e d t o b e h i g h e r o v e r t h e s t u d y p e r i o d i n T 5 - R 3 a n d l o w e s t i n T 5 - R 4 . M a g n e s i u m ( T 5 ) 7 8 N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d ( F i g u r e 1 1 2 , M i d d l e ) . M a g n e s i u m c o n c e n t r a t i o n s t e n d e d t o b e h i g h e r o v e r t h e s t u d y p e r i o d i n T 5 - R 3 a n d l o w e s t i n T 5 - R 4 . A l k a l i n i t y ( T 5 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d ( F i g u r e 1 1 2 , B o t t o m ) . C a l c i u m c o n c e n t r a t i o n s t e n d e d t o b e h i g h e r o v e r t h e s t u d y p e r i o d i n T 5 - R 3 a n d l o w e s t i n T 5 - R 4 . S o d i u m ( T 5 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d ( F i g u r e 1 1 3 , T o p ) . C o n c e n t r a t i o n s w e r e s i m i l a r i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s , a n d a l l t h r e e r e p l i c a t e s t e n d e d t o v a r y t o g e t h e r . P o t a s s i u m C I " 5 ) I n R e p l i c a t e s T 5 - R 3 a n d T 5 - R 4 , s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f p o t a s s i u m g e n e r a l l y i n c r e a s e d f r o m A p r i l t h r o u g h t h e e n d o f J u l y ( F i g u r e 1 1 3 , M i d d l e ) . C o n s i s t e n t l y l o w e r c o n c e n t r a t i o n s o f p o t a s s i u m w e r e o b s e r v e d i n T 5 - R 2 . C h l o r i d e ( T 5 ) C h l o r i d e s h o w e d n o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n s ( F i g u r e 1 1 3 , B o t t o m ) . C o n c e n t r a t i o n s o f c h l o r i d e i n t h e s o i l s o l u t i o n s o f a l l t h r e e r e p l i c a t e s i n c r e a s e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d . N i t r a t e ( T 5 ) N i t r a t e l e v e l s w e r e v e r y l o w i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s a n d s h o w e d n o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d ( F i g u r e 1 1 4 , T o p ) . S u l f a t e ( T 5 ) 7 9 S u l f a t e s h o w e d n o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n s ; h o w e v e r , a l l t h r e e r e p l i c a t e s s h o w e d a d e c r e a s i n g t r e n d t h r o u g h o u t t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 4 , M i d d l e ) . T 6 : P e r e n n i a l I A l f a l f a S o i l m o i s t u r e w a s i n s u f f i c i e n t i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s t o y i e l d s a m p l e s b e t w e e n 6 / 5 / 2 0 0 2 a n d 4 / 2 / 2 0 0 3 . D o l o m i t i c l i m e w a s a d d e d i n A p r i l 1 9 9 9 a n d a m m o n i u m s u l f a t e w a s a d d e d i n A u g u s t 2 0 0 1 . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m - N w e r e o n l y m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e . I n d i v i d u a l i o n s e x h i b i t i n g a n i n t e r e s t i n g p a t t e r n o r o t h e r c h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r e s t i n T 6 a r e d i s c u s s e d b e l o w ( F i g u r e s 1 1 6 - 1 2 0 ) . m u m N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 6 , T o p ) . C o n d u c t a n c e ( T 6 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d o v e r t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 6 , M i d d l e ) . C o n d u c t a n c e d i v e r g e d a m o n g r e p l i c a t e s a f t e r 2 0 0 0 . S i l i c a ( T 6 ) G e n e r a l l y , c o n c e n t r a t i o n s i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s t e n d e d t o b e l o w e s t i n A p r i l , i n c r e a s i n g t h r o u g h o u t t h e g r o w i n g s e a s o n a n d p e a k i n g i n S e p t e m b e r o r O c t o b e r ( F i g u r e 1 1 6 , B o t t o m ) . A l l t h r e e r e p l i c a t e s t e n d e d t o v a r y t o g e t h e r . C a l c i u m ( T 6 ) 8 0 N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 7 , T o p ) . A n o v e r a l l d e c r e a s i n g t r e n d w a s o b s e r v e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s . T h e h i g h e s t c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 0 . R e p l i c a t e T 6 - R 3 c o n s i s t e n t l y e x h i b i t e d h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y p e r i o d . M a g n e s i u m ( T 6 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 7 , M i d d l e ) . A n o v e r a l l d e c r e a s i n g t r e n d w a s o b s e r v e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s . T h e h i g h e s t c o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 0 . A l k a l i n i t y ( T 6 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 7 , B o t t o m ) . A n o v e r a l l i n c r e a s i n g t r e n d w a s o b s e r v e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s , a l t h o u g h t h e t r e n d i n T 6 - R 2 w a s s l i g h t . T h e h i g h e s t a l k a l i n i t y c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 2 . R e p l i c a t e T 6 - R 3 c o n s i s t e n t l y e x h i b i t e d h i g h e r a l k a l i n i t y c o n c e n t r a t i o n s t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y p e r i o d . S o d i u m ( T 6 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 8 , T o p ) . A d e c r e a s i n g t r e n d w a s o b s e r v e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y . T h e h i g h e s t c o n c e n t r a t i o n s o f s o d i u m w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 0 , a n d t h e l o w e s t w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 2 . P o t a s s i u m ( T 6 ) 8 1 N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 8 , M i d d l e ) . T h e h i g h e s t p o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o n s w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 0 . C h l o r i d e ( T 6 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d . C h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s w e r e h i g h e s t f r o m F e b r u a r y t o A p r i l 2 0 0 0 , s t e a d i l y d e c l i n i n g t h r o u g h t h e e n d o f N o v e m b e r w h e r e t h e y r e m a i n e d t h r o u g h t h e e n d o f t h e s t u d y ( F i g u r e 1 1 8 , B o t t o m ) . N i t r a t e ( T 6 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 9 , T o p ) . I n f a c t , d i s t i n c t a n d o p p o s i t e t r e n d s w e r e o b s e r v e d i n 2 0 0 0 a n d 2 0 0 1 . I n 2 0 0 0 , n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s w e r e h i g h e s t i n A p r i l , d e c r e a s i n g s t e a d i l y t h r o u g h A u g u s t . I n 2 0 0 1 , n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s w e r e l o w e s t i n A p r i l , s t e a d i l y i n c r e a s i n g t h r o u g h J u l y . F o l l o w i n g t h e a d d i t i o n o f a m m o n i u m s u l f a t e o n A u g u s t 2 9 , 2 0 0 1 , n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s c o n t i n u e d t o f a l l a n d c o n c e n t r a t i o n s r e m a i n e d l o w f o r t h e r e m a i n d e r o f t h e s t u d y p e r i o d . S u l f a t e ( T 6 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 1 9 , M i d d l e ) . W i t h i n 2 m o n t h s o f t h e a m m o n i u m s u l f a t e a d d i t i o n , t h e h i g h e s t c o n c e n t r a t i o n s o f s u l f a t e o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y p e r i o d w e r e o b s e r v e d i n T 6 - R 2 a n d T 6 - R 4 . I n s u f f i c i e n t s o i l p o r e w a t e r p r e v e n t e d s a m p l e c o l l e c t i o n a t t h i s t i m e f r o m T 6 - R 3 . W h i l e c o n c e n t r a t i o n s i n s o i l s o l u t i o n s a m p l e s c o l l e c t e d T 6 - R 4 r e t u r n e d t o p r e - a d d i t i o n l e v e l s b y N o v e m b e r , c o n c e n t r a t i o n s i n 8 2 T 6 - R 2 r e m a i n e d e l e v a t e d t h r o u g h J u n e 2 0 0 2 , w h e n s a m p l e c o l l e c t i o n w a s d i s r u p t e d d u e t o l o w s o i l m o i s t u r e . T 7 : E a r l y S u c c e s s i o n a l I H e r b a c e o u s S o i l m o i s t u r e w a s i n s u f f i c i e n t i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s t o y i e l d s a m p l e s b e t w e e n 7 / 1 7 / 2 0 0 2 a n d 4 / 2 / 2 0 0 3 . A l l r e p l i c a t e s w e r e b u r n e d o n M a y 1 5 , 2 0 0 2 a n d a g a i n o n A p r i l 1 1 , 2 0 0 3 . T o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , a n d a m m o n i u m — N w e r e o n l y m e a s u r e d f o r o n e s e a s o n a n d w i l l n o t b e d i s c u s s e d h e r e . I n d i v i d u a l i o n s e x h i b i t i n g a n i n t e r e s t i n g p a t t e r n o r o t h e r c h a r a c t e r i s t i c o f i n t e r e s t i n T 7 a r e d i s c u s s e d b e l o w ( F i g u r e s 1 2 1 - 1 2 5 ) . M 1 7 . ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 2 1 , T o p ) . C o n d u c t a n c e ( T 7 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 2 1 , M i d d l e ) . S i l i c a ( T 7 ) S i l i c a c o n c e n t r a t i o n s w e r e h i g h e s t i n 2 0 0 0 ( F i g u r e 1 2 1 , B o t t o m ) . E a c h y e a r , s i l i c a s h o w e d a s e a s o n a l p a t t e r n a s c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s e d f r o m a l o w i n t h e s p r i n g t o a h i g h i n t h e f a l l . C a l c i u m ( T 7 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 2 2 , T o p ) . m g n e s i u i j fl 8 3 N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 2 2 , M i d d l e ) . M a g n e s i u m c o n c e n t r a t i o n s w e r e h i g h e s t i n t h e s p r i n g o f 2 0 0 0 . A l k a l i n i t y ( T 7 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 2 2 , B o t t o m ) . I n a l l t h r e e r e p l i c a t e s , a n i n c r e a s i n g t r e n d w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y . S o d i u m ( T 7 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 2 3 , T o p ) . A s h a r p i n c r e a s e i n s o d i u m c o n c e n t r a t i o n s w a s o b s e r v e d i n R e p l i c a t e T 7 - R 2 a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d i n 2 0 0 3 . P o t a s s i u m ( T 7 ) N o c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n o r o v e r a l l t r e n d w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 2 3 , M i d d l e ) . A s h a r p i n c r e a s e i n c o n c e n t r a t i o n s w a s o b s e r v e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d i n 2 0 0 3 f o l l o w i n g t h e b u r n t h a t o c c u r r e d o n 4 / 1 1 / 2 0 0 3 . N o s u c h i n c r e a s e w a s o b s e r v e d f o l l o w i n g t h e b u r n o n 5 / 1 5 / 2 0 0 2 . C h l o r i d e ( T 7 ) I n 2 0 0 0 a n d 2 0 0 1 , c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s a p p e a r t o b e h i g h e s t i n s p r i n g d e c r e a s i n g t h r o u g h s u m m e r ( F i g u r e 1 2 3 , B o t t o m ) . C o n c e n t r a t i o n s a r e l o w e s t i n 2 0 0 2 a n d h i g h e s t i n 2 0 0 3 . A s h a r p i n c r e a s e i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s i s o b s e r v e d a t t h e e n d o f t h e s t u d y p e r i o d i n 2 0 0 3 . N i t r a t e ( T 7 ) 8 4 I n g e n e r a l , n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s a p p e a r t o b e p e a k i n t h e s p r i n g a n d d e c r e a s e t h r o u g h t h e s u m m e r ( F i g u r e 1 2 4 , T o p ) . S u l f a t e ( T 7 ) N 0 c o n s i s t e n t s e a s o n a l p a t t e r n w a s o b s e r v e d d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ( F i g u r e 1 2 4 , M i d d l e ) . O v e r a l l , a d e c r e a s i n g t r e n d w a s o b s e r v e d i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s o v e r t h e c o u r s e o f t h e s t u d y . D i s c u s s i o n V e g e t a t i o n a f f e c t s t h e s o i l a n d s o i l s o l u t i o n i n a n u m b e r o f w a y s , a n d t h e s e e f f e c t s c a n o f t e n b e s p e c i e s s p e c i f i c ( N i h l g a r d , 1 9 7 1 , D a h l g r e n e t a l . , 1 9 9 1 ; J o b b a g y a n d J a c k s o n , 2 0 0 3 ; R i c h t e r e t a l . , 1 9 9 4 ; J o h n s o n - M a y n a r d e t a l . , 1 9 9 7 ; H a g e n - T h o r n e t a l . , 2 0 0 4 ) . N u t r i e n t u p t a k e a n d p r o d u c t i o n o f o r g a n i c d e t r i t u s a r e t w o o b v i o u s e f f e c t s , b u t o t h e r s a r e m o r e s u b t l e . P l a n t g r o w t h c a n a c i d i f y t h e s o i l t h r o u g h t h e u p t a k e a n d s t o r a g e o f n u t r i e n t s , t h r o u g h r e s p i r a t i o n w h i c h g e n e r a t e s c a r b o n i c a c i d , a n d t h r o u g h t h e p r o d u c t i o n o f o r g a n i c a c i d s , a n d h a r v e s t o f b i o m a s s c a n e x a c e r b a t e s o i l a c i d i f i c a t i o n ( H e l y a r a n d P o r t e r 1 9 8 9 ) . P l a n t s a l t e r t h e w a t e r c y c l e t h r o u g h t r a n s p i r a t i o n a n d s o i l t e m p e r a t u r e e f f e c t s , t h e r e b y a l t e r i n g t h e m o i s t u r e c o n t e n t o f t h e s o i l ( B a r o n e t a l . , 1 9 9 8 ) . T h e s e e f f e c t s c a n i n t u r n a f f e c t s o i l m i c r o b i a l a c t i v i t y , t h e r a t e o f m i n e r a l w e a t h e r i n g , t h e c a t i o n e x c h a n g e c a p a c i t y o f t h e s o i l , a n d n u t r i e n t c o n c e n t r a t i o n s i n t h e s o i l a n d s o i l s o l u t i o n . T h e e v a p o t r a n s p i r a t i o n o f s o i l m o i s t u r e b y p l a n t s w o u l d b e e x p e c t e d t o r e s u l t i n e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n o f t h e s o l u t e s c o m p a r e d t o p r e c i p i t a t i o n . M e a n a n n u a l r e c h a r g e t o t h e g r o u n d w a t e r i s a b o u t 2 8 c m o n o u t w a s h p l a i n s 8 5 s u c h a s t h e L T E R s i t e ( R h e a u m e 1 9 9 0 ) , w h i c h i s ~ 3 2 % o f t h e m e a n a n n u a l p r e c i p i t a t i o n ; t h e r e m a i n i n g 6 8 % i s l o s t b y e v a p o t r a n s p i r a t i o n . T h e a c t u a l e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n a t a n y p a r t i c u l a r t i m e o v e r t h e g r o w i n g s e a s o n i s d i f f i c u l t t o p r e d i c t . N e v e r t h e l e s s , w h i l e e v a p o c o n c e n t r a t i o n m u s t c o n t r i b u t e t o i n c r e a s e d s o l u t e c o n c e n t r a t i o n s i n s o i l s o l u t i o n c o m p a r e d t o p r e c i p i t a t i o n , t h e o b s e r v e d i n c r e a s e s r e p o r t e d h e r e a r e n o t c o n g r u e n t ( i . e . , s o l u t e p r o p o r t i o n s c h a n g e r e l a t i v e t o t h e s o u r c e w a t e r ) , i n d i c a t i n g t h a t t h e r e m u s t b e s o u r c e s a n d s i n k s o f s o l u t e s i n t h e s o i l e n v i r o n m e n t . E v e n t h e s u r f a c e a n d s u r f a c e s t r u c t u r e o f t h e p l a n t s a b o v e t h e g r o u n d c a n h a v e a n e f f e c t o n t h e c h e m i s t r y o f p r e c i p i t a t i o n v i a l e a c h i n g a n d u p t a k e p r o c e s s e s d u r i n g c a n o p y t h r o u g h f a l l a n d s t e m fl o w ( t h e s e t e r m s r e f e r t o p r e c i p i t a t i o n p a s s i n g t h r o u g h c a n o p i e s o r r u n n i n g d o w n t r u n k s , b r a n c h e s , a n d s t e m s ) . P r e c i p i t a t i o n t h a t c o n t a c t s t h e v e g e t a t i o n c a n o p y c a r r i e s w i t h i t d r y d e p o s i t i o n t h a t h a s a c c u m u l a t e d o n t h e s u r f a c e o f t h e p l a n t s a n d c a n e v e n l e a c h o u t n u t r i e n t s f r o m t h e l e a v e s t h e m s e l v e s ( J o h n s o n - M a y n a r d e t a l . , 2 0 0 5 ) . T h r o u g h f a l l i n c o n i f e r o u s f o r e s t s h a v e b e e n s h o w n t o l o w e r t h e p H ( U g o l i n i 1 9 9 7 ) , w h i l e c o n t r i b u t i n g f e w e r b a s e c a t i o n s ( J o h n s o n - M a y n a r d e t a l . , 2 0 0 5 ) , a l t h o u g h s u c h e f f e c t s o f c a n o p y l e a c h i n g v i a t h r o u g h f a l l a p p e a r t o b e m o s t m a r k e d i n o l d e r s t a n d s ( M i l l e r 1 9 8 4 ) . V e g e t a t i o n c a n a f f e c t t h e m i c r o b i a l c o m m u n i t y t h r o u g h c o m p e t i t i o n f o r n u t r i e n t s a n d s y m b i o t i c a s s o c i a t i o n s w i t h m i c r o b e s ( F e n c h e l e t a l . 1 9 9 8 ) , w h i c h i n t u r n a f f e c t s t h e t y p e a n d a m o u n t s o f n u t r i e n t s i n t h e s o i l s o l u t i o n . C h a n g e s i n v e g e t a t i o n a l s o a f f e c t n i t r o g e n m i n e r a l i z a t i o n r a t e s , m a i n l y a s a r e s u l t o f 8 6 c h a n g e s i n a v a i l a b l e o r g a n i c n i t r o g e n i n t h e s o i l ( W i l l s o n 1 9 9 8 , G r u n z w e i g , e t a l . , 2 0 0 3 ) , a n d t h i s h a s i m p l i c a t i o n s f o r n i t r a t e l e a c h i n g . A l l o f t h e a b o v e p r o c e s s e s c o n t r i b u t e t o t h e c h e m i c a l e v o l u t i o n o f p r e c i p i t a t i o n i n t o t h e s o i l s o l u t i o n . I n h u m i d c l i m a t e s , s o i l s o l u t i o n s u l t i m a t e l y r e c h a r g e g r o u n d w a t e r , w h i c h i n t u r n d i s c h a r g e s i n t o s u r f a c e w a t e r b o d i e s . W e r e l y o n g r o u n d w a t e r a s a s o u r c e o f d r i n k i n g a n d i r r i g a t i o n w a t e r , a n d g r o u n d w a t e r - f e d s u r f a c e w a t e r b o d i e s a l s o s e r v e a s w a t e r s u p p l i e s , a s w e l l a s f o r r e c r e a t i o n a n d fi s h e r i e s . T h e m o s t m a r k e d a n d i m p o r t a n t b i o l o g i c a l t r a n s f o r m a t i o n s o f t h e s o i l s o l u t i o n t a k e p l a c e i n t h e r o o t i n g z o n e , a n d f u r t h e r t r a n s f o r m a t i o n s o c c u r a s t h e i n f i l t r a t i n g w a t e r c o m e s i n t o e q u i l i b r i u m w i t h t h e m i n e r a l s i n t h e s o i l p a r e n t m a t e r i a l . T h u s t h e v a r i o u s b i o g e o c h e m i c a l p r o c e s s e s t h a t i n fl u e n c e t h e c h e m i c a l e v o l u t i o n o f s o i l w a t e r s c l o s e t o t h e s u r f a c e a l s o i m p a c t t h e q u a l i t y o f g r o u n d w a t e r a n d g r o u n d w a t e r - f e d s u r f a c e w a t e r s . T o t h e e x t e n t t h a t l a n d u s e a n d c o v e r a f f e c t t h e s e p r o c e s s e s , t h e y i m p a c t s u b s u r f a c e a n d s u r f a c e w a t e r q u a l i t y a t t h e l a n d s c a p e s c a l e . T h i s s t u d y h a s r e v e a l e d s t r o n g a n d o f t e n d i f f e r e n t i a l i m p a c t s o f l a n d u s e a n d c o v e r o n t h e c h e m i c a l e v o l u t i o n o f s o i l s o l u t i o n s . I n t h e s u b s e q u e n t s e c t i o n s , I w i l l c o m p a r e t h e d i f f e r e n t v e g e t a t i o n t y p e s a n d m a n a g e m e n t r e g i m e s t o c o n s i d e r t h e i r m o s t i m p o r t a n t i m p a c t s o n s o i l s o l u t i o n c h e m i s t r y . C h e m i c a l E v o l u t i o n i n t h e A b s e n c e o f A g r i c u l t u r e E v o l u t i o n o f S o i l S o l u t i o n s f r o m P r e c i p i t a t i o n i n F o r e s t s R e l a t i v e t o p r e c i p i t a t i o n , s o i l s o l u t i o n s i n t h e n a t i v e D e c i d u o u s F o r e s t w e r e s i g n i f i c a n t l y e n r i c h e d w i t h c a l c i u m , m a g n e s i u m , s o d i u m , p o t a s s i u m , 8 7 c h l o r i d e , s u l f a t e , a n d n i t r a t e ( T a b l e 5 ) . C o n d u c t i v i t y a n d p H w e r e a l s o s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n t h e s o i l s o l u t i o n s t h a n i n p r e c i p i t a t i o n . I n c o n t r a s t , a m m o n i u m w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n p r e c i p i t a t i o n t h a n i n t h e s o i l s o l u t i o n . A m m o n i u m i n p r e c i p i t a t i o n w a s l i k e l y r a p i d l y t a k e n u p b y v e g e t a t i o n a n d m i c r o b e s u p o n c o n t a c t w i t h r o o t s a n d s o i l b i o t a , o r n i t r i f i e d i f p r e s e n t i n e x c e s s o f b i o t i c d e m a n d ( Q u a l l s e t a l . , 1 9 9 1 ) . R e l a t i v e t o t h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t , m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f a m m o n i u m a n d m a g n e s i u m w e r e s i g n i fi c a n t l y l o w e r i n t h e C o n i f e r o u s F o r e s t T r e a t m e n t . O n t h e o t h e r h a n d , t h e s o i l s o l u t i o n s b e n e a t h t h e C o n i f e r o u s F o r e s t T r e a t m e n t w e r e s i g n i f i c a n t l y e n r i c h e d i n c a l c i u m , s u l f a t e , a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s . H o w e v e r , i n t h e c a s e o f c a l c i u m , v a r i a b i l i t y a m o n g r e p l i c a t e s w i t h i n t r e a t m e n t s w a s h i g h e r t h a n v a r i a b i l i t y b e t w e e n t r e a t m e n t s , a n d i n t h e c a s e o f s u l f a t e , o n e r e p l i c a t e ( D F - R 2 ) a p p e a r s t o b e r e s p o n s i b l e f o r t h e o b s e r v e d d i f f e r e n c e s i n m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s b e t w e e n t h e t w o t r e a t m e n t s . I n a d d i t i o n , t h e t r e a t m e n t s d o n o t d i f f e r i n p H o r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e o r a l k a l i n i t y ( F i g u r e s 1 9 - 2 6 ) . T h e l a c k o f s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e D F a n d C F t r e a t m e n t s m a y b e a r e s u l t o f t h e a g e o f t h e c o n i f e r s t a n d s . S t u d i e s o f c a n o p y t h r o u g h f a l l p H h a v e f o u n d t h a t c o n i f e r s t a n d s t h a t a r e l e s s t h a n 6 0 y e a r s o l d d o n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y f r o m b r o a d - l e a f s t a n d s , w h i l e t h e t h r o u g h f a l l p H i n o l d e r c o n i f e r s t a n d s i s s i g n i f i c a n t l y l o w e r ( M i l l e r , 1 9 8 4 ) . I n o n e s t u d y o f l a n d u s e e f f e c t s o n s o i l N , P , C a n d p H , i t w a s f o u n d t h a t t h e v e g e t a t i o n a n d m a n a g e m e n t e f f e c t s p e r s i s t e d o v e r 4 0 — 8 0 y e a r s o f f o r e s t g r o w t h o n a g r i c u l t u r a l s o i l s ( F a l k e n g r e n - G r e r u p , e t a l . , 2 0 0 5 ) . E v e n 8 8 n i t r i f i c a t i o n r a t e s h a v e b e e n f o u n d t o b e s t r o n g l y i n fl u e n c e d b y p r i o r l a n d u s e ( C o m p t o n a n d B o o n e , 2 0 0 0 ) . T h e f o r e s t p l a n t a t i o n s t h a t f o r m t h e C o n i f e r o u s T r e a t m e n t r a n g e i n a g e f r o m 4 0 — 6 0 y e a r s , a n d t h e s e s t u d i e s s u g g e s t t h a t t h e l a c k o f s t r o n g d i f f e r e n c e s o b s e r v e d b e t w e e n t h e C o n i f e r o u s a n d D e c i d u o u s F o r e s t s i n t h e K B S L T E R c o u l d b e b e c a u s e c a n o p y t h r o u g h f a l l , n i t r i f i c a t i o n r a t e s , a n d s o i l c o m p o s i t i o n m a y s t i l l b e s i g n i f i c a n t l y i n fl u e n c e d b y p r i o r l a n d u s e . R e l a t i v e t o t h e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t , t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t h a d s i g n i f i c a n t l y h i g h e r p H a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s ( F i g u r e s 1 9 - 2 6 ) . M e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f a m m o n i u m , c a l c i u m , c h l o r i d e , m a g n e s i u m , n i t r a t e - N , p o t a s s i u m , s i l i c a , s o d i u m , a n d s u l f a t e w e r e a l l s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n t h e S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t . M o s t n o t a b l e a m o n g t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s w a s t h a t t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e i n t h e D F T r e a t m e n t w a s 4 0 t i m e s g r e a t e r t h a n i n t h e S F T r e a t m e n t , w h e r e n i t r a t e w a s o n l y 0 . 0 8 m g / L ( 0 . 0 0 6 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . T h i s r e s u l t i s c o n s i s t e n t w i t h t h e t h e o r y p u t f o r t h b y V i t o u s e k a n d R e i n e r s ( 1 9 7 5 ) t h a t n i t r a t e l o s s e s a r e e x p e c t e d t o i n c r e a s e a s s t a n d s a g e b e c a u s e e c o s y s t e m r e t e n t i o n o f l i m i t i n g n u t r i e n t s s h o u l d d e c r e a s e f r o m s t r o n g r e t e n t i o n i n s t a n d s t h a t a r e r a p i d l y a c c u m u l a t i n g b i o m a s s t o e s s e n t i a l l y n o n e t r e t e n t i o n i n s t e a d y — s t a t e o l d g r o w t h s y s t e m s . I n f a c t , m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e w e r e a l s o v e r y l o w i n b o t h t h e e a r l y s u c c e s s i o n a l t r e a t m e n t ( T 7 ) a n d i n t h e f a s t - g r o w i n g c l o n a l p o p l a r t r e a t m e n t ( T 5 ) , w h i c h h a d m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f 0 . 2 3 m g N I L ( 0 . 0 2 m e q / L ) a n d 0 . 0 0 m g N / L ( 0 . 0 0 m e q / L ) , r e s p e c t i v e l y . 8 9 C h e m i c a l E v o l u t i o n i n t h e P r e s e n c e o f A g r i c u l t u r e E f f e c t s o f A g r i c u l t u r e : C o n v e n t i o n a l A g r i c u l t u r e c o m p a r e d t o D e c i d u o u s F o r e s t C o m p a r e d t o t h e n a t i v e D e c i d u o u s F o r e s t T r e a t m e n t ( D F ) , s o i l s o l u t i o n s i n t h e C o n v e n t i o n a l A g r i c u l t u r e T r e a t m e n t ( T 1 ) w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n p H a n d c o n d u c t i v i t y a s w e l l a s m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , t o t a l a l k a l i n i t y , c a l c i u m , p o t a s s i u m , a n d n i t r a t e ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) . I n c o n t r a s t , t h e D F t r e a t m e n t h a d s i g n i fi c a n t l y h i g h e r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m , s i l i c a , s o d i u m , c h l o r i d e , a n d s u l f a t e . N o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s i n t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n w e r e o b s e r v e d . I n c r e a s e d s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , p o t a s s i u m , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , n i t r a t e a n d a l k a l i n i t y i n t h e c o n v e n t i o n a l a g r i c u l t u r e s y s t e m ( T 1 ) a r e n o t s u r p r i s i n g g i v e n t h e f e r t i l i z e r s a n d o t h e r a g r i c u l t u r a l a m e n d m e n t s t h i s s y s t e m r e c e i v e s ( T a b l e s 2 a n d 5 ) . T h e i m p a c t s o f s o m e o f t h e s e a m e n d m e n t s o n s u b s u r f a c e w a t e r q u a l i t y a r e w e l l k n o w n ( B o h l k e 2 0 0 2 ) . C o n c e r n s r e g a r d i n g a g r i c h e m i c a l c o n t a m i n a n t s i n w a t e r l e a v i n g a g r i c u l t u r a l l a n d t h r o u g h r u n o f f a n d g r o u n d w a t e r s e e p a g e c o n t i n u e t o i n t e n s i f y a m o n g e c o l o g i s t s ( M a t s o n e t a l . , 1 9 9 7 ; F e n e t a l , 1 9 9 8 ; J a c k s o n e t a l . , 2 0 0 1 ) a n d h u m a n h e a l t h o f f i c i a l s ( F a n a n d S t e i n b e r g , 1 9 9 6 ; S h r o d e r e t a l . , 2 0 0 4 ) . E x p l a n a t i o n s o f t h e r e l a t i v e l y e l e v a t e d c o n c e n t r a t i o n s i n t h e d e c i d u o u s f o r e s t t r e a t m e n t o f m a g n e s i u m , s i l i c a , s o d i u m , c h l o r i d e , a n d s u l f a t e a r e p e r h a p s l e s s o b v i o u s . I n r e s e a r c h o n g r o u n d w a t e r a n d s u r f a c e w a t e r b o d i e s , c h l o r i d e 9 0 h a s b e e n i d e n t i f i e d a s a c o n s e r v a t i v e i o n a n d s u l f a t e a s a s e m i - c o n s e r v a t i v e i o n t h a t c a n b e u s e d t o e s t i m a t e e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n ( C l a a s s e n a n d H a l m , 1 9 9 6 ; L e y d e c k e r a n d M e l a c k 2 0 0 0 ) . T h e h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f s u l f a t e a n d c h l o r i d e i n t h e s o i l s o l u t i o n m a y i n d i c a t e t h a t e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n o f s o i l s o l u t e s i n t h e d e c i d u o u s s y s t e m i s g r e a t e r t h a n i n t h e a g r i c u l t u r a l s y s t e m . G r e a t e r e v a p o t r a n s p i r a t i o n b y t h e f o r e s t v e g e t a t i o n m i g h t b e e x p e c t e d b e c a u s e i t h a s a l o n g e r g r o w i n g s e a s o n , d e e p e r r o o t s , a n d a g r e a t e r c a n o p y l e a f s u r f a c e a r e a t h a n t h e a n n u a l r o w c r o p s . L o w e r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m w e r e a l s o f o u n d i n t h e c o n i f e r o u s f o r e s t t r e a t m e n t ( C F ) r e l a t i v e t o t h e d e c i d u o u s f o r e s t t r e a t m e n t , w h i l e c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s w e r e n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t . T h e r e f o r e , b e t w e e n t h e s e t w o s y s t e m s , d i f f e r i n g c o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m m a y b e t h e r e s u l t o f d i f f e r e n c e s i n n u t r i e n t c y c l i n g a n d n o t t h e r e s u l t o f e v a p o c o n c e n t r a t i o n . H o w e v e r , i t i s n o t p o s s i b l e t o d i s t i n g u i s h t h e e f f e c t s o f e v a p o c o n c e n t r a t i o n a n d n u t r i e n t c y c l i n g i n t h e d e c i d u o u s s y s t e m ( D F ) r e l a t i v e t o c o n v e n t i o n a l a g r i c u l t u r e ( T 1 ) , a n d t h e d i f f e r e n c e s i n m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f m a g n e s i u m m a y b e t h e r e s u l t o f d i f f e r e n c e s i n b o t h e v a p o t r a n s p i r a t i o n a n d n u t r i e n t c y c l i n g . E f f e c t s o f T i l l a g e P r a c t i c e s : C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 1 ) v s . N o T i l l ( T 2 ) B o t h r o w - c r o p t r e a t m e n t s T 1 a n d T 2 r e c e i v e d t h e s a m e a m e n d m e n t s a t t h e s a m e t i m e a n d r a t e , w i t h t h e e x c e p t i o n o f l i m e a n d a m m o n i u m s u l f a t e . I n 1 9 9 9 , m o r e l i m e w a s a p p l i e d t o t h e n o - t i l l s y s t e m ( T 2 ) t h a n t h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m ( T 1 ) , 0 . 8 t o n s / a c r e a n d 0 . 5 t o n s / a c r e , r e s p e c t i v e l y . A m m o n i u m s u l f a t e 9 1 w a s a p p l i e d i n t h e n o - t i l l s y s t e m ( T 2 ) a t a r a t e o f 8 l b s / h a i n 2 0 0 0 , w h i l e n o a m m o n i u m s u l f a t e w a s a p p l i e d t o t h e c o n v e n t i o n a l s y s t e m ( T 1 ) t h a t y e a r . M e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e , p o t a s s i u m , a n d s u l f a t e w e r e a l l s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n t h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) . p H a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , t o t a l a l k a l i n i t y , s i l i c a , a n d s o d i u m w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n t h e n o - t i l l t r e a t m e n t ; h o w e v e r , o n e r e p l i c a t e i n t h e n o - t i l l t r e a t m e n t ( R e p l i c a t e T 2 - R 3 ) i s r e s p o n s i b l e f o r t h e s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e t w o t r e a t m e n t s f o r s o d i u m a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s ( F i g u r e s 4 2 a n d 4 5 , B o t t o m ) . T h e r e m a i n i n g s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s i n c l u d e n i t r a t e , p o t a s s i u m , s u l f a t e ( h i g h e r i n c o n v e n t i o n a l t i l l ) , a n d p H , s i l i c a , a n d a l k a l i n i t y ( l o w e r i n c o n v e n t i o n a l t i l l ) . L o w e r p H ( h i g h e r a c i d i t y ) i s a s s o c i a t e d w i t h h i g h e r w e a t h e r i n g r a t e s o f s i l i c a t e m i n e r a l s a n d t h e c o n s u m p t i o n o f a l k a l i n i t y . O n e r e a s o n w h y t h e p H i s l o w e r i n t h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m ( T 1 ) m a y b e t h e i n c o m p l e t e d i s s o l u t i o n o f l i m e , w h i c h w a s a d d e d a s a s o i l a m e n d m e n t t o b o t h s y s t e m s . T h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m ( T 1 ) c o n s i s t e n t l y s h o w e d t h e p r e s e n c e o f c a r b o n a t e i n t h e u p p e r m e t e r o f s o i l w h i l e t h e n o - t i l l s y s t e m d i d n o t ( F i g u r e 1 2 5 ) . A n a l y s i s o f s o i l c o r e s t a k e n n e a r b y t h e t r e a t m e n t p l o t s a n d a d j a c e n t t o m o n o l i t h s a t t h e K B S “ I n t e r a c t i o n s ” p l o t s s o u t h o f t h e L T E R p l o t s e s t a b l i s h e d t h a t t h e d e p t h o f t h e c a r b o n a t e - l e a c h e d z o n e i s a p p r o x i m a t e l y 1 . 3 m t o 1 . 8 m ; t h e r e f o r e , o n e c a n a s s u m e t h a t t h e c a r b o n a t e d e t e c t e d i n t h e u p p e r m e t e r o f s o i l i n t h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m ( T 1 ) i s d u e t o t h e a p p l i c a t i o n o f l i m e t o t h e s u r f a c e 9 2 ( H a m i l t o n e t a l . , i n r e v i e w ) . A s c e r t a i n i n g t h e i m p e d i m e n t s t o l i m e d i s s o l u t i o n i n t h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m i s b e y o n d t h e s c o p e o f t h i s s t u d y . D e s p i t e a d d i t i o n a l n i t r o g e n b e i n g a d d e d t o t h e n o - t i l l s y s t e m ( T 2 ) i n 2 0 0 0 i n t h e f o r m o f a m m o n i u m s u l f a t e , t h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m ( T 1 ) h a d s i g n i f i c a n t l y h i g h e r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e . T h e fi n d i n g o f h i g h e r n i t r a t e b e n e a t h c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m s i s c o n s i s t e n t w i t h a p r e v i o u s s t u d y p e r f o r m e d i n G e o r g i a , U S A . ( H o u s e e t a l . , 1 9 8 4 ) . T h e r e a s o n s f o r i n c r e a s e d s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e b e n e a t h c o n v e n t i o n a l t i l l m a y b e t h e r e s u l t o f i n c r e a s e d u p t a k e o f n i t r o g e n b y w e e d s i n t h e n o - t i l l s y s t e m a n d h i g h e r r a t e s o f N m i n e r a l i z a t i o n i n c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m s ( S t i n n e r e t a l . , 1 9 8 4 ) , w h i c h i s t h o u g h t t o b e s t i m u l a t e d b y t i l l a g e . T h e s t u d y p e r f o r m e d b y S t i n n e r e t a l . , ( 1 9 8 4 ) d i d n o t f i n d a n y s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e i n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f p o t a s s i u m b e n e a t h n o - t i l l a n d c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m s . T h e h i g h e r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e i n t h e n o - t i l l s y s t e m c a n b e e x p l a i n e d b y t h e a d d i t i o n a l a p p l i c a t i o n o f a m m o n i u m s u l f a t e i n 2 0 0 0 t o o n l y t h e n o - t i l l s y s t e m ( T 2 ) . E f f e c t s o f V a r y i n g L e v e l s o f I n p u t s : C o n v e n t i o n a l I n p u t v s . R e d u c e d I n p u t v s . Z e r o I n p u t R o w - C r o p p i n g S y s t e m s C o n v e n t i o n a l I n p u t ( T 1 ) v s . R e d u c e d I n p u t ( T 3 ) T h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t ( T 3 ) d i d n o t r e c e i v e a n y a m m o n i u m s u l f a t e , b u t o t h e r w i s e r e c e i v e d t h e s a m e a m e n d m e n t s a s t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) , b u t a t a r e d u c e d l e v e l a n d / o r f r e q u e n c y ( T a b l e 2 ) . B o t h t r e a t m e n t s w e r e t i l l e d a n d o t h e n l v i s e m a n a g e d i n t h e s a m e m a n n e r . 9 3 C o n d u c t i v i t y a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , t o t a l a l k a l i n i t y , a m m o n i u m , n i t r a t e , c a l c i u m , p o t a s s i u m , t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s , c h l o r i d e , a n d s o d i u m d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n T r e a t m e n t s T 1 a n d T 3 . p H a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a a n d m a g n e s i u m w e r e s i g n i f i c a n t l y h i g h e r i n T 3 , w h i l e t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e w a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r . T h e l o w e r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s u l f a t e c a n b e e x p l a i n e d b y t h e f a c t t h a t t h e a m m o n i u m s u l f a t e w a s a p p l i e d t o t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) , b u t n o t a p p l i e d t o t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t ( T 3 ) . L o w e r p H ( g r e a t e r a c i d i t y ) i s a s s o c i a t e d w i t h h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f s i l i c a ( T a b l e 2 ) ; t h e r e f o r e , i t i s n o t s u r p r i s i n g t h a t t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) h a d a h i g h e r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f s i l i c a t h a n t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t ( T 3 ) . T h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) a n d t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t ( T 3 ) b o t h r e c e i v e d 0 . 5 t o n s / a c r e o f l i m e i n 1 9 9 9 . H o w e v e r , n o t a l l o f t h e l i m e i n t h e c o n v e n t i o n a l t i l l t r e a t m e n t ( T 1 ) d i s s o l v e d , a s i n d i c a t e d b y s o i l c a r b o n a t e s c r e e n i n g o f t h e u p p e r m e t e r o f s o i l s e v e r a l y e a r s l a t e r ( F i g u r e 3 5 - 4 1 ) . I n a d d i t i o n , t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) a l s o r e c e i v e d h i g h e r r a t e s o f n i t r o g e n i n p u t s . A d d i t i o n a l n i t r o g e n i n p u t s m a y h a v e d e p r e s s e d t h e p H i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) d u e t o n i t r i c a c i d g e n e r a t i o n f r o m p l a n t u p t a k e a n d n i t r i f i c a t i o n . I n t e r e s t i n g l y , d e s p i t e t h e h i g h e r i n p u t s o f n i t r o g e n i n t h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m ( T 1 ) , t h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e w e r e n o t 9 4 s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t b e t w e e n t h e t w o t r e a t m e n t s a n d h a d n e a r l y t h e s a m e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n a n d i n t e r q u a r t i l e r a n g e s ( T a b l e 5 , F i g u r e 3 8 , B o t t o m ) . T h e c o n v e n t i o n a l t r e a t m e n t ( T 1 ) r e c e i v e d a p p r o x i m a t e l y t w i c e a s m u c h N f e r t i l i z e r , b u t a w i n t e r l e g u m e c o v e r c r o p w a s p l a n t e d i n t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t ( T 3 ) f o l l o w i n g w h e a t a n d c o r n r o t a t i o n s , a n d t h e N m i n e r a l i z a t i o n p o t e n t i a l w a s h i g h e r i n t h e z e r o i n p u t t r e a t m e n t ( T 4 ) t h a n i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) ( R o b e r t s o n e t a l . , 2 0 0 0 ) . I t i s p o s s i b l e t h a t t h e l e g u m e c o v e r c r o p a n d h i g h e r N m i n e r a l i z a t i o n p o t e n t i a l i n t h e z e r o i n p u t t r e a t m e n t ( T 4 ) c o i n c i d e n t a l l y r e s u l t e d i n s i m i l a r n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s b e t w e e n t h e s e t w o t r e a t m e n t s . T h e s i g n i f i c a n t l y l o w e r m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f m a g n e s i u m i n t h e s o i l s o l u t i o n o f t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) r e l a t i v e t o t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t ( T 3 ) i s i n t e r e s t i n g . D o l o m i t i c l i m e s t o n e i s t h e o n l y a m e n d m e n t a d d e d t o e i t h e r s y s t e m t h a t c o n t a i n s m a g n e s i u m . T h e l o w e r d i s s o l u t i o n r a t e s o f t h e l i m e i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) , a s i n d i c a t e d b y t h e p r e s e n c e o f c a r b o n a t e i n t h e u p p e r m e t e r o f s o i l ( F i g u r e 1 2 5 ) , w o u l d l e a d o n e t o p r e d i c t t h a t m a g n e s i u m c o n c e n t r a t i o n s w o u l d a l s o b e l o w e r i n t h i s t r e a t m e n t , a n d t h i s w a s t h e c a s e . T h e m a g n e s i u m v a l u e s i n t h e c o n v e n t i o n a l t r e a t m e n t ( T 1 ) a r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e u n l i m e d t r e a t m e n t ( T 4 ) . C o n v e n t i o n a l I n p u t ( T 1 ) v s . Z e r o I n p u t ( T 4 ) p H , c o n d u c t i v i t y , a n d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , t o t a l a l k a l i n i t y , a m m o n i u m , n i t r a t e , s i l i c a , s o d i u m , m a g n e s i u m , a n d c h l o r i d e a n d d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n T r e a t m e n t s T 1 a n d T 4 . C o n c e n t r a t i o n s o f 9 5 c a l c i u m , p o t a s s i u m , s u l f a t e , a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s w e r e s i g n i fi c a n t l y h i g h e r i n T 1 t h a n T 4 , w h i l e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f s o d i u m w e r e s i g n i fi c a n t l y l o w e r ( F i g u r e s 3 5 - 4 1 ) . H i g h e r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , p o t a s s i u m s u l f a t e , a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) c a n b e e x p l a i n e d b y t h e a p p l i c a t i o n o f f e r t i l i z e r a n d l i m e t o t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) . D u e t o t h e e c o l o g i c a l a n d h u m a n h e a l t h c o n c e r n s o f n i t r a t e p o l l u t i o n , i t i s o f i n t e r e s t t h a t m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e i n t h e z e r o i n p u t t r e a t m e n t ( T 4 ) w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h o s e i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) ( F i g u r e 3 8 , B o t t o m ) . A s i s t h e c a s e i n t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t ( T 3 ) , a w i n t e r l e g u m e c o v e r c r o p i s p l a n t e d i n t h e z e r o i n p u t t r e a t m e n t ( T 4 ) f o l l o w i n g w h e a t a n d c o r n i n t h e c r o p r o t a t i o n . I n a d d i t i o n , t h e z e r o i n p u t t r e a t m e n t ( T 4 ) h a d a h i g h e r N m i n e r a l i z a t i o n p o t e n t i a l t h a n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) ( R o b e r t s o n e t a l . , 2 0 0 0 ) . A s w a s s u g g e s t e d f o r T 1 v s . T 3 a b o v e , i s p o s s i b l e t h a t t h e l e g u m e c o v e r c r o p a n d h i g h e r N m i n e r a l i z a t i o n p o t e n t i a l i n t h e z e r o i n p u t t r e a t m e n t ( T 4 ) r e s u l t e d i n s i m i l a r n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s b e t w e e n t h e T 1 a n d T 4 t r e a t m e n t s . T h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) r e c e i v e d p o t a s h ( m a i n l y K C I ) w h i l e t h e z e r o i n p u t t r e a t m e n t ( T 4 ) d i d n o t . T h e p o t a s s i u m f r o m p o t a s h m a y b e t a k e n u p b y p l a n t s b u t t h e c h l o r i d e s h o u l d b e h a v e c o n s e r v a t i v e l y i n t h e s e s o i l s . H o w e v e r , t h e r e w a s n o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c h l o r i d e b e t w e e n t h e T 1 a n d T 4 t r e a t m e n t s . T h e m e d i a n s o i l 9 6 s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) w a s 0 . 9 0 m g / L ( 0 . 0 3 m e q / L ) w i t h a n i n t e r q u a r t i l e r a n g e o f 0 . 4 2 t o 2 . 2 2 m g / L ( 0 . 0 1 — 0 . 0 6 m e q / L ) . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f t h e z e r o i n p u t t r e a t m e n t ( T 4 ) w a s 0 . 6 4 m g / L ( 0 . 0 2 m e q / L ) w i t h a n i n t e r q u a r t i l e r a n g e o f 0 . 2 7 m g / L t o 0 . 9 5 m g l L ( 0 . 0 1 — 0 . 0 3 m e q / L ) ( T a b l e 5 ) . D e s p i t e t h e l a c k o f a s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e t w o t r e a t m e n t s , t h e c h l o r i d e a d d i t i o n s i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( T 1 ) a p p e a r t o c a u s e t h e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s i n t h i s t r e a t m e n t t o b e m o r e v a r i a b l e a n d r i s e t o h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s t h a n i n t h e z e r o i n p u t t r e a t m e n t ( T 4 ) . I t i s l i k e l y t h a t t h e c h l o r i d e a d d e d i n p o t a s h w a s r a p i d l y fl u s h e d f r o m t h e s o i l s , r e s u l t i n g i n l i t t l e e f f e c t o n t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s . 9 7 C h a p t e r 2 : T h e F a t e o f C a r b o n i n L i m e I n t r o d u c t i o n T h e f u t u r e c o u r s e o f g l o b a l c l i m a t e c h a n g e d e p e n d s c r i t i c a l l y o n n e a r - t e r m C 0 2 m i t i g a t i o n m e a s u r e s , i n c l u d i n g t h e s e q u e s t r a t i o n o f C 0 2 - C i n o r g a n i c o r i n o r g a n i c f o r m s ( C a l d e i r a e t a l . 2 0 0 4 ) . O n a g l o b a l s c a l e , o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t c h e m i c a l w e a t h e r i n g r e a c t i o n s i s t h e d i s s o l u t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s b y r e a c t i o n w i t h c a r b o n i c a c i d , w h i c h c o n s u m e s C 0 2 t o y i e l d d i s s o l v e d i n o r g a n i c c a r b o n i n t h e f o r m o f c a r b o n a t e a l k a l i n i t y ( S t u m m & M o r g a n 1 9 9 6 ) . I n h u m i d a n d s u b h u m i d c l i m a t e s , c a r b o n a t e a l k a l i n i t y i s s u b s e q u e n t l y t r a n s p o r t e d t h r o u g h g r o u n d w a t e r fl o w p a t h s a n d e v e n t u a l l y i n t o s t r e a m s a n d r i v e r s , w i t h l i t t l e b a c k - p r e c i p i t a t i o n ( R e a r d o n e t a l . 1 9 7 9 , G a i l l a r d e t e t a l . 1 9 9 9 , D r e e s e t a l . 2 0 0 1 , S z r a m e k & W a l t e r 2 0 0 4 ) , a n d u l t i m a t e l y r e a c h e s t h e o c e a n s . O n g e o l o g i c a l t i m e s c a l e s t h i s a l k a l i n i t y i n p u t t o t h e o c e a n s m a y b e a p p r o x i m a t e l y b a l a n c e d b y p r e c i p i t a t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s ( M i l l i m a n 1 9 9 3 , B e r n e r 1 9 9 9 ) . H o w e v e r , i n r e l a t i o n t o t h e i m m e d i a t e p r o b l e m o f a n t h r o p o g e n i c C O 2 a s a d r i v e r o f g l o b a l c l i m a t e c h a n g e , t h e t i m e s c a l e f o r t r a n s p o r t f r o m t h e s i t e s o f m i n e r a l w e a t h e r i n g i n s o i l s t h r o u g h g r o u n d w a t e r a n d u l t i m a t e l y t o t h e o c e a n s i s l o n g ( c e n t u r i e s ) , a n d t h i s b a l a n c e m a y b e d i s r u p t e d b y c h a n g e s i n a t m o s p h e r i c C O 2 ( A n d e r s s o n & M a c k e n z i e 2 0 0 4 ) . T h u s c h a n g i n g r a t e s o f c a r b o n a t e m i n e r a l w e a t h e r i n g a n d s u b s e q u e n t r e - p r e c i p i t a t i o n p l a y a n i m p o r t a n t r o l e i n t o d a y ’ s a t m o s p h e r i c C O 2 b a l a n c e , a m a j o r d r i v e r o f c l i m a t e c h a n g e . 9 8 T h e w e a t h e r i n g o f i n d i g e n o u s c a r b o n a t e m i n e r a l s h a s b e e n a u g m e n t e d b y t h e w i d e s p r e a d u s e o f a g r i c u l t u r a l “ l i m e , ” m o s t o f t e n a p p l i e d a s c a l c i t e o r d o l o m i t e [ C a C 0 3 o r C a M g ( C 0 3 ) 2 , r e s p e c t i v e l y ] . P e r i o d i c l i m i n g i s n e c e s s a r y t o c o u n t e r a c t s o i l a c i d i f i c a t i o n i n c u l t i v a t e d s o i l s , w h i c h u s u a l l y r e s u l t s m a i n l y f r o m n i t r o g e n a n d s u l f u r f e r t i l i z e r s , c u l t i v a t i o n o f N - fi x i n g c r o p s , a n d c r o p h a r v e s t ( H e l y a r & P o r t e r 1 9 8 9 , F i s h e r e t a l . 2 0 0 3 ) . L i m i n g h a s l o n g b e e n a f o u n d a t i o n o f a g r i c u l t u r e i n h u m i d r e g i o n s t h r o u g h o u t t h e w o r l d , a n d h a s i n c r e a s e d w i t h a g r i c u l t u r a l i n t e n s i f i c a t i o n . I n t h e U S . a l o n e , ~ 3 0 T g y - 1 o f l i m e a r e a p p l i e d t o a g r i c u l t u r a l f i e l d s ( W e s t & M c B r i d e 2 0 0 5 ) , w h i c h i s e q u i v a l e n t t o a b o u t 3 . 7 T 9 y - 1 o f c a r b o n . W h i l e n o t l a r g e c o m p a r e d t o o t h e r t e r m s i n t h e g l o b a l o r U S . C 0 2 b u d g e t , t h i s l i m e c a r b o n fl u x r e p r e s e n t s 3 1 % o f t h e a n n u a l c h a n g e i n t h e U S . C O 2 l o a d i n g r a t e ( 1 2 T g C y - 1 f o r 2 0 0 2 - 2 0 0 3 ) , a n d t h u s i s p o t e n t i a l l y s i g n i f i c a n t f r o m t h e s t a n d p o i n t o f a t m o s p h e r i c C O 2 s t a b i l i z a t i o n . M o r e o v e r t h i s fl u x i s a l s o s i g n i fi c a n t w h e n c o m p a r e d t o t h e p o t e n t i a l m a x i m u m c a r b o n s e q u e s t r a t i o n a s s o c i a t e d w i t h m i t i g a t i o n m e a s u r e s s u c h a s n o — t i l l a g r i c u l t u r e t h a t i n c r e a s e s o i l o r g a n i c m a t t e r ; s u c h m e a s u r e s a r e e s t i m a t e d t o b e c a p a b l e o f s e q u e s t e r i n g a t m o s t 1 0 0 - 1 5 0 T g C y - 1 i n t h e U S . d u r i n g s e v e r a l d e c a d e s ( C A S T 2 0 0 4 ) . P r o j e c t i o n s o f t h e w o r l d w i d e e x p a n s i o n o f i n t e n s i v e a g r i c u l t u r e s u g g e s t t h a t g l o b a l l i m e u s e m a y i n c r e a s e n e a r l y 3 - f o l d i n t h e n e x t 5 0 y e a r s ( T i l m a n e t a l . 2 0 0 1 ) . T h u s i t b e c o m e s e v e n m o r e i m p o r t a n t t o c o n s i d e r t h e i m p l i c a t i o n s o f l i m i n g f o r t e r r e s t r i a l c a r b o n s e q u e s t r a t i o n w h e n c o n t e m p l a t i n g t h e i m p a c t o f a g r i c u l t u r e o n g l o b a l c l i m a t e c h a n g e ( W e s t & M c B r i d e 2 0 0 5 ) . 9 9 L i m i n g o f a g r i c u l t u r a l s o i l s t a k e s o n g r e a t e r i m p o r t a n c e w h e n o t h e r g r e e n h o u s e g a s fl u x e s i n a d d i t i o n t o c a r b o n a r e c o n s i d e r e d . I n a n a n a l y s i s o f t h e g l o b a l w a r m i n g p o t e n t i a l ( G W P ) o f d i f f e r e n t a g r i c u l t u r a l s y s t e m s , R o b e r t s o n e t a l . ( 2 0 0 0 ) f o u n d a g r i c u l t u r a l l i m i n g t o b e t h e s e c o n d m o s t i m p o r t a n t s o u r c e o f G W P i n t h e i r a n n u a l c r o p s y s t e m s ( a f t e r N 2 0 r e l e a s e ) , a n d t h e m o s t i m p o r t a n t s o u r c e i n t h e i r a l f a l f a s y s t e m . R o b e r t s o n e t a l . ’ s c a l c u l a t i o n s a s s u m e d t h a t t h e i n o r g a n i c c a r b o n i n t h e s e m i n e r a l s e v e n t u a l l y b e c o m e s C O 2 a s t h e l i m e i s c o n s u m e d , f o l l o w i n g I P C C e m i s s i o n s g u i d e l i n e s ( H o u g h t o n e t a l . 1 9 9 7 ) . L i m e i s t y p i c a l l y a p p l i e d e v e r y f e w y e a r s t o a g r i c u l t u r a l s o i l s t o k e e p s o i l p H w i t h i n a r a n g e f a v o r a b l e f o r c r o p g r o w t h ; i f a l l o f t h i s l i m e d i s s o l v e s t o C O 2 p r i o r t o t h e n e x t l i m e a p p l i c a t i o n , t h e n o n a v e r a g e 2 3 - 3 4 g C 0 2 - C I m 2 p e r y e a r w a s r e l e a s e d i n t h e i r c o n v e n t i o n a l l y f a r m e d a n n u a l c r o p s a n d 8 0 g C / m 2 p e r y e a r w a s r e l e a s e d i n t h e i r a l f a l f a s y s t e m . T h i s c o n t r a s t s w i t h N 2 0 e m i s s i o n s o f a r o u n d 5 8 g C - e q u i v a l e n t s / m 2 p e r y e a r i n a l l c r o p p i n g s y s t e m s , a n d i n t h e n o - t i l l s y s t e m i t n e g a t e d a s i g n i f i c a n t p o r t i o n o f t h e m i t i g a t i o n p o t e n t i a l a s s o c i a t e d w i t h s o i l o r g a n i c c a r b o n s t o r a g e , c a . 1 1 0 g C / m 2 p e r y e a r ( T a b l e 1 4 ) , a t y p i c a l v a l u e f o r M i d w e s t U S . n o - t i l l c r o p p i n g s y s t e m s ( L a l e t a l . 1 9 9 9 ) . C 0 2 c o n t r i b u t i o n s f r o m l i m i n g a r e t h u s l a r g e r e l a t i v e t o o t h e r s o u r c e s o f G W P i n t h e s e s y s t e m s a n d a l s o r e l a t i v e t o e s t i m a t e s o f C 0 2 o r i g i n a t i n g f r o m c a r b o n a t e p r e c i p i t a t i o n c a u s e d b y d r y l a n d i r r i g a t i o n w i t h a l k a l i n e g r o u n d w a t e r ( c a . 1 2 g C m - 2 y — 1 : S c h l e s i n g e r 1 9 9 9 , 2 0 0 0 ) . N o t w i t h s t a n d i n g t h e I P C C a s s u m p t i o n t h a t a l l l i m e C u l t i m a t e l y b e c o m e s C O 2 , b i o g e o c h e m i c a l t h e o r y s u g g e s t s t h a t t h e d i s s o l u t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s 1 0 0 c a n a c t a s e i t h e r a n e t s o u r c e o r s i n k f o r C O 2 . I n m o d e r a t e l y a c i d ( p H 5 - 6 . 5 ) , n e u t r a l a n d a l k a l i n e s o i l s , m o s t o f t h e d i s s o l u t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s c a n b e a s c r i b e d t o c a r b o n i c a c i d w e a t h e r i n g , w h i c h i s t h e m a j o r n a t u r a l p r o c e s s o f l i m e s t o n e w e a t h e r i n g a n d t h e p r i m a r y s o u r c e o f a l k a l i n i t y t o m o s t s u r f a c e a n d g r o u n d w a t e r s ( S t u m m & M o r g a n 1 9 9 6 ) . D i s s o l v e d C 0 2 f r o m r o o t a n d m i c r o b i a l r e s p i r a t i o n e x i s t s i n e q u i l i b r i u m w i t h t h e w e a k a c i d H 2 C 0 3 , a n d h e r e a f t e r w e r e f e r t o t h e s u m o f t h e s e f o r m s a s “ s o i l C O 2 ” . S o i l C O 2 r e a c t s w i t h s o l i d c a r b o n a t e s a s s h o w n i n t h i s r e a c t i o n u s i n g d o l o m i t e a s a n e x a m p l e : C a M g ( C 0 3 ) 2 + 2 H 2 C 0 3 H C a 2 * + M g ” + 4 H c o g ' E q . 1 N o t e t h a t c a r b o n i c a c i d w e a t h e r i n g i s a s i n k f o r s o i l C 0 2 b e c a u s e e v e r y m o l e o f l i m e - d e r i v e d C t h a t d i s s o l v e s y i e l d s 2 m o l e s o f H C 0 3 ' ( t h e d o m i n a n t f o r m o f c a r b o n a t e a l k a l i n i t y a t t h e p H o f m o s t s o i l w a t e r s ) . D i s s o l u t i o n i s e n h a n c e d i n s o i l s w i t h h i g h b i o l o g i c a l a c t i v i t y b e c a u s e r e s p i r a t o r y C O 2 t y p i c a l l y a c c u m u l a t e s t o p a r t i a l p r e s s u r e s o n e t o t w o o r d e r s o f m a g n i t u d e a b o v e a t m o s p h e r i c l e v e l s , w i t h c o n s e q u e n t i n c r e a s e s i n c a r b o n i c a c i d . A l t e r n a t i v e l y , i n t h e p r e s e n c e o f a s t r o n g a c i d s u c h a s H N 0 3 p r o d u c e d b y t h e n i t r i f i c a t i o n o f N H 4 + t o N 0 3 ‘ , t h e d i s s o l u t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s a c t s a s a C 0 2 s o u r c e r a t h e r t h a n a C O 2 s i n k : C a M g ( C 0 3 ) 2 + 4 H N 0 3 - + C a 2 + + M g ” + 4 N 0 3 ‘ + 2 c o 2 + 2 H 2 0 E q . 2 T h i s r e a c t i o n b e c o m e s i m p o r t a n t a t p H < 5 a n d g r e a t l y e n h a n c e s t h e r a t e o f d i s s o l u t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s ( P l u m m e r e t a l . 1 9 7 9 ) . I n t h i s r e a c t i o n n o H C 0 3 ' a l k a l i n i t y i s p r o d u c e d . 1 0 1 S i m i l a r l y , i f t h e H C 0 3 ' p r o d u c e d b y c a r b o n i c a c i d w e a t h e r i n g s u b s e q u e n t l y c o m e s i n t o c o n t a c t w i t h H , w h i c h m a y o c c u r a f t e r d o w n w a r d t r a n s p o r t b y i n f i l t r a t i o n , i t w i l l b e c o n s u m e d a n d C O 2 w i l l b e p r o d u c e d . T h e n e t r e s u l t o f t h e s e r e a c t i o n s i s f o r t h e c a r b o n i n l i m e t o b e c o m e a s o u r c e o f C O 2 i n t h e s o i l a n d , u l t i m a t e l y , t o c o n t r i b u t e t o e m i s s i o n o f C O 2 t o t h e a t m o s p h e r e . T h e l i m e d e r i v e d c a t i o n s ( C a ” a n d M g ” ) r e m a i n i n s o l u t i o n , b a l a n c e d i n c h a r g e b y t h e s t r o n g a c i d a n i o n s ( e . g . , N 0 3 ' i n E q . 2 ) . I n t h i s s t u d y , I s e e k t o b e t t e r u n d e r s t a n d t h e f a t e o f c a r b o n i n l i m e b y c o m p a r i n g t h e c h e m i s t r y o f s o i l s o l u t i o n s b e n e a t h u n m a n a g e d v e g e t a t i o n a n d l i m e d r o w c r o p s . T h i s r e p r e s e n t s o n e f a c e t o f a b r o a d e r s t u d y o n t h i s t o p i c t h a t a l s o e v a l u a t e s s o i l w a t e r d a t a f r o m o t h e r K B S s i t e s a n d f r o m s t r e a m s a n d t i l e d r a i n a g e ( H a m i l t o n e t a l . i n r e v i e w ) . M e t h o d s S t u d y s i t e s S o i l s a t t h e K B S s i t e a r e w e l l d r a i n e d s a n d y l o a m s o f m o d e r a t e f e r t i l i t y d e v e l o p e d o n g l a c i a l t i l l a n d o u t w a s h . M e a n a n n u a l t e m p e r a t u r e i s 9 . 7 ° C . A n n u a l p r e c i p i t a t i o n i s 9 3 0 m m , w i t h m o n t h l y p r e c i p i t a t i o n e x c e e d i n g e v a p o t r a n s p i r a t i o n f r o m O c t - A p r ; a n n u a l r e c h a r g e i s 2 8 0 m m . T h e d o m i n a n t s o i l s e r i e s a r e a l f i s o l s , w h i c h a r e t y p i c a l o f s o i l s d e v e l o p i n g o n u p l a n d s u n d e r f o r e s t v e g e t a t i o n , a n d i n c l u d e t h e K a l a m a z o o ( f i n e - l o a m y , m i x e d , m e s i c T y p i c H a p l u d a l f s ) a n d O s h t e m o ( c o a r s e - l o a m y , m i x e d , m e s i c T y p i c H a p l u d a l f s ) s e r i e s . C l a y c o n t e n t r a n g e s f r o m 1 3 - 3 0 % a n d d o m i n a n t s i l i c a t e m i n e r a l s i n c l u d e 1 0 2 p l a g i o c l a s e , K - f e l d s p a r , q u a r t z a n d a m p h i b o l e . C a r b o n a t e m i n e r a l s ( d o l o m i t e a n d c a l c i t e ) o c c u r i n t h e g l a c i a l d r i f t b u t a r e l e a c h e d o u t o f t h e u p p e r s o i l p r o f i l e , a s i s t y p i c a l o f g l a c i a l s o i l s i n t h i s r e g i o n ( D r e e s e t a l . 2 0 0 1 ) . C a l c i t e a n d d o l o m i t e o c c u r i n r o u g h l y e q u a l a b u n d a n c e b y m a s s a t d e p t h s o f ~ 1 . 5 - 3 m ( L . J i n , u n p u b l i s h e d d a t a ) . C a t i o n e x c h a n g e c a p a c i t y i n t h e u p p e r m e t e r o f t h e s e s o i l s r a n g e s f r o m 4 - 1 5 c m o l ( + ) k g - 1 a n d o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t o f t h e s u r f a c e p l o w l a y e r i n t h e f a r m e d s o i l s i s a b o u t 2 - 3 % . P e r m e a b i l i t y i s m o d e r a t e t o h i g h , g e n e r a l l y i n c r e a s i n g w i t h d e p t h . S a m p l i n g s o i l s o l u t i o n c h e m i s t r y S o i l s o l u t i o n s i n t h e u n s a t u r a t e d z o n e w e r e s a m p l e d a c r o s s t h e e x p e r i m e n t a l t r e a t m e n t s o f t h e K B S L o n g - T e r m E c o l o g i c a l R e s e a r c h ( L T E R ; h t t p : / I l t e r . k b s . m s u . e d u ) . T h e s e t r e a t m e n t s i n c l u d e i n t e n s i v e r o w - c r o p s y s t e m s ( c o r n / s o y b e a n / w h e a t r o t a t i o n s o r c o n t i n u o u s a l f a l f a ) t h a t r e c e i v e c o n v e n t i o n a l i n p u t s o f f e r t i l i z e r , l i m e , a n d p o t a s h , a s w e l l a s n e a r b y u n m a n a g e d d e c i d u o u s f o r e s t s o f e a r l y a n d l a t e s u c c e s s i o n a l a g e s t h a t p r o v i d e a r e f e r e n c e a g a i n s t w h i c h t h e e f f e c t s o f a g r i c u l t u r e c a n b e c o m p a r e d . S o i l s o l u t i o n s f r o m 1 - 1 . 2 m d e p t h i n t h e L T E R e x p e r i m e n t a l p l o t s w e r e c o l l e c t e d u n d e r l o w t e n s i o n u s i n g s a m p l e r s c o n s t r u c t e d o f s t a i n l e s s s t e e l , p o r o u s T e fl o n , a n d s i l i c a fl o u r ( P r e n a r t ® ) , w h i c h c a n s a m p l e m a t r i c w a t e r h e l d i n t h e s o i l b e l o w f i e l d c a p a c i t y ( L a j t h a e t a l . 1 9 9 9 ) . T h e s e s o l u t i o n s w e r e c o l l e c t e d f r o m a b o v e t h e d e p t h o f i n d i g e n o u s c a r b o n a t e m i n e r a l s ( S e e R e s u l t s ) . T h e s a m p l e r s w e r e i n s t a l l e d i n 1 9 9 5 i n 1 0 o f t h e L T E R t r e a t m e n t s b y c o r i n g a t a n a n g l e b e n e a t h a n u n d i s t u r b e d s o i l p r o f i l e . E a c h c o l l e c t o r d r a w s 1 0 3 f r o m t h r e e s e p a r a t e s a m p l e r s s p a c e d a f e w m e t e r s a p a r t . T e n s i o n ( 0 . 5 a t m ) w a s a p p l i e d t o t h e s a m p l e r s a n d t h e r e s u l t i n g s o l u t i o n w a s c o l l e c t e d a f t e r 2 4 h . S a m p l e s w e r e f i l t e r e d w i t h g l a s s f i b e r f i l t e r s ( p o r e s i z e 0 . 4 5 p m ) a n d i m m e d i a t e l y r e f r i g e r a t e d . S o i l s o l u t i o n s w e r e c o l l e c t e d b i w e e k l y o v e r 4 y e a r s ( 1 9 9 9 - 2 0 0 3 ) d u r i n g t h e f r o s t - f r e e p a r t o f t h e y e a r ( M a r - D e c ) w h e n t h e r e w a s e n o u g h w a t e r t o y i e l d a s a m p l e . C r u s h e d d o l o m i t i c l i m e ( m o l a r r a t i o o f M n g a = 0 . 9 2 ) w a s a d d e d t o e a c h c r o p p i n g s y s t e m t r e a t m e n t w h e n p r e s c r i b e d b y s o i l t e s t s a n d a t q u a n t i t i e s r e c o m m e n d e d b y s t a n d a r d l i m e - r e q u i r e m e n t p r o t o c o l s . O v e r t h e p e r i o d 1 9 9 7 - 2 0 0 3 , d o l o m i t i c l i m e w a s a d d e d i n 1 9 9 7 a n d 1 9 9 9 a t 1 . 1 - 2 . 2 M g / h a t o t h e a l f a l f a a n d c o r n / s o y b e a n / w h e a t r o t a t i o n s . W a t e r A n a l y s e s A s n o t e d i n C h a p t e r 2 , a i r - e q u i l i b r a t e d p H w a s m e a s u r e d i n t h e l a b o n s a m p l e s f r o m I y s i m e t e r s ; t h e p H e l e c t r o d e s w e r e c a l i b r a t e d u s i n g b u f f e r s o f p H 4 a n d 7 . W a t e r s a m p l e s f o r a n a l y s i s o f s o l u t e s w e r e f i l t e r e d o n t h e d a y o f c o l l e c t i o n t h r o u g h 0 . 4 5 - u m m e m b r a n e f i l t e r s a n d r e f r i g e r a t e d . S u b s a m p l e s f o r d i s s o l v e d C a ” a n d M g ” w e r e p r e s e r v e d w i t h 0 . 5 % n i t r i c a c i d . S u b s a m p l e s f o r a n a l y s i s o f t o t a l a l k a l i n i t y w e r e e i t h e r fi l t e r e d ( s o i l w a t e r s ) o r u n f i l t e r e d ( s t r e a m w a t e r s ) a n d r e f r i g e r a t e d u n t i l a n a l y s i s . T e s t s c o n f i r m e d t h e s t a b i l i t y o f t h e s e s a m p l e s i n s t o r a g e , a n d t h a t f i l t r a t i o n m a d e n o d i f f e r e n c e f o r t h e a l k a l i n i t y m e a s u r e m e n t s i n t h e s t r e a m s a m p l e s . T o t a l a l k a l i n i t y w a s m e a s u r e d b y G r a n t i t r a t i o n o n u n f i l t e r e d s a m p l e s ( C a n t r e l l e t a / 1 9 9 0 ) . G i v e n t h e i o n c o n c e n t r a t i o n s a n d p H o f t h e s e s o l u t i o n s , 1 0 4 t o t a l a l k a l i n i t y i s a l m o s t e n t i r e l y c a r b o n a t e a l k a l i n i t y i n t h e f o r m o f H C 0 3 ' , t h e r e f o r e t o t a l a l k a l i n i t y i s c o n s i d e r e d a m e a s u r e o f H C 0 3 ' . W h i l e g e n t l y s t i r r i n g t h e s a m p l e , t i t r a n t ( 0 . 3 N H C I ) w a s a d d e d t o b r i n g t h e p H b e l o w 4 . 0 , t h e n 6 - 8 a c i d a d d i t i o n s w e r e m a d e t o p r o d u c e a t i t r a t i o n c u r v e i n t h e r a n g e o f p H 3 . 3 — 4 . 0 . T o t a l a l k a l i n i t y w a s c a l c u l a t e d b y e x t r a p o l a t i o n o f t h e G r a n p l o t t o t h e e n d p o i n t u s i n g l i n e a r r e g r e s s i o n . T h e n o r m a l i t y o f t h e t i t r a n t s t o c k s o l u t i o n o f H C I w a s v e r i f i e d u s i n g N a 2 C O 3 . D i s s o l v e d C a ” a n d M g ” w e r e a n a l y z e d b y fl a m e a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y ( A A S ) a f t e r a d d i t i o n o f a n a c i d i c s o l u t i o n o f l a n t h a n u m c h l o r i d e t o s u p p r e s s i n t e r f e r e n c e s . S t a n d a r d s b r a c k e t i n g s a m p l e c o n c e n t r a t i o n s w e r e p r e p a r e d f r o m c e r t i f i e d s t o c k s o l u t i o n s . O t h e r a n a l y s e s t h a t w e r e c o n d u c t e d o n m o s t s a m p l e s b u t a r e p e r i p h e r a l t o t h i s p a p e r i n c l u d e d N a + a n d K + ( fl a m e A A S ) , C l ' , N 0 3 ' , a n d 8 0 4 ” ( i o n c h r o m a t o g r a p h y ) , a n d s i l i c a ( m o l y b d e n u m b l u e c o l o r i m e t r y ) . S o i l C o r e s S o i l c o r e s w e r e c o l l e c t e d t o ~ 1 - m d e p t h f r o m a c r o s s t h e s t u d y s i t e s i n 1 9 9 9 f o r t h e L T E R d e c a d a l c a r b o n s u r v e y . C o r e s w e r e t a k e n w i t h a p n e u m a t i c c o r i n g d e v i c e ( G e o p r o b e ® ) , a f t e r w h i c h t h e c o r i n g h o l e s w e r e b a c k f i l l e d w i t h s a n d a n d c a p p e d w i t h b e n t o n i t e t o a v o i d c r e a t i n g p r e f e r e n t i a l fl o w p a t h s f o r i n fi l t r a t i n g w a t e r s . S o i l h o r i z o n s w e r e d e l i n e a t e d b y D r . D e l b e r t M o k m a o f t h e D e p a r t m e n t o f C r o p a n d S o i l S c i e n c e s a t M S U . T h e c o r e s w e r e s e c t i o n e d b y h o r i z o n a n d a n a l y z e d f o r o r g a n i c a n d i n o r g a n i c c a r b o n . N o t e : T h e c o r e s w e r e 1 0 5 c o l l e c t e d i n A p r i l , f o l l o w i n g t h e a d d i t i o n o f d o l o m i t i c l i m e t o T r e a t m e n t s 1 , 2 , 3 a n d 6 . S o i l A n a l y s i s F i n e l y m i l l e d s a m p l e s ( < 0 . 5 m m d i a m e t e r ) f r o m e a c h h o r i z o n o f t h e s o i l - c o r e s a m p l e s c o l l e c t e d i n 1 9 9 9 w e r e s c r e e n e d f o r t h e p r e s e n c e o f c a r b o n a t e s b y m e a s u r i n g t h e p r e s s u r e r e s p o n s e o f a c i d i fi e d s a m p l e s . I n g e n e r a l , e a c h c o r e y i e l d e d t h r e e s a m p l e s l a b e l e d b y t r e a t m e n t a n d r e p l i c a t e a s s h a l l o w , m i d d l e , o r d e e p . T h e 4 4 0 s a m p l e s s c r e e n e d w e r e r a n d o m l y s e l e c t e d f r o m t h e m o r e t h a n 8 0 0 s a m p l e s a v a i l a b l e . A t l e a s t fi v e s a m p l e s f r o m e a c h t r e a t m e n t w e r e s c r e e n e d f o r t h e p r e s e n c e o f c a r b o n a t e s , a n d a l l t r e a t m e n t s h a d a t l e a s t o n e s a m p l e s c r e e n e d f r o m e a c h d e p t h . A p p r o x i m a t e l y 1 g o f d r y s o i l w a s a c i d i f i e d u s i n g 5 M H C I a n d t h e p r e s s u r e r e s p o n s e , a s m e a s u r e d b y a n M K S B a r a t r o n T y p e 1 2 2 A A b s o l u t e P r e s s u r e G a u g e , w a s r e c o r d e d a f t e r fi v e m i n u t e s a n d a g a i n a f t e r t w o h o u r s . T h e m e t h o d w a s d e v e l o p e d b a s e d u p o n t h e w o r k o f E v a n g e l o u e t a l . ( 1 9 9 4 ) a n d L o e p p e r t a n d S u a r e z ( 1 9 9 6 ) . B y m e a s u r i n g t h e p r e s s u r e p r o d u c e d b y C 0 2 e v o l u t i o n b e t w e e n f i v e m i n u t e s a n d t w o h o u r s , w e c o u l d p a r t i t i o n i t i n t o c a l c i t e ( C a C O 3 ) a n d d o l o m i t e ( C a M g C 0 3 ) 2 s o u r c e s , t h e f o r m e r r e a c t i n g i m m e d i a t e l y a n d t h e l a t t e r b e i n g m o r e r e s i s t a n t t o a c i d d i s s o l u t i o n . C o n c e p t u a l m o d e l o f c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n F i g u r e 1 2 8 p r e s e n t s a c o n c e p t u a l m o d e l f o r p a r t i t i o n i n g c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n i n t o C s o u r c e o r s i n k t e r m s . T h e m o d e l a p p l i e s t o 1 0 6 l w e a t h e r i n g o f i n d i g e n o u s c a r b o n a t e m i n e r a l s a s w e l l a s f o r c a r b o n a t e m i n e r a l s u s e d i n l i m i n g . T h e d a s h e d l i n e d e p i c t s t h e 1 : 1 r a t i o o f C a ” + M g ” t o H C 0 3 ' t h a t i s e x p e c t e d i f d i s s o l u t i o n o c c u r s b y r e a c t i o n w i t h c a r b o n i c a c i d . R a t i o s e x c e e d i n g u n i t y a r e p r o d u c e d a s t h e H C 0 3 ’ i s c o n s u m e d b y a c i d i t y . T h e s o l i d l i n e r e p r e s e n t s t h e e l e m e n t a l s t o i c h i o m e t r y i n t h e c a r b o n a t e m i n e r a l s ( c a l c i t e o r d o l o m i t e ) . S o l u t i o n s p l o t t i n g i n “ C 0 2 s i n k ” a r e a t o t h e r i g h t o f t h a t l i n e r e p r e s e n t d i s s o l u t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s p l u s s e q u e s t r a t i o n o f s o i l C O 2 , w h i l e s o l u t i o n s p l o t t i n g t o t h e l e f t i n t h e “ C O 2 s o u r c e ” a r e a r e p r e s e n t d i s s o l u t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s a n d c o n v e r s i o n o f a t l e a s t s o m e o f t h e c a r b o n a t e - C t o C O 2 . M o s t l a k e s a n d r i v e r s i n w a t e r s h e d s c o n t a i n i n g c a r b o n a t e m i n e r a l s s h o w c o n c e n t r a t i o n s o f C a ” , M g ” a n d H C 0 3 ' t h a t p l o t c l o s e t o t h e 1 : 1 l i n e i n F i g u r e 1 2 8 , u n l e s s t h e y a r e a l s o s t r o n g l y a f f e c t e d b y d i s s o l u t i o n o f e v a p o r i t e m i n e r a l s ( W r i g h t 1 9 8 4 ; S t a l l a r d & E d m o n d 1 9 8 7 ) . I n t h e a b s e n c e o f c a r b o n a t e m i n e r a l s , s i l i c a t e m i n e r a l w e a t h e r i n g m a y b e t h e d o m i n a n t s o u r c e o f C a ” , M g ” a n d H C 0 3 ' . H o w e v e r , i n s o i l s o f s o u t h e r n M i c h i g a n , s i l i c a t e w e a t h e r i n g g e n e r a l l y y i e l d s c o n c e n t r a t i o n s o f C a ” a n d M g ” o f n o m o r e t h a n 0 . 2 a n d 0 . 1 4 m e q L - 1 , r e s p e c t i v e l y ( J i n e t a l . 2 0 0 6 ) , w h i c h i s a s m a l l c o n t r i b u t i o n c o m p a r e d t o t h e w e a t h e r i n g o f c a r b o n a t e m i n e r a l s w h e r e t h e y e x i s t . T h e r e f o r e t h e m o d e l a s u s e d i n t h i s s t u d y d o e s n o t a t t e m p t t o c o r r e c t f o r s o l u t e c o n t r i b u t i o n s f r o m s i l i c a t e w e a t h e r i n g , a n d i t i s o n l y u s e d i n c a s e s w h e r e c a r b o n a t e m i n e r a l w e a t h e r i n g i s t h e p r e d o m i n a n t s o u r c e o f t h e s e s o l u t e s , a s i n d i c a t e d b y a s u m o f C a ” a n d M g ” a b o v e 2 m e q L - 1 ( s e e R e s u l t s ) . 1 0 7 T h e C O 2 - C s i n k s t r e n g t h a s s o c i a t e d w i t h t h e d i s s o l u t i o n o f c a r b o n a t e m i n e r a l s c a n t h u s b e e s t i m a t e d f r o m t h e d e p a r t u r e o f s a m p l e s f r o m t h e s o u r c e - s i n k d i v i s i o n l i n e , a n d i s e x p r e s s e d a s a p e r c e n t a g e o f t h e C c o n t a i n e d i n t h e c a r b o n a t e m i n e r a l m a t e r i a l : c o z - c s i n k s t r e n g t h ( % ) = [ H C 0 3 ' - — 0 . 5 ( C a ” + M g ” ) ] / [ 0 . 5 ( C a ” + M g ” ) ] E q . 3 w h e r e c o n c e n t r a t i o n s a r e i n m e q L - 1 . T h i s c a l c u l a t i o n y i e l d s p o s i t i v e v a l u e s w h e n t h e c a r b o n a t e m i n e r a l s a r e a n e t C 0 2 s i n k ( s e q u e s t e r i n g C 0 2 ) a n d n e g a t i v e v a l u e s w h e n t h e y a r e a n e t C O 2 s o u r c e , a s s h o w n i n t h e h y p o t h e t i c a l e x a m p l e s i n F i g u r e 1 2 8 . S t a t i s t i c s C O 2 - C s i n k s t r e n g t h a c r o s s t r e a t m e n t s w a s c o m p a r e d u s i n g n o t c h e d b o x p l o t s . T h e b o x p l o t s p r o v i d e a c o n v e n i e n t a n d c o m p a c t s u m m a r y o f a s y m m e t r i c f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n s t h a t i n c l u d e s m e d i a n s a n d q u a r t i l e s . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n a n d t h e b o x e s e x t e n d a c r o s s t h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e ( i . e . , f r o m t h e 2 5 t h t o 7 5 t h p e r c e n t i l e s ) . T h e l e n g t h o f t h e n o t c h e s i s c a l c u l a t e d u s i n g a f o r m u l a b a s e d o n t h e f o r m a l c o n c e p t o f a h y p o t h e s i s t e s t a n d i s u s e f u l e v e n w h e n t h e a s s u m p t i o n s o f t h e t e s t a r e n o t s t r i c t l y m e t ( C h a m b e r s , e t a l . , 1 9 8 3 ) . F o r a d e t a i l e d d i s c u s s i o n o f t h i s s t a t i s t i c a l m e t h o d a n d h o w i t c o m p a r e s t o A n a l y s i s o f V a r i a n c e ( A N O V A ) , s e e C h a p t e r 2 . 1 0 8 R e s u l t s S o i l C a r b o n a t e C o n t e n t S o i l c o r e s a m p l e s s c r e e n e d f o r t h e p r e s e n c e o f c a r b o n a t e m i n e r a l s b y m e a s u r i n g t h e p r e s s u r e r e s p o n s e o f a c i d i f i e d s a m p l e s w e r e s e p a r a t e d i n t o t h r e e c a t e g o r i e s b y c r e a t i n g c o n f i d e n c e i n t e r v a l s b a s e d o n t h e r e s p o n s e o f b l a n k s a n d s p i k e d s a m p l e s . T h e r e c o v e r y f o r d o l o m i t e s t a n d a r d s w a s s i m i l a r t o t h a t f o r c a l c i t e s t a n d a r d s ( F i g u r e 1 2 6 ) . R e s u l t s f o r t h e K B S L T E R M a i n S i t e a r e s u m m a r i z e d i n F i g u r e 1 2 7 . N o s p a t i a l p a t t e r n i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f c a r b o n a t e w a s o b s e r v e d . C a r b o n a t e s w e r e o b s e r v e d i n a l l r e p l i c a t e s o f t h e C o n v e n t i o n a l I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l T r e a t m e n t ( T 1 ) , a n d i n n o n e o f t h e r e p l i c a t e s o f t h e A l f a l f a T r e a t m e n t ( T 6 ) , a l t h o u g h b o t h t r e a t m e n t s r e c e i v e d d o l o m i t i c l i m e s t o n e a s a s o i l a m e n d m e n t i n 1 9 9 7 a n d 1 9 9 9 . L i m e w a s a l s o a d d e d t o t h e N o - T i l l a n d R e d u c e d I n p u t T r e a t m e n t s ( T 2 a n d T 3 ) . W i t h i n t h e N o — T i l l T r e a t m e n t ( T 2 ) , c a r b o n a t e s w e r e o b s e r v e d i n s i x o f t h e f i f t e e n s a m p l e s s c r e e n e d i n R e p l i c a t e T 2 - R 1 , s i x o f t h e fi f t e e n s a m p l e s s c r e e n e d i n R e p l i c a t e T 2 - R 2 , f o u r o f t h e f i f t e e n s a m p l e s s c r e e n e d i n R e p l i c a t e T 2 - R 5 , a n d i n o n e o f t h e fi f t e e n s a m p l e s s c r e e n e d i n R e p l i c a t e T 2 - R 6 . N o c a r b o n a t e s w e r e d e t e c t e d i n R e p l i c a t e s T 2 - R 3 o r T 2 - R 4 . I n a l l r e p l i c a t e s o f t h e R e d u c e d I n p u t T r e a t m e n t ( T 3 ) , c a r b o n a t e s w e r e d e t e c t e d i n o n l y 1 s a m p l e . I n t h e u n l i m e d T r e a t m e n t s , Z e r o I n p u t , P o p l a r , a n d S u c c e s s i o n a l F i e l d , ( T 4 , T 5 , a n d T 7 , r e s p e c t i v e l y ) , c a r b o n a t e s w e r e d e t e c t e d i n o n l y s e v e n o f t h e 1 0 7 s a m p l e s s c r e e n e d f o r c a r b o n a t e s . 1 0 9 0 f t h e 5 8 s a m p l e s s c r e e n e d f o r c a r b o n a t e s i n t h e D e c i d u o u s , C o n i f e r o u s , a n d S u c c e s s i o n a l F o r e s t T r e a t m e n t s , c a r b o n a t e s w e r e d e t e c t e d i n o n l y 6 s a m p l e s . ( R e s u l t s n o t s h o w n . ) S o i l S o l u t i o n s T h e d a t a f r o m t e n s i o n s o i l - s o l u t i o n s a m p l e r s i n t h e L T E R t r e a t m e n t s i n d i c a t e t h e c h e m i s t r y o f s o i l s o l u t i o n s i n t h e u n s a t u r a t e d z o n e b e n e a t h r o w c r o p s r e c e i v i n g l i m e a p p l i c a t i o n s ( F i g u r e 1 2 9 , B o t t o m ) . N e a r b y d e c i d u o u s f o r e s t s a n d s u c c e s s i o n a l f i e l d s ( f a l l o w f o r 1 5 y e a r s ) s e r v e a s a r e f e r e n c e f o r c o n c e n t r a t i o n s e x p e c t e d i n t h e s e s o i l s i n t h e a b s e n c e o f a g r i c u l t u r e a n d l i m i n g ( F i g u r e 1 2 9 , B o t t o m ) . T h e s e s a m p l e s w e r e c o l l e c t e d f r o m a b o v e t h e d e p t h o f i n d i g e n o u s s o i l c a r b o n a t e s , a n d b e c a u s e o f t h e c o l l e c t i o n m e t h o d t h e y r e p r e s e n t v a r i a b l e p r o p o r t i o n s o f s a t u r a t e d fl o w a n d m a t r i c w a t e r ( L a j t h a e t a l . 1 9 9 9 ; s e e a l s o C h a p t e r 2 ) . T h e f o r e s t s a n d s u c c e s s i o n a l fi e l d s u s u a l l y s h o w e d C a ” + M g ” o f ~ 2 m e q / L o r l e s s . I n c o n t r a s t , b o t h C a ” a n d M g ” o f t e n w e r e o f t e n e l e v a t e d i n t h e l i m e d t r e a t m e n t s c o m p a r e d w i t h t h e f o r e s t s i t e s . R e f e r r i n g t o t h e c o n c e p t u a l m o d e l i n F i g u r e 1 2 8 a n d c o n s i d e r i n g o n l y s a m p l e s i n F i g u r e 1 2 9 w i t h c l e a r e v i d e n c e o f c a r b o n a t e m i n e r a l i n fl u e n c e ( i . e . , C a ” + M g ” > 2 m e q / L ) , t h e s e s o i l s o l u t i o n s s p a n t h e e n t i r e r a n g e f r o m c l o s e t o t h e c a r b o n a t e w e a t h e r i n g l i n e ( i . e . , i n d i c a t i n g t h a t d i s s o l u t i o n h a s a c t e d a s a C 0 2 s i n k e q u i v a l e n t t o t h e C c o n t e n t o f t h e l i m e , a s w o u l d b e e x p e c t e d f o r c a r b o n i c a c i d w e a t h e r i n g ) t o p o i n t s l y i n g c l o s e t o t h e y - a x i s ( i n d i c a t i n g n e a r l y c o m p l e t e c o n v e r s i o n o f l i m e C t o s o i l C 0 2 ) . T h e C 0 2 - C s i n k s t r e n g t h f o r t h e s e 1 1 0 a g r i c u l t u r a l s o i l s o l u t i o n s , c a l c u l a t e d u s i n g E q . 3 , i s h i g h l y v a r i a b l e b u t s u g g e s t s t h a t , o n a v e r a g e , l i m i n g i s n e i t h e r a c o n s i s t e n t s o u r c e n o r a s i n k f o r C O 2 ( F i g u r e 1 3 3 ) . T h e n o - t i l l t r e a t m e n t t e n d e d t o s h o w p o s i t i v e C 0 2 - C s i n k s t r e n g t h i n c o n t r a s t t o t h e o t h e r t w o , b u t i n c l u d e d s a m p l e s s p a n n i n g t h e e n t i r e r a n g e . T h e m a j o r s o l u t e c h e m i s t r y o f t h e s e s a m p l e s w a s v a r i a b l e b u t o n a v e r a g e C a ” a n d M g ” w e r e t h e d o m i n a n t c a t i o n s i n a l l c a s e s , a n d H C 0 3 ‘ w a s t h e d o m i n a n t a n i o n , f o l l o w e d b y N 0 3 ' i n t h e a g r i c u l t u r a l t r e a t m e n t s . T h e m o l a r r a t i o o f M g ” : C a ” a v e r a g e d 0 . 2 7 i n t h e a g r i c u l t u r a l t r e a t m e n t s a n d 0 . 4 6 i n t h e u n m a n a g e d f o r e s t a n d o l d - f i e l d t r e a t m e n t s . C o n c e n t r a t i o n s o f N 0 3 ' ( m e a n , 1 . 2 4 m e q L - 1 a c r o s s t h e 3 t r e a t m e n t s ) t e n d e d t o e x c e e d t h o s e o f 8 0 4 2 ' ( m e a n , 0 . 1 6 m e q L - 1 ) . T h e a i r - e q u i l i b r a t e d p H a v e r a g e d 7 . 1 2 i n t h e a g r i c u l t u r a l t r e a t m e n t s a n d 6 . 6 3 i n t h e u n m a n a g e d f o r e s t a n d o l d - f i e l d t r e a t m e n t s . D i s c u s s i o n S o u r c e s o f C a ” , M g ” , a n d H 0 0 3 ' i n s o i l s o l u t i o n s A g r i c u l t u r a l l i m i n g w a s t h e m o s t l i k e l y s o u r c e o f e l e v a t e d C a ” , M g ” , a n d H C 0 3 ' i o n s i n s o i l s o l u t i o n s f r o m t h e u p p e r m e t e r o f s o i l s a r o u n d t h e K B S L T E R s i t e ( F i g u r e 1 2 9 , B o t t o m ) . I n t h e a b s e n c e o f l i m i n g ( o r i n d i r e c t i n p u t s o f l i m e v i a c o m p o s t ) , s o i l s o l u t i o n s i n t h e u p p e r m e t e r o f s o i l s a r o u n d t h e K B S L T E R u s u a l l y h a v e c o n c e n t r a t i o n s o f C a ” + M g ” b e l o w 1 m e q / L , a n d c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n i s e v i d e n t l y n o t t h e p r e d o m i n a n t s o u r c e o f t h e s e i o n s ( F i g u r e 1 2 9 , T o p ) 1 1 1 C a r b o n a t e m i n e r a l s a r e a b u n d a n t i n t h e u n d e r l y i n g g l a c i a l d r i f t , h o w e v e r , a n d a t K B S t h e y a b r u p t l y i n c r e a s e i n a b u n d a n c e b e t w e e n s o i l d e p t h s o f 1 . 5 - 2 m . U p o n r e a c h i n g t h e d e p t h o f i n d i g e n o u s c a r b o n a t e s , i n fi l t r a t i n g s o i l s o l u t i o n s a r e r a p i d l y a n d s t r o n g l y i n fl u e n c e d b y c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n ( e . g . , F i g u r e 1 3 7 ) . I n t h e r e l a t i v e l y p e r m e a b l e , s a n d y l o a m s o i l s t h a t a r e c o m m o n i n s o u t h w e s t e r n M i c h i g a n , m o s t w a t e r i n f i l t r a t e s t h e s o i l s r a t h e r t h a n r u n n i n g o f f o v e r t h e s u r f a c e , a n d m o s t i n f i l t r a t i o n w o u l d r e a c h t h e d e p t h o f c a r b o n a t e m i n e r a l s w e l l a b o v e t h e w a t e r t a b l e . T h u s t h e c h e m i s t r y o f g r o u n d w a t e r - f e d s u r f a c e w a t e r s i n t h i s a r e a r e fl e c t s t h e f a c t t h a t g r o u n d w a t e r e x i s t s i n e q u i l i b r i u m w i t h a b u n d a n t s o l i d - p h a s e d o l o m i t e a n d c a l c i t e i n t h e g l a c i a l d r i f t , a n d t h a t i t a c q u i r e s i t s C a ” , M g ” , a n d H C 0 3 ' l a r g e l y b y c a r b o n i c a c i d d i s s o l u t i o n ( H a m i l t o n e t a l . i n r e v i e w ) . S p a t i a l P a t t e r n s a n d R e p l i c a t e B e h a v i o r W h i l e t r e a t m e n t s T 2 a n d T 4 s h o w e d s o m e e v i d e n c e o f p o t e n t i a l c a r b o n s e q u e s t r a t i o n w h e n t h e c a r b o n s i n k s t r e n g t h w a s c a l c u l a t e d u s i n g t h e e q u a t i o n p r o v i d e d i n t h e r e s u l t s s e c t i o n ( F i g u r e 1 3 3 , T o p ) , r e p l i c a t e s T 4 - R 3 a n d T 2 - R 3 w e r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s w i t h i n t h e i r r e s p e c t i v e t r e a t m e n t s f o r a l k a l i n i t y a n d c a l c i u m a n d m a g n e s i u m , a n d w e r e a l s o s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m a l l o t h e r r e p l i c a t e s w i t h r e s p e c t t o p H ( F i g u r e s 1 3 4 a n d 1 3 5 ) . T h e s e t w o r e p l i c a t e s a l s o t e n d e d t o p l o t a l o n g t h e o n e - t o - o n e l i n e , i n d i c a t i n g n e t c a r b o n s e q u e s t r a t i o n a s t h e l i m e d i s s o l v e d ( F i g u r e s 1 3 0 , B o t t o m a n d 1 3 1 , B o t t o m ) , a n d w h e n t h e C 0 2 - C s i n k s t r e n g t h i s c a l c u l a t e d b y r e p l i c a t e , t h e s e t w o r e p l i c a t e s a r e r e s p o n s i b l e f o r t h e o v e r a l l s i n k e f f e c t o f t h e i r r e s p e c t i v e 1 1 2 t r e a t m e n t s a n d i t i s o n l y T 2 - R 3 a n d T 4 - R 3 t h a t h a v e c o n f i d e n c e i n t e r v a l s t h a t d o n o t o v e r l a p z e r o ( F i g u r e 1 3 3 , B o t t o m ) . T h e t r e a t m e n t r e p l i c a t e s t h a t s h o w t h e g r e a t e s t c a r b o n a t e m i n e r a l i n f l u e n c e i n c l u d e T 1 - R 4 , T 2 - R 3 , T 3 - R 3 , T 4 - R 3 , a n d T 6 - R 3 ( F i g u r e s 1 3 0 - 1 3 2 ) . T h e u n l i m e d t r e a t m e n t Z e r o I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l ( T 4 ) i s i n c l u d e d h e r e b e c a u s e t h e c o n c e n t r a t i o n s o f C a ” + M g ” i n d i c a t e e v i d e n c e o f c a r b o n a t e m i n e r a l i n fl u e n c e . W h e n p l o t t e d s p a t i a l l y , t h e s e r e p l i c a t e s f o r m a s p a t i a l p a t t e r n t h a t i s c o n s i s t e n t w i t h t h e s p a t i a l p a t t e r n e v i d e n t f o r a l k a l i n i t y ( F i g u r e 1 3 8 ) I t i s i m p o r t a n t t o n o t e t h a t w h e n s o i l s a m p l e s c o l l e c t e d f r o m t h e u p p e r m e t e r o f s o i l w e r e s c r e e n e d f o r c a r b o n a t e s , n o s u c h p a t t e r n a m o n g t h e r e p l i c a t e s e m e r g e d ( F i g u r e 1 2 7 ) . T h e r e f o r e , t h e p a t t e r n o f c a r b o n a t e m i n e r a l i n fl u e n c e n o t e d h e r e c a n n o t b e t h e r e s u l t o f n a t i v e c a r b o n a t e s o r l i m e a d d i t i o n s i n t h e u p p e r m e t e r o f s o i l . T h e m o s t l i k e l y e x p l a n a t i o n f o r t h e s e p a t t e r n s i s t h a t i n R e p l i c a t e s T 2 - R 3 a n d T 4 - R 3 , t h e s a m p l e r s a r e e i t h e r s e t w i t h i n a l a y e r o f n a t i v e c a r b o n a t e s t h a t i s d e e p e r t h a n t h e 1 - m c o r e s , o r t h a t t h e s a m p l e r s a r e s e t w i t h i n a l a y e r t h a t i s s u b j e c t t o u p w a r d fl o w o f w a t e r b y c a p i l l a r y a c t i o n , a n d w a t e r t h a t h a s b e e n i n e q u i l i b r i u m w i t h n a t i v e c a r b o n a t e s i s t h u s c o l l e c t e d b y t h e s a m p l e r . W a t e r i n a l o a m y s o i l c a n r i s e b y c a p i l l a r y a c t i o n u p t o 4 5 c m ( B r a d y 1 9 9 5 ) . I f w a t e r i n e q u i l i b r i u m w i t h n a t i v e c a r b o n a t e s w a s i n fl u e n c i n g t h e s o i l s o l u t i o n s , i t w o u l d b e e x p e c t e d t h a t t h e s o i l s o l u t i o n s c o l l e c t e d f r o m R e p l i c a t e T 2 - R 3 a n d T 4 - R 3 w o u l d h a v e s i m i l a r p H a n d s i m i l a r c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m , m a g n e s i u m , a n d 1 1 3 a l k a l i n i t y . W h i l e R e p l i c a t e T 2 - R 3 d i d e x h i b i t a h i g h e r c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m , m a g n e s i u m , a n d t o t a l a l k a l i n i t y ( F i g u r e 1 3 5 , T o p a n d B o t t o m ) , t h i s d i f f e r e n c e c a n b e e x p l a i n e d b y t h e f a c t t h a t T r e a t m e n t T 2 r e c e i v e s l i m e a n d T r e a t m e n t T 4 d o e s n o t ( T a b l e 2 ) . I n a d d i t i o n , t h e c o n d u c t i v i t y a n d r a t i o o f c a l c i u m p l u s m a g n e s i u m t o a l k a l i n i t y f r o m b o t h r e p l i c a t e s a r e c o n s i s t e n t w i t h g r o u n d w a t e r s a m p l e s o b t a i n e d f r o m w e l l s l o c a t e d n e a r t h e s t u d y a r e a s ( F i g u r e 1 3 7 ) , w h i c h a r e i n e q u i l i b r i u m w i t h u n d e r l y i n g n a t i v e c a r b o n a t e s ( d o l o m i t e ) . T h e n e t c a r b o n fl u x m o d e l c a n n o t b e a p p l i e d t o r e p l i c a t e s T 2 - R 3 a n d T 4 - R 3 t o d e t e r m i n e t h e f a t e o f c a r b o n i n t h e l i m e b e c a u s e o f t h e p o s s i b i l i t y o f i n fl u e n c e o f n a t i v e c a r b o n a t e s . S i n c e t h e s e a r e t h e o n l y t w o r e p l i c a t e s t h a t e x h i b i t e d p o s i t i v e C O 2 - C s i n k s t r e n g t h s w i t h c o n f i d e n c e i n t e r v a l s t h a t d i d n o t o v e r l a p z e r o , i t m u s t b e c o n c l u d e d t h a t t h e u s e o f l i m e r e s u l t s i n a n e t s o u r c e o f c a r b o n t o t h e a t m o s p h e r e i n e a c h o f t h e t r e a t m e n t s w i t h i n t h i s s t u d y . C o n c l u s i o n A l t h o u g h t h i s s t u d y d i d n o t f i n d n e t c a r b o n s e q u e s t r a t i o n w i t h i n t h e s e t r e a t m e n t s o v e r t h e s t u d y p e r i o d , t h e s t a t i s t i c a l l y s i g n i fi c a n t r e l a t i o n s h i p b e t w e e n n i t r a t e - N c o n c e n t r a t i o n s a n d t h e C 0 2 - C s i n k s t r e n g t h ( F i g u r e 1 3 6 ) i s c o n s i s t e n t w i t h t h e c o n c e p t u a l m o d e l , a n d t h e r e s u l t s o f t h i s s t u d y d o n o t r u l e o u t c a r b o n i c a c i d d i s s o l u t i o n o f l i m e a s a v i a b l e s e q u e s t r a t i o n p a t h w a y i n o t h e r s y s t e m s . H a m i l t o n e t a l . ( i n r e v i e w ) p r e s e n t a m o r e t h o r o u g h a n a l y s i s o f t h e p r o b l e m , d r a w i n g o n d a t a f r o m a v a r i e t y o f w a t e r s i n c l u d i n g b u t e x t e n d i n g b e y o n d t h e L T E R s o i l s o l u t i o n s . 1 1 4 T h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e r e s u l t s o f t h i s s t u d y a n d t h e b r o a d e r s t u d y m a y l i e i n t h e s a m p l i n g m e t h o d u t i l i z e d . T h e b r o a d e r s t u d y i n c l u d e d w a t e r c o l l e c t e d b e n e a t h l i m e d r o w c r o p s v i a g r a v i t y d r a i n a g e . W a t e r r e m a i n i n g i n t h e s o i l m a t r i x a f t e r s a t u r a t e d f l o w c e a s e s , s u c h a s t h a t s a m p l e d b y t e n s i o n I y s i m e t e r s , m a y b e m o r e s u s c e p t i b l e t o e v e n t u a l r e a c t i o n w i t h s t r o n g a c i d s , w h e r e a s i n f i l t r a t i n g w a t e r s m a y t e n d t o b y p a s s s i t e s o f r e a c t i o n , a n d / o r t h e y m a y t e n d t o p a s s t h r o u g h s o i l s d u r i n g c o o l e r t i m e s o f t h e y e a r w h e n t h e r e i s l o w e r m i c r o b i a l a c t i v i t y t h a t g e n e r a t e s s t r o n g a c i d i t y . 1 1 5 C h a p t e r 3 : E f f e c t s o f V e g e t a t i o n a n d A g r o n o m i c M a n a g e m e n t P r a c t i c e s o n N i t r o g e n L o s s e s t h r o u g h L e a c h i n g : I m p l i c a t i o n s f o r M a n a g e m e n t I n t r o d u c t i o n I n u n m a n a g e d e c o s y s t e m s s u c h a s d e c i d u o u s f o r e s t s a n d o l d f i e l d s i n t h e m i d w e s t e r n U . S . , m o s t o f t h e p r o x i m a t e n u t r i e n t r e q u i r e m e n t o f l a n d p l a n t s i s s u p p l i e d b y t h e d e c o m p o s i t i o n o f o r g a n i c m a t t e r i n t h e s o i l , a n d n o t f r o m n e w i n p u t s f r o m t h e a t m o s p h e r e ( i n c l u d i n g n i t r o g e n fi x a t i o n ) o r r o c k w e a t h e r i n g ( S c h l e s i n g e r , 1 9 9 7 ) . T h e s o u r c e o f t h i s o r g a n i c m a t t e r i s l i t t e r s u p p l i e d b y t h e t e r r e s t r i a l v e g e t a t i o n . T h e d e c o m p o s i t i o n o f t h i s l i t t e r , w h e r e b y o r g a n i c f o r m s o f n u t r i e n t s a r e c o n v e r t e d i n t o i n o r g a n i c f o r m s , i s k n o w n a s m i n e r a l i z a t i o n a n d i s m o s t l y t h e r e s u l t o f t h e a c t i v i t y o f s o i l m i c r o b e s ( S i n s a b a u g h e t a l . , 1 9 9 3 ) . A s i n o r g a n i c n u t r i e n t s a r e r e l e a s e d f r o m p l a n t l i t t e r , s o i l m i c r o b e s r a p i d l y t a k e u p t h e s e n u t r i e n t s . T h e s a m e n u t r i e n t s t h a t a r e m o s t o f t e n l i m i t i n g t o p l a n t g r o w t h , n i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s , a r e a l s o l i m i t i n g t o m i c r o b i a l g r o w t h , p i t t i n g m i c r o b e s a n d p l a n t s i n d i r e c t c o m p e t i t i o n w i t h e a c h o t h e r ( Q u a l l s , 1 9 9 1 ) . T h e i n t r a s y s t e m c y c l e o f n u t r i e n t s i n t e r r e s t r i a l s y s t e m s i s c o n s i d e r e d “ l e a k y ” w h e n t h e r e a r e l a r g e l o s s e s o f n u t r i e n t s v i a l e a c h i n g i n t o i n fi l t r a t i n g w a t e r s . C o n i f e r o u s f o r e s t s , w h i c h c o n t r i b u t e l e s s l i t t e r t o t h e s o i l t h a n d e c i d u o u s f o r e s t s , h a v e b e e n f o u n d t o h a v e l o w e r r a t e s o f l e a c h i n g l o s s e s t h a n d e c i d u o u s f o r e s t s ( R e i c h e t a l . , 1 9 9 5 ) , a n d g r e a t e r n u t r i e n t u s e e f f i c i e n c y ( C o l e 1 1 6 a n d R a p p , 1 9 8 1 ) . H o w e v e r , i t i s i m p o r t a n t t o d i s t i n g u i s h b e t w e e n m a t u r e d e c i d u o u s a n d c o n i f e r s t a n d s , v e r s u s s u c c e s s i o n a l s t a n d s . V i t o u s e k a n d R e i n e r s ( 1 9 7 5 ) p o s t u l a t e d t h a t n u t r i e n t l o s s e s a r e e x p e c t e d t o i n c r e a s e a s s t a n d s a g e b e c a u s e e c o s y s t e m r e t e n t i o n o f l i m i t i n g n u t r i e n t s s h o u l d d e c r e a s e f r o m s t r o n g r e t e n t i o n i n s t a n d s t h a t a r e r a p i d l y a c c u m u l a t i n g b i o m a s s t o e s s e n t i a l l y n o n e t r e t e n t i o n i n s t e a d y - s t a t e o l d g r o w t h s y s t e m s . M a n a g e d e c o s y s t e m s , s u c h a s a g r o e c o s y s t e m s , d i f f e r m a r k e d l y f r o m u n m a n a g e d e c o s y s t e m s i n o n e p a r t i c u l a r l y p r o f o u n d w a y : b i o m a s s i s r e m o v e d a s h a r v e s t , r e d u c i n g t h e a b i l i t y o f i n t r a s y s t e m n u t r i e n t c y c l i n g t o s a t i s f y p l a n t n u t r i e n t n e e d s . A s n o t e d e a r l i e r , m o s t o f p l a n t n u t r i e n t n e e d s a r e m e t t h r o u g h t h e d e c o m p o s i t i o n o f o r g a n i c m a t t e r . W h e n b i o m a s s i s r e m o v e d i n c o n v e n t i o n a l a g r o e c o s y s t e m s , o r g a n i c m a t t e r i s n o t r e t u r n e d t o t h e s o i l f o r d e c o m p o s i t i o n , r e s u l t i n g i n t h e n e t l o s s o f s o i l o r g a n i c c a r b o n a n d n i t r o g e n o v e r t i m e ( K n o p s a n d T i l m a n , 2 0 0 0 ) . U n d e r t h e s e c o n d i t i o n s , f e r t i l i z e r i s u s e d t o s u s t a i n o p t i m a l g r o w t h o f c r o p s . M i c r o b i a l a c t i v i t y a n d p l a n t g r o w t h g e n e r a l l y c o i n c i d e i n s p a c e a n d t i m e , r e s u l t i n g i n c o n t i n u o u s r e l e a s e a n d u p t a k e o f n u t r i e n t s t h r o u g h o u t t h e g r o w i n g s e a s o n . I n c o n t r a s t , a d d i t i o n s o f f e r t i l i z e r a r e p u l s e d a n d i f n o t c a r e f u l l y a p p l i e d , t h e y r e a d i l y c a n e x c e e d t h e a b i l i t y o f p l a n t s a n d m i c r o b e s t o t a k e u p t h e n u t r i e n t s ( M a t s o n e t a l . , 1 9 9 7 ) . T h i s c a n r e s u l t i n a g r o e c o s y s t e m s b e i n g e x c e s s i v e l y “ l e a k y , ” c a u s i n g p r o b l e m s w i t h e x c e s s i v e n u t r i e n t l o a d i n g t o g r o u n d w a t e r a n d d o w n s t r e a m fl o w p a t h s l e a d i n g t o s u r f a c e w a t e r s . 1 1 7 F o r e x a m p l e , p r e v i o u s s t u d i e s h a v e f o u n d t h a t a g r i c u l t u r e c a n g r e a t l y a f f e c t t h e c o m p o s i t i o n o f g r o u n d w a t e r . A g r i c u l t u r a l l y i n d u c e d c h a n g e s i n m a j o r i o n c h e m i s t r y o f g r o u n d w a t e r , p a r t i c u l a r l y n i t r a t e , h a v e r e s u l t e d i n d e g r a d a t i o n o f d r i n k i n g w a t e r q u a l i t y ( F a n a n d S t e i n b e r g , 1 9 9 6 ) a n d t h e d i s c h a r g e o f a g r i c u l t u r a l l y i m p a c t e d g r o u n d w a t e r t o s u r f a c e w a t e r b o d i e s h a s r e s u l t e d i n o b s e r v a b l e e c o l o g i c a l e f f e c t s ( H o w a r t h e t a l . , 2 0 0 0 ; B o h l k e 2 0 0 2 ; S h r o d e r e t a l . , 2 0 0 4 ) . A r e v i e w b y T i l m a n e t a l . ( 2 0 0 1 ) n o t e s t h a t i n m a n y a r e a s o f t h e w o r l d , t h e m a j o r i o n l o a d s o f w a t e r r e c h a r g i n g u n c o n f i n e d a q u i f e r s i n t h e l a s t s e v e r a l d e c a d e s h a v e b e e n d o m i n a t e d b y c o n s t i t u e n t s d e r i v e d d i r e c t l y o r i n d i r e c t l y f r o m a g r i c u l t u r a l m a n a g e m e n t p r a c t i c e s a n d a m e n d m e n t s . C h a n g e s i n m a n a g e m e n t p r a c t i c e s m a y m i t i g a t e t h e m a g n i t u d e o f n i t r a t e l e a c h i n g a s s o c i a t e d w i t h a g r o e c o s y s t e m s , o f t e n b y m a k i n g b e t t e r u s e o f n a t u r a l p r o c e s s e s f o r i n c r e a s e d n u t r i e n t u s e e f f i c i e n c y . I n t h i s s t u d y , t h e e f f e c t o f v e g e t a t i o n c o m p o s i t i o n a n d d i f f e r e n t a g r i c u l t u r a l m a n a g e m e n t p r a c t i c e s o n r e l a t i v e n i t r a t e l e a c h i n g i s e x a m i n e d , t a k i n g a d v a n t a g e o f t h e d i v e r s e t r e a t m e n t s i n p l a c e a t t h e K B S L o n g T e r m E c o l o g i c a l R e s e a r c h ( L T E R ) s i t e . S t u d y S i t e s T h e s t u d y s i t e s a r e p a r t o f t h e M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y ’ s K e l l o g g B i o l o g i c a l S t a t i o n ( K B S ) h o l d i n g s a n d a r e l o c a t e d i n s o u t h w e s t M i c h i g a n , w h i c h i s w i t h i n t h e e a s t e r n p o r t i o n o f t h e U S . C o r n B e l t . S o i l s i n t h i s a r e a d e v e l o p e d f r o m a m a t u r e g l a c i a l o u t w a s h p l a i n a n d m o r a i n e c o m p l e x , a n d a r e t y p i c a l l y h i g h i n c a r b o n a t e s e x c e p t n e a r t h e s u r f a c e , a n d o f m o d e r a t e f e r t i l i t y . T h e d o m i n a n t s o i l s o f t h e s t u d y s i t e s a r e K a l a m a z o o a n d O s h t e m o s e r i e s , b o t h 1 1 8 l o a m y , m i x e d , m e s i c T y p i c H a p l u d a l f s t h a t t e n d t o b e m o d e r a t e l y p e r m e a b l e i n t h e u p p e r p a r t a n d r a p i d l y p e r m e a b l e i n t h e l o w e r p a r t . S o i l s a r e d e s c r i b e d i n S o i l S u r v e y o f B a r r y C o u n t y , M i c h i g a n ( T h o e n , 1 9 9 0 ) . T h e t y p i c a l s e q u e n c e o f h o r i z o n s i n s o i l s o f t h e K a l a m a z o o S e r i e s i s A p , E , B t , 2 B t 2 a n d 2 E / B t . T e x t u r e s o f t h e A p a n d E h o r i z o n s a r e l o a m o r s a n d y l o a m . T h e B t 1 i s u s u a l l y c l a y l o a m o r s a n d y c l a y l o a m , w h e r e a s t h e 2 B t 2 h a s a s a n d y l o a m t e x t u r e . T h e E / B t c o n s i s t s o f l a m e l l a e o f l o a m y s a n d ( B t ) a n d s a n d ( E ) . T h e u p p e r 5 0 c m o f t h e B t 1 p l u s 2 B t 2 a v e r a g e s 1 8 % o r g r e a t e r c l a y c o n t e n t . S o i l s d e v e l o p i n g i n s h a l l o w c l o s e d d e p r e s s i o n s w i t h i n m a p p i n g u n i t s s e l d o m e x h i b i t p o o r d r a i n a g e i n s u b s o i l h o r i z o n s b u t c o m m o n l y h a v e t h i c k e r a n d s o m e t i m e s d a r k e r s u r f a c e h o r i z o n s w i t h e v i d e n c e o f d e p o s i t i o n o f r u n o f f s e d i m e n t s . O s h t e m o p e d o n s o c c u r i n c l o s e a s s o c i a t i o n w i t h t h e K a l a m a z o o p e d o n s , g e n e r a l l y o c c u p y i n g s i m i l a r l a n d s c a p e p o s i t i o n s . T h i s s o i l c a n o c c u r w i t h o r w i t h o u t a f i n e - l o a m y B t h o r i z o n . I f t h e B t i s p r e s e n t , t h e t y p i c a l s e q u e n c e o f h o r i z o n s i s s i m i l a r t o t h a t o f t h e K a l a m a z o o s o i l w i t h s i m i l a r h o r i z o n t e x t u r e s . H o w e v e r , t h e B t i s t h i n n e r , a n d t h e u p p e r 5 0 c m o f t h e B t 1 p l u s 2 B t 2 h a s a n a v e r a g e c l a y c o n t e n t o f l e s s t h a n 1 8 % , t h u s d i s t i n g u i s h i n g i t f r o m t h e K a l a m a z o o . I f t h e fi n e l o a m y B t i s a b s e n t , t h e t y p i c a l h o r i z o n s e q u e n c e i s A p , E ( s a n d y l o a m o r l o a m ) , B t ( s a n d y l o a m ) , a n d E / B t ( s a n d a n d l o a m y s a n d ) . D e t a i l e d m a p s a n d d e s c r i p t i o n s o f K B S a n d i t s h o l d i n g s , i n c l u d i n g s o i l a n d v e g e t a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s , a r e a v a i l a b l e o n t h e K B S L T E R w e b s i t e ( h t t p z l l l t e r . k b s . m s u . e d u ) . N o t e : F r o m t h i s p o i n t f o r w a r d , w h e n t h e r e a d e r i s 1 1 9 r e f e r r e d t o t h e K B S L T E R w e b s i t e f o r a d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n , i t c a n b e a s s u m e d t h a t t h i s i s t h e w e b a d d r e s s u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . 0 f t h e t e n t r e a t m e n t s i n c l u d e d i n t h i s s t u d y , s i x a r e m a n a g e d a g r o e c o s y s t e m s a n d f o u r a r e u n m a n a g e d s u c c e s s i o n a l a n d f o r e s t e d e c o s y s t e m s . T h e 4 2 - h a K B S m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e f o r t h e L T E R p r o g r a m i s s u b d i v i d e d i n t o 1 - h a p l o t s , i n a r a n d o m i z e d c o m p l e t e b l o c k d e s i g n o f s i x b l o c k s a n d s e v e n t r e a t m e n t s . T h e s e v e n t r e a t m e n t s i n c l u d e f o u r m a n a g e d a n n u a l c r o p p i n g s y s t e m s ; t w o m a n a g e d p e r e n n i a l c r o p p i n g s y s t e m s ; a n d o n e u n m a n a g e d s u c c e s s i o n a l o l d - fi e l d c o m m u n i t y . T h e K B S L T E R m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e l a y o u t i s d e p i c t e d i n F i g u r e 1 . T r e a t m e n t d e t a i l s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 1 . L o c a t e d w i t h i n 5 k m o f t h e m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e o n t h e s a m e s o i l s e r i e s a r e t h r e e a d d i t i o n a l u n m a n a g e d f o r e s t e d t r e a t m e n t s t h a t r a n g e i n a g e f r o m 4 0 t o > 6 0 y e a r s o l d , e a c h r e p l i c a t e d t h r e e t i m e s . T h e d e c i d u o u s f o r e s t s t a n d s i n c l u d e t w o o l d g r o w t h a n d o n e 4 0 - 6 0 y e a r p o s t - c u t t i n g s t a n d ; t h e c o n i f e r o u s f o r e s t t r e a t m e n t s i n c l u d e t h r e e c o n i f e r p l a n t a t i o n s r a n g i n g i n a g e f r o m 4 0 - 6 0 y e a r s o l d ; t h e s u c c e s s i o n a l f o r e s t t r e a t m e n t c o n s i s t s o f t h r e e o l d - f i e l d s i t e s t h a t w e r e a b a n d o n e d o v e r 4 0 y e a r s a g o , o f w h i c h t r e a t m e n t S F - 1 r e m a i n s t h e m o s t s p a r s e l y w o o d e d . T h e l o c a t i o n s o f t h e s e t r e a t m e n t p l o t s r e l a t i v e t o t h e m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e a r e i d e n t i fi e d i n F i g u r e 2 . A g r o n o m i c I n p u t s I n a d d i t i o n t o e v a l u a t i n g t h e e f f e c t o f t i l l a g e p r a c t i c e s , v a r i a t i o n i n t h e n a t u r e a n d q u a n t i t y o f s o i l a m e n d m e n t s w a s i n c o r p o r a t e d i n t o t h e a g r o n o m i c 1 2 0 t r e a t m e n t d e s i g n ( T a b l e 2 ) . T r e a t m e n t s 1 a n d 2 a r e c o n v e n t i o n a l “ h i g h i n p u t ” t r e a t m e n t s ( e . g . , f e r t i l i z e r s , p e s t i c i d e s ) , w h i l e T r e a t m e n t 3 i s m a n a g e d a s “ r e d u c e d i n p u t ” a n d T r e a t m e n t 4 i s m a n a g e d a s ” z e r o i n p u t ” . T r e a t m e n t s 1 , 2 , 3 , a n d 6 r e c e i v e d d o l o m i t i c l i m e ( C a M g ( C 0 3 ) 2 ) a p p l i c a t i o n s i n 1 9 9 9 , a n d T r e a t m e n t s 1 , 2 , a n d 3 w e r e f e r t i l i z e d e a c h y e a r i n A p r i l o r M a y ( w i t h t h e e x c e p t i o n o f 2 0 0 0 ) w i t h a n a m m o n i u m n i t r a t e s o l u t i o n . A m m o n i u m s u l f a t e w a s a d d e d t o T r e a t m e n t 1 i n 2 0 0 1 , t o T r e a t m e n t 2 i n 2 0 0 0 , 2 0 0 1 , a n d 2 0 0 3 , b u t n o t t o T r e a t m e n t 3 d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d . P o t a s h ( a s K C I ) w a s a p p l i e d t o T r e a t m e n t s 1 , 2 , a n d 3 i n A p r i l 2 0 0 2 a n d t o T r e a t m e n t s 1 a n d 2 i n A p r i l 2 0 0 3 . T r e a t m e n t 7 d i d n o t r e c e i v e a n y a m e n d m e n t s , b u t s u r f a c e v e g e t a t i o n w a s b u r n e d i n M a y 2 0 0 2 a n d a g a i n i n A p r i l 2 0 0 3 t o d i s c o u r a g e w o o d y p l a n t c o l o n i z a t i o n . A g r o n o m i c fi e l d l o g s c o n t a i n i n g d e t a i l e d d e s c r i p t i o n s o f L T E R M a i n S i t e a c t i v i t i e s c a n b e o b t a i n e d b y v i s i t i n g t h e K B S L T E R W e b s i t e . A s u m m a r y o f t h e m a j o r i o n s a n d e l e m e n t s a d d e d b y t r e a t m e n t i s p r o v i d e d i n T a b l e 3 . L y s i m e t e r s L o w - t e n s i o n s o i l - s o l u t i o n s a m p l e r s ( I y s i m e t e r s ) w e r e i n s t a l l e d b e n e a t h t h e K B S L T E R s i t e i n 1 9 9 5 , n e a r o r j u s t w i t h i n t h e t o p o f t h e C - h o r i z o n a n d a b o v e t h e d e p t h o f i n d i g e n o u s s o i l c a r b o n a t e s . W i t h i n t h e s t u d y s i t e s , t h e t r a n s i t i o n f r o m t h e B - t o t h e C - h o r i z o n i s l o c a t e d a p p r o x i m a t e l y 1 — 1 . 2 m b e l o w g r o u n d s u r f a c e . O n e c o l l e c t o r w a s i n s t a l l e d i n e a c h o f t h r e e r e p l i c a t e s o f e a c h t r e a t m e n t . E a c h c o l l e c t o r d r a w s f r o m a t u b e t h a t b r a n c h e s u n d e r g r o u n d t o t h r e e s e p a r a t e s a m p l e r s s p a c e d a f e w m e t e r s a p a r t . T h e s a m p l e r s w e r e 1 2 1 l o c a t e d n e a r t h e e d g e o f t r e a t m e n t p l o t s f o r e a s e o f a c c e s s . A f u l l d e s c r i p t i o n o f t h e i n s t a l l a t i o n p r o t o c o l i s a v a i l a b l e f r o m t h e K B S L T E R w e b s i t e . T h e l o w - t e n s i o n s o i l s o l u t i o n s a m p l e r s w e r e p u r c h a s e d f r o m P r e n a r t E q u i p m e n t A p S ( w w w p r e n a r t d k ) . T h e s a m p l e r s a r e c o n s t r u c t e d o f s t a i n l e s s s t e e l , p o r o u s T e fl o n ( P T F E ) , a n d s i l i c a fl o u r . F i g u r e 3 , d e p i c t s a t y p i c a l s o i l s o l u t i o n s a m p l i n g s e t u p t h a t r e s e m b l e s t h e e q u i p m e n t a t t h e K B S L T E R s t u d y s i t e s . F r o m 1 9 9 9 t h r o u g h 2 0 0 3 , s a m p l e s w e r e c o l l e c t e d o n a p e r i o d i c b a s i s f r o m t h e s o i l - s o l u t i o n s a m p l e r s f r o m M a r c h t h r o u g h D e c e m b e r a s d i c t a t e d b y s o i l m o i s t u r e a n d s o i l f r o s t l e v e l s . S u c t i o n ( - 0 . 5 a t m ) w a s a p p l i e d t o e a c h c o l l e c t o r a n d t h e r e s u l t i n g s o l u t i o n c o l l e c t e d i n E r l e n m e y e r fl a s k s o v e r a 2 4 - h o u r p e r i o d . A d e s c r i p t i o n o f t h e s o i l - s o l u t i o n s a m p l e c o l l e c t i o n m e t h o d i s a v a i l a b l e f r o m t h e K B S L T E R w e b s i t e . S a m p l i n g g e n e r a l l y w a s n o t c o n d u c t e d a t s u b f r e e z i n g t e m p e r a t u r e s , a n d w h e n s o i l s w e r e e x c e s s i v e l y d r y s a m p l e s c o u l d n o t b e o b t a i n e d . T h e s e s o i l - s o l u t i o n s a m p l e r s y i e l d s a m p l e s t h a t c a n b e s t u d i e d t o i n d i c a t e s o i l p r o c e s s e s , b u t t h e s a m p l e s a r e n o t n e c e s s a r i l y r e p r e s e n t a t i v e o f w a t e r s i n f i l t r a t i n g d o w n w a r d v i a s a t u r a t e d fl o w t o w a r d s t h e g r o u n d w a t e r . T h i s i s b e c a u s e t h e s o i l s o l u t i o n s a r e c o l l e c t e d b y s u c t i o n , a n d t h u s t h e y r e p r e s e n t v a r i a b l e p r o p o r t i o n s o f s a t u r a t e d fl o w a n d m a t r i c w a t e r ( L a j t h a e t a l . 1 9 9 9 ) . A s s o i l w a t e r c o n t e n t d i m i n i s h e s , a g r e a t e r f r a c t i o n o f t h e s a m p l e w i l l b e m a t r i c w a t e r . V e r y d r y s o i l s d o n o t y i e l d a n y w a t e r . A n a p p r o x i m a t e i n d i c a t o r o f s o i l w a t e r s t a t u s a t t h e t i m e o f s a m p l i n g c o m e s f r o m t h e d i l u t i o n f a c t o r s ; d i l u t i o n 1 2 2 w a s n e c e s s a r y w h e n s a m p l e v o l u m e s f e l l b e l o w a c e r t a i n t h r e s h o l d ( d i s c u s s e d l a t e r ) . H o w e v e r , a s s h o w n l a t e r i n t h e R e s u l t s w h e r e e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n o f s o i l s o l u t i o n s i s c o n s i d e r e d , t h e t r e a t m e n t s b e i n g c o m p a r e d a p p e a r t o b e q u i t e s i m i l a r i n t e r m s o f s o i l w a t e r a v a i l a b i l i t y a t a n y p a r t i c u l a r s a m p l i n g d a t e , t h u s m a k i n g i n t e r c o m p a r i s o n s o f c o n c e n t r a t i o n s o f s o l u t e s v a l i d e v e n i f s o m e f r a c t i o n o f t h e s a m p l i n g d a t e s w e r e m o r e i n fl u e n c e d b y m a t r i c w a t e r t h a n s a t u r a t e d fl o w w a t e r . W a t e r A n a l y s e s A l l s a m p l e s c o l l e c t e d d u r i n g t h e s t u d y w e r e p u t o n i c e f o l l o w i n g c o l l e c t i o n . U p o n r e t u r n t o t h e l a b , s a m p l e s w e r e r e f r i g e r a t e d ( a l k a l i n i t y , c o n d u c t a n c e ) o r f i l t e r e d t h r o u g h G e l m a n S u p o r 0 . 4 5 - u m m e m b r a n e fi l t e r s a n d t h e n r e f r i g e r a t e d ( a n i o n s , s i l i c a ) o r a c i d i fi e d w i t h 8 N H N O 3 ( c a t i o n s ) u n t i l a n a l y s i s . C o n d u c t a n c e w a s m e a s u r e d i n t h e l a b u s i n g a n O r i o n m o d e l 1 3 5 c o n d u c t a n c e m e t e r ( A n a l y t i c a l T e c h n o l o g y , I n c . ) . T h e p H o f u n fi l t e r e d s a m p l e s w a s m e a s u r e d i n t h e l a b o r a t o r y w i t h i n a f e w d a y s o f c o l l e c t i o n a n d t h e r e f o r e s h o u l d b e c l o s e r t o t h e s o l u t i o n p H a t a t m o s p h e r i c e q u i l i b r i u m b e c a u s e m o s t o f t h e e x c e s s d i s s o l v e d C O 2 t h a t i s t y p i c a l o f s o i l s o l u t i o n s w o u l d h a v e e s c a p e d . C a ” , M g ” , N a ” , a n d K ” w e r e m e a s u r e d b y fl a m e a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o m e t r y , w i t h a d d i t i o n o f l a n t h a n u m b e f o r e C a ” a n d M g ” m e a s u r e m e n t t o s u p p r e s s i n t e r f e r e n c e s . T o t a l a l k a l i n i t y , w h i c h g e n e r a l l y r e p r e s e n t s H C O g ' i n t h e s e w a t e r s , w a s d e t e r m i n e d b y t i t r a t i o n w i t h 0 . 3 N H C I b e t w e e n p H 4 . 0 a n d 3 . 3 a n d c a l c u l a t i o n o f t h e G r a n f u n c t i o n ( C a n t r e l l e t a l . 1 9 9 3 ) . $ 0 4 ” , C l ’ , a n d 1 2 3 N 0 3 ' w e r e m e a s u r e d b y m e m b r a n e s u p p r e s s i o n i o n c h r o m a t o g r a p h y . S i w a s m e a s u r e d c o l o r i m e t r i c a l l y b y t h e a m m o n i u m m o l y b d a t e m e t h o d ( W e t z e l a n d L i k e n s 2 0 0 0 ) . O t h e r n u t r i e n t s w e r e m e a s u r e d f o r s a m p l e s c o l l e c t e d b e t w e e n M a r c h 1 9 9 9 a n d N o v e m b e r 2 0 0 0 . N H 4 + w a s m e a s u r e d c o l o r i m e t r i c a l l y f o l l o w i n g a n a d a p t e d v e r s i o n o f t h e p h e n y l h y p o c h l o r i t e m e t h o d ( A m i n o t e t a l . 1 9 9 7 ) . T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s ( T D P ) w a s m e a s u r e d f o l l o w i n g p e r s u l f a t e d i g e s t i o n , u s i n g t h e a c i d m o l y b d a t e c o l o r i m e t r i c m e t h o d ( W e t z e l a n d L i k e n s 2 0 0 0 ) . O n o c c a s i o n , s m a l l s a m p l e s i z e p r o h i b i t e d a n a l y s i s o f c o n d u c t a n c e , p H a n d s i l i c a t e . D u r i n g t i m e s o f l o w e r s o i l w a t e r c o n t e n t , d i l u t i o n w i t h d e i o n i z e d w a t e r w a s f r e q u e n t l y n e c e s s a r y t o o b t a i n e n o u g h v o l u m e ( 2 5 0 m L ) t o c o n d u c t a l l t h e a n a l y s e s . N A D P / N T N P r e c i p i t a t i o n D a t a P r e c i p i t a t i o n d a t a , i n c l u d i n g w a t e r v o l u m e s a n d m a j o r i o n c o n c e n t r a t i o n s , w e r e o b t a i n e d f r o m t h e N a t i o n a l A t m o s p h e r i c D e p o s i t i o n P r o g r a m / N a t i o n a l T r e n d s N e t w o r k ( N A D P I N T N ) f o r t h e p e r i o d o f t h i s s t u d y . D a t a c a n b e o b t a i n e d f r o m t h e w e b s i t e h t t p : / / n a d p . s w s . u i u c . e d u , f o r S t a t i o n M I 2 6 , K e l l o g g B i o l o g i c a l S t a t i o n , K a l a m a z o o C o u n t y , M i c h i g a n . S e a s o n s a r e d e fi n e d u n d e r t h e N A D P I N T N p r o g r a m a s f o l l o w s ( m o n t h / d a y ) : W i n t e r 1 2 / 1 - 3 / 1 ; S p r i n g 3 / 1 — 6 / 1 ; S u m m e r 6 / 1 - 9 / 1 ; a n d F a l l 9 / 1 — 1 2 / 1 . 1 2 4 S t a t i s t i c s D a t a d i s t r i b u t i o n s a c r o s s t r e a t m e n t s w e r e c o m p a r e d u s i n g n o t c h e d b o x p l o t s . T h e b o x p l o t s p r o v i d e a c o n v e n i e n t a n d c o m p a c t s u m m a r y o f a s y m m e t r i c f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n s t h a t i n c l u d e s m e d i a n s a n d q u a r t i l e s . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n f i d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n a n d t h e b o x e s e x t e n d a c r o s s t h e i n t e r q u a r t i l e r a n g e ( i . e . , f r o m t h e 2 5 t h t o 7 5 t h p e r c e n t i l e s ) . T h e l e n g t h o f t h e n o t c h e s i s c a l c u l a t e d u s i n g a f o r m u l a b a s e d o n t h e f o r m a l c o n c e p t o f a h y p o t h e s i s t e s t a n d i s u s e f u l e v e n w h e n t h e a s s u m p t i o n s o f t h e t e s t a r e n o t s t r i c t l y m e t ( C h a m b e r s , e t a l . , 1 9 8 3 ) . H o w e v e r , n o t c h l e n g t h s a r e n o t a d j u s t e d ( c o r r e c t e d ) f o r m u l t i p l e c o m p a r i s o n s . T h e r i s k o f c o m m i t t i n g a T y p e 1 e r r o r c a n b e m i t i g a t e d b y a p p l y i n g k n o w l e d g e o f t h e u n d e r l y i n g b i o l o g i c a l , p h y s i c a l , a n d c h e m i c a l m e c h a n i s m s t h a t a r e l i k e l y t o r e s u l t i n d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s . W h e r e s u c h a n e x p l a n a t i o n f o r d i f f e r e n c e s i s n o t e v i d e n t , i n t e r p r e t a t i o n s o f s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s s h o u l d b e m a d e w i t h c a u t i o n . T h e u s e o f t h e n o t c h e d b o x p l o t i s d i s c u s s e d i n d e t a i l i n M c G i l l , e t a l . ( 1 9 7 8 ) a n d C h a m b e r s , e t a l . ( 1 9 8 3 ) . R e s u l t s w e r e a l s o a n a l y z e d u s i n g a n a l y s i s o f v a r i a n c e ( A N O V A ; S y s t a t 9 . 0 ) , t e s t i n g f o r t h e e f f e c t s o f t r e a t m e n t s , b l o c k s , a n d i n t e r a c t i o n s b e t w e e n t r e a t m e n t s a n d b l o c k s . A n A N O V A i s p e r f o r m e d w h e n o n e i s a t t e m p t i n g t o d e t e r m i n e w h e t h e r d i f f e r e n c e s i n t r e a t m e n t m e a n s a r e l i k e l y t o b e r e fl e c t i v e o f t r u e d i f f e r e n c e s o r d u e t o c h a n c e . T h i s d a t a s e t e x h i b i t s r a t h e r m a r k e d v i o l a t i o n s o f t h e a s s u m p t i o n s o f A N O V A , i n c l u d i n g d e p a r t u r e s f r o m n o r m a l i t y , e q u a l v a r i a n c e s , a n d i n d e p e n d e n c e . H o w e v e r , t h e n u m b e r o f s a m p l e s 1 2 5 o b t a i n e d f r o m e a c h t r e a t m e n t i s l a r g e ( n 2 9 8 ) , a n d a s a r e s u l t o f t h e c e n t r a l l i m i t t h e o r e m , t h e A N O V A g l o b a l h y p o t h e s i s F t e s t s h o u l d b e r o b u s t a g a i n s t v i o l a t i o n s o f n o r m a l i t y ( I t o , 1 9 8 0 ) . T h e a s s u m p t i o n o f e q u a l v a r i a n c e s i s a l s o f a i r l y r o b u s t a g a i n s t v i o l a t i o n s , a l t h o u g h t h e s t a t e d s i g n i fi c a n c e l e v e l s f o r t h e F t e s t m a y b e l a r g e r o r s m a l l e r t h a n t h e s i g n i f i c a n c e l e v e l a c t u a l l y r e a l i z e d . F o r e x a m p l e , B o x ( 1 9 5 4 ) f o u n d t h a t w h e n a n F t e s t w a s c o n d u c t e d a t t h e 0 . 0 5 l e v e l o f s i g n i f i c a n c e w h e n t h e r e w a s a r a t i o o f 1 : 3 f o r s m a l l e s t : l a r g e s t g r o u p v a r i a n c e , t h e a c t u a l s i g n i f i c a n c e l e v e l s r a n g e d f r o m 0 . 0 5 6 t o 0 . 0 7 4 . W i t h r e s p e c t t o t h e a s s u m p t i o n o f i n d e p e n d e n c e , B o x ( 1 9 5 4 ) s t a t e d : “ F i s h e r ( 1 9 2 6 ) r e c o g n i z e d t h e s e p o t e n t i a l d i f fi c u l t i e s w i t h fi e l d p l o t e x p e r i m e n t s a n d j u s t i f i e d r a n d o m a s s i g n m e n t o f t r e a t m e n t s t o e x p e r i m e n t a l u n i t s a s t h e m e a n s t o o b t a i n v a l i d e s t i m a t e s o f e x p e r i m e n t a l e r r o r v a r i a n c e . I n a m o r e d e t a i l e d d i s c u s s i o n , F i s h e r ( 1 9 3 5 ) s h o w e d t h a t r a n d o m i z a t i o n p r o v i d e d a p p r o p r i a t e r e f e r e n c e p o p u l a t i o n s f o r s t a t i s t i c a l i n f e r e n c e s f r e e o f a n y a s s u m p t i o n s a b o u t t h e d i s t r i b u t i o n o f t h e o b s e r v a t i o n s . H e s h o w e d t h a t s i g n i f i c a n c e t e s t s c o u l d b e b a s e d u p o n t h e d i s t r i b u t i o n c r e a t e d b y r a n d o m i z a t i o n a n d t h e n o r m a l t h e o r y t e s t s p r o v i d e d a p p r o x i m a t i o n s t o t h e s e t e s t r e s u l t s . T h u s , t h e r a n d o m a l l o c a t i o n o f t r e a t m e n t s t o t h e e x p e r i m e n t a l u n i t s s i m u l a t e s t h e e f f e c t o f i n d e p e n d e n c e a n d p e r m i t s u s t o p r o c e e d a s i f t h e o b s e r v a t i o n s a r e i n d e p e n d e n t a n d n o r m a l l y d i s t r i b u t e d ( K u e h l , 2 0 0 0 ) . " [ E m p h a s i s a d d e d ] . 1 2 6 T h e m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e r e p r e s e n t s a r a n d o m i z e d c o m p l e t e b l o c k d e s i g n . T h e f o r e s t e d s i t e s a r e n o t t r u e r e p l i c a t e s ; h o w e v e r , b l o c k i n g b y r e p l i c a t e w a s s h o w n t o b e s t a t i s t i c a l l y e f f e c t i v e i n r e d u c i n g e x p e r i m e n t a l e r r o r . F o l l o w i n g t h e a n a l y s i s o f v a r i a n c e , p o s t - h o c s i g n i f i c a n c e t e s t i n g f o r i n d i v i d u a l m e a n c o m p a r i s o n s w a s c o n d u c t e d u s i n g F i s h e r ’ s ( p r o t e c t e d ) L e a s t S i g n i f i c a n t D i f f e r e n c e ( L S D ) p r o c e d u r e , w h i c h i f t h e o v e r a l l A N O V A i s s i g n i f i c a n t , i s p o w e r f u l a n d g i v e s p r o p e r T y p e - I e r r o r p r o t e c t i o n ( S c h a b e n b e r g e r , 1 9 9 9 ) . T h e b o x p l o t c o m p a r i s o n s , w h i c h a d d r e s s e d p a i r e d c o m p a r i s o n s b e t w e e n m e d i a n s , a n d t h e p o s t - h o c A N O V A t e s t s , w h i c h a d d r e s s e d p a i r e d c o m p a r i s o n s b e t w e e n m e a n s , w e r e i n a g r e e m e n t ( m e a n s a n d m e d i a n s w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t ) f o r a l l p a i r s w i t h o n e e x c e p t i o n w h i c h w i l l b e d i s c u s s e d f u r t h e r i n t h e R e s u l t s s e c t i o n . R e s u l t s P r e c i p i t a t i o n P r e c i p i t a t i o n i n s o u t h w e s t e r n M i c h i g a n i s a c i d i c w i t h a m e a n p H o f 4 . 4 5 a n d a m e a n s p e c i f i c c o n d u c t a n c e o f 2 6 u S / c m ( 2 5 ° C ) ( N a t i o n a l A t m o s p h e r i c D e p o s i t i o n P r o g r a m ( N R S P - 3 ) / N a t i o n a l T r e n d s N e t w o r k m e a n s o f a n n u a l v o l u m e - w e i g h t e d m e a n s f o r 1 9 7 9 - 9 6 f r o m t h e K B S s t a t i o n ( M l 2 6 ) , p r i n t e d 2 D e c 1 9 9 7 . N A D P I N T N C o o r d i n a t i o n O f f i c e , I l l i n o i s S t a t e W a t e r S u r v e y , 2 2 0 4 G r i f fi t h D r . , C h a m p a i g n , I L 6 1 8 2 0 . ) R h e a u m e ( 1 9 9 0 ) o b s e r v e d a n i n v e r s e r e l a t i o n b e t w e e n p H a n d c o n d u c t a n c e a t a n e a r b y p r e c i p i t a t i o n c o l l e c t i o n s t a t i o n , w h i c h 1 2 7 i s d u e t o t h e p r e d o m i n a n c e o f s t r o n g a c i d a n i o n s ( N 0 3 ' a n d S O 4 2 " ) i n p r e c i p i t a t i o n . D u r i n g t h e s t u d y p e r i o d o f 1 9 9 9 - 2 0 0 3 , t h e m e a n a n n u a l p r e c i p i t a t i o n w a s 7 2 . 5 c m / y e a r . T h e l o n g - t e r m m e a n ( 1 9 4 2 - 9 6 ) a n n u a l p r e c i p i t a t i o n f o r s t a t i o n s i n t h e v i c i n i t y o f K B S i s 9 2 c m ( H a m i l t o n , u n p u b l i s h e d d a t a ) . T h e p a t t e r n o f p r e c i p i t a t i o n d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d i s d e p i c t e d i n F i g u r e 9 , T o p . 2 0 0 0 w a s t h e d r i e s t y e a r ( 4 7 . 4 c m ) , p r i m a r i l y d u e t o u n u s u a l l y l o w p r e c i p i t a t i o n d u r i n g t h e s p r i n g a n d s u m m e r s e a s o n s w h e n o n l y 1 2 . 1 c m f e l l . I n c o n t r a s t , t h e a v e r a g e p r e c i p i t a t i o n f o r t h e o t h e r f o u r y e a r s d u r i n g t h e s p r i n g a n d s u m m e r s e a s o n s w a s 4 4 . 2 c m ( F i g u r e 1 0 , B o t t o m ) . O v e r t h e s t u d y p e r i o d , t h e a v e r a g e a n n u a l p H o f p r e c i p i t a t i o n w a s 4 . 6 . T h e d o m i n a n t c a t i o n w a s a m m o n i u m w i t h a n a n n u a l v o l u m e - w e i g h t e d m e a n c o n c e n t r a t i o n o f 2 6 . 0 u e q / L , f o l l o w e d b y H “ a n d C a ” . T h e d o m i n a n t a n i o n w a s s u l f a t e , w i t h a n a n n u a l v o l u m e - w e i g h t e d m e a n c o n c e n t r a t i o n o f 3 7 . 1 u e q / L , f o l l o w e d b y n i t r a t e ( F i g u r e 1 1 ) . G e n e r a l A s u m m a r y o f t h e b a s i c d e s c r i p t i v e s t a t i s t i c s o f t h e e n t i r e d a t a s e t i s f o u n d i n T a b l e 5 . D e s c r i p t i v e s t a t i s t i c s r e l a t e d t o n i t r a t e a r e p r o v i d e d a t t h e e n d o f t h i s v o l u m e i n T a b l e 8 . C o m p a r i s o n s o f m e a n a n d m e d i a n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s a m o n g t r e a t m e n t s b a s e d o n v e g e t a t i o n a n d m a n a g e m e n t t y p e a r e d i s c u s s e d b e l o w . 1 2 8 E v a p o r a t i v e C o n c e n t r a t i o n E f f e c t s T h e e v a p o t r a n s p i r a t i o n o f s o i l m o i s t u r e b y p l a n t s w o u l d b e e x p e c t e d t o r e s u l t i n e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n o f t h e s o l u t e s i n s o i l w a t e r r e l a t i v e t o i n p r e c i p i t a t i o n . M e a n a n n u a l r e c h a r g e t o t h e g r o u n d w a t e r i s a b o u t 2 8 c m o n t h e h i g h l y p e r m e a b l e s o i l s o f l o c a l o u t w a s h p l a i n s s u c h a s t h e L T E R s i t e ( R h e a u m e 1 9 9 0 ) , w h i c h i s 3 2 % o f t h e m e a n a n n u a l p r e c i p i t a t i o n ; t h e r e m a i n i n g 6 8 % i s l o s t b y e v a p o t r a n s p i r a t i o n . T h e a c t u a l e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n o f w a t e r r e m a i n i n g i n t h e s o i l s o v e r a p a r t i c u l a r g r o w i n g s e a s o n i s d i f f i c u l t t o p r e d i c t . N e v e r t h e l e s s , w h i l e e v a p o c o n c e n t r a t i o n m u s t c o n t r i b u t e t o i n c r e a s e d s o l u t e c o n c e n t r a t i o n s i n s o i l s o l u t i o n c o m p a r e d t o p r e c i p i t a t i o n , t h e o b s e r v e d i n c r e a s e s i n s o l u t e c o n c e n t r a t i o n s a r e n o t c o n g r u e n t ( i . e . , s o l u t e p r o p o r t i o n s c h a n g e r e l a t i v e t o t h e s o u r c e w a t e r ) , i n d i c a t i n g t h a t t h e r e m u s t b e s o u r c e s a n d s i n k s o f s o l u t e s i n t h e s o i l e n v i r o n m e n t . I n r e s e a r c h o n g r o u n d w a t e r a n d s u r f a c e w a t e r b o d i e s , c h l o r i d e h a s b e e n i d e n t i fi e d a s a c o n s e r v a t i v e i o n a n d s u l f a t e a s a s e m i - c o n s e r v a t i v e i o n t h a t c a n b e u s e d t o e s t i m a t e e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n ( C l a a s s e n a n d H a l m , 1 9 9 6 ; L e y d e c k e r a n d M e l a c k 2 0 0 0 ) . U n f o r t u n a t e l y , b o t h c h l o r i d e a n d s u l f a t e a r e c o n t a i n e d i n a m e n d m e n t s a d d e d t o a l l o f t h e a g r i c u l t u r a l t r e a t m e n t s , w i t h t h e e x c e p t i o n o f t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t , i n t h e f o r m o f p o t a s h ( K C I ) a n d a m m o n i u m s u l f a t e ( T a b l e 2 ) . T h e r e f o r e , t h e a b i l i t y t o u s e e i t h e r o f t h e s e i o n s a s a n i n d i c a t o r o f o v e r a l l e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n e f f e c t s i s c o m p r o m i s e d . T a b l e 9 p r o v i d e s a s u m m a r y o f t h e d e s c r i p t i v e s t a t i s t i c s a s s o c i a t e d w i t h c h l o r i d e f o r e a c h t r e a t m e n t . 1 2 9 W i t h i n t h e f o r e s t e d s i t e s , a c o m p a r i s o n o f t r e a t m e n t m e a n s u s i n g F i s h e r ’ s ( p r o t e c t e d ) L S D p r o c e d u r e i n d i c a t e s t h a t t h e r e i s n o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s b e t w e e n t h e m e a n s ( T a b l e 1 0 ) . T h e r e f o r e , w h e n c o m p a r i n g n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s ( o r o t h e r s o l u t e s ) w i t h i n t h e f o r e s t e d s i t e s , a d j u s t m e n t ( n o r m a l i z a t i o n ) f o r a c o n s e r v a t i v e s o l u t e s u c h a s c h l o r i d e i n a n a t t e m p t t o c o r r e c t f o r e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n p r o v i d e s n o a d v a n t a g e . W i t h i n t h e a g r o n o m i c s i t e s , t h e m e a n c o n c e n t r a t i o n o f c h l o r i d e i n t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t i s n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h a t i n t h e f o r e s t e d s i t e s , w h i c h i s i n t e r e s t i n g b e c a u s e i t m i g h t b e e x p e c t e d t h a t t h e r e w o u l d b e g r e a t e r e v a p o c o n c e n t r a t i o n b y f o r e s t v e g e t a t i o n b e c a u s e o f l o n g e r g r o w i n g s e a s o n s , d e e p e r r o o t s , a n d a g r e a t e r c a n o p y l e a f s u r f a c e a r e a c o m p a r e d w i t h t h e a n n u a l r o w c r o p s . T h e c o n v e n t i o n a l i n p u t , r e d u c e d i n p u t , a n d n o - t i l l s y s t e m s s o m e t i m e s e x h i b i t e d e l e v a t e d c o n c e n t r a t i o n s o f c h l o r i d e t h a t m a k e t h e i r o v e r a l l m e a n s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t t h a n c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s i n t h e f o r e s t e d s i t e s a n d t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t . H o w e v e r , t h e e l e v a t e d c o n c e n t r a t i o n s c a n n o t b e a s c r i b e d t o e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n e f f e c t s b e c a u s e c h l o r i d e i s a d d e d t o t h e s e t r e a t m e n t s a s p o t a s h . I n a d d i t i o n , t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t r e c e i v e d o n e l e s s p o t a s h a p p l i c a t i o n t h a n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t a n d n o - t i l l t r e a t m e n t s ( T a b l e 2 ) . T h e r e f o r e , i t i s n o t p o s s i b l e t o n o r m a l i z e t h e n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n s f o r e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n e f f e c t s e v e n w h e n m a k i n g c o m p a r i s o n s a m o n g t h e s e t h r e e t r e a t m e n t s . 1 3 0 E v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n e f f e c t s w i l l h a v e l i t t l e b e a r i n g o n t h e c o m p a r i s o n s o f r e l a t i v e l e a c h i n g l o s s e s b e c a u s e o f t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n c h l o r i d e a n d n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s i n t h e s e t h r e e t r e a t m e n t s . F o r e x a m p l e , t h e n o - t i l l s y s t e m h a s t h e l o w e s t m e a n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n , b u t t h e h i g h e s t m e a n c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n . T h e c o n v e n t i o n a l i n p u t s y s t e m h a s a h i g h e r m e a n c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n t h a n t h e r e d u c e d i n p u t s y s t e m , b u t t h e r e d u c e d i n p u t s y s t e m h a s a h i g h e r m e a n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n . T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n n i t r a t e a n d c h l o r i d e w i t h i n t h e s e t h r e e t r e a t m e n t s i n d i c a t e s t h a t e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n i s n o t r e s p o n s i b l e f o r t h e r e l a t i v e l e a c h i n g l o s s e s e x p e c t e d a m o n g t h e s e t r e a t m e n t s . I n a d d i t i o n , c h l o r i d e e v i d e n t l y w a s r a p i d l y fl u s h e d f r o m t h e t r e a t m e n t s r e c e i v i n g p o t a s h . T h e m e d i a n c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s o f a l l t r e a t m e n t s r a n g e s f r o m a l o w o f 0 . 0 1 4 m e q / L i n t h e s u c c e s s i o n a l f o r e s t t r e a t m e n t t o a h i g h o f 0 . 0 5 4 m e q / L i n t h e d e c i d u o u s f o r e s t t r e a t m e n t ( T a b l e 1 1 ) , a n d t h e a g r o n o m i c t r e a t m e n t s r e c e i v i n g p o t a s h h a d m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s t h a t r a n g e d f r o m 0 . 0 2 5 m e q / L t o 0 . 0 3 4 m e q / L . T h e f a c t t h a t t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t c o n c e n t r a t i o n s a r e n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e f o r e s t e d t r e a t m e n t s c o m b i n e d w i t h t h e f a c t t h a t m e d i a n c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n s o f t h e a g r o n o m i c t r e a t m e n t s r e c e i v i n g p o t a s h l i e w i t h i n t h e r a n g e o f m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f t h e f o r e s t e d t r e a t m e n t s i n d i c a t e t h a t e v a p o r a t i v e c o n c e n t r a t i o n i s n o t a f a c t o r r e g u l a t i n g t h e c o n c e n t r a t i o n o f s o l u t e s i n s o i l s o l u t i o n . 1 3 1 I n fl u e n c e o f F o r e s t s R e l a t i v e t o p r e c i p i t a t i o n , t h e s o i l s o l u t i o n i n t h e d e c i d u o u s a n d c o n i f e r o u s f o r e s t s w a s e n r i c h e d i n n i t r a t e , w h i l e t h e s o l u t i o n i n t h e s u c c e s s i o n a l f o r e s t w a s d e p l e t e d ( F i g u r e 1 3 9 , T o p ) T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s w e r e 3 . 4 6 m g - N / L ( 0 . 2 4 7 m e q / L ) , 2 . 1 7 m g - N / L ( 0 . 1 5 5 m e q / L ) , 0 . 0 8 m g - N I L ( 0 . 0 0 6 m e q / L ) , a n d 1 . 6 8 m g - N / L ( 0 . 1 2 0 m e q / L ) i n t h e d e c i d u o u s t r e a t m e n t , c o n i f e r o u s t r e a t m e n t , s u c c e s s i o n a l t r e a t m e n t , a n d i n p r e c i p i t a t i o n , r e s p e c t i v e l y . M e d i a n c o n d u c t i v i t i e s w e r e a l s o v e r y l o w i n t h e f o r e s t e d t r e a t m e n t s r e l a t i v e t o o t h e r t r e a t m e n t s i n t h e s t u d y ( F i g u r e 1 3 9 , B o t t o m ) . F i s h e r ’ s ( p r o t e c t e d ) L S D t e s t a n d t h e b o x p l o t c o m p a r i s o n s b o t h i n d i c a t e s i g n i f i c a n t ( P < 0 . 0 5 ) d i f f e r e n c e s i n t h e m e a n a n d m e d i a n n i t r a t e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s b e t w e e n t h e s u c c e s s i o n a l a n d d e c i d u o u s f o r e s t a n d b e t w e e n t h e s u c c e s s i o n a l a n d c o n i f e r o u s f o r e s t ( T a b l e 1 2 , F i g u r e 1 4 0 , T o p ) . T h e m e d i a n a n d m e a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e i n t h e c o n i f e r o u s a n d d e c i d u o u s f o r e s t a r e n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t f r o m o n e a n o t h e r . I n fl u e n c e o f M a n a g e d A g r o e c o s y s t e m s T o d e t e r m i n e t h e r e l a t i v e i n fl u e n c e o f c o n v e n t i o n a l a g r i c u l t u r e o n n i t r a t e l e a c h i n g p o t e n t i a l , o n e c a n c o m p a r e t h e n a t i v e d e c i d u o u s f o r e s t s y s t e m t o a c o n v e n t i o n a l a g r o e c o s y s t e m . R e l a t i v e t o t h e d e c i d u o u s f o r e s t , t h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e i n t h e c o n v e n t i o n a l a g r i c u l t u r e s y s t e m w a s e n r i c h e d . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 3 . 4 6 m g - N I L ( 0 . 1 5 5 m e q / L ) i n t h e d e c i d u o u s f o r e s t , a n d 1 1 . 2 9 m g - N / L ( 0 . 8 0 6 m e q / L ) i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t I c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m ( T a b l e 1 a n d T a b l e 5 ) . I n a d d i t i o n , 1 3 2 s o i l s o l u t i o n s i n a g r o e c o s y s t e m s w e r e i o n i c a l l y r i c h r e l a t i v e t o p r e c i p i t a t i o n o r f o r e s t e d t r e a t m e n t s ( F i g u r e 1 3 9 , B o t t o m ) . F i s h e r ’ s ( p r o t e c t e d ) L S D t e s t a n d t h e b o x p l o t c o m p a r i s o n s b o t h i n d i c a t e t h a t t h e d i f f e r e n c e s i n m e a n a n d m e d i a n n i t r a t e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s b e t w e e n t h e d e c i d u o u s f o r e s t a n d t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t / c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m a r e s i g n i f i c a n t a t t h e 0 . 0 5 l e v e l ( T a b l e 1 2 , F i g u r e 1 4 0 , T o p ) . E f f e c t o f A g r i c u l t u r a l M a n a g e m e n t P r a c t i c e s T i l l a g e T h e e f f e c t o f c o n s e r v a t i o n t i l l a g e ( “ n o - t i l l ” ) p r a c t i c e s a n d v a r y i n g l e v e l s o f a g r o n o m i c c h e m i c a l i n p u t s c a n b e e v a l u a t e d b y c o m p a r i n g t h e e f f e c t o f d i f f e r e n t m a n a g e m e n t p r a c t i c e s o n m e a n a n d m e d i a n n i t r a t e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s r e l a t i v e t o a c o n v e n t i o n a l i n p u t I c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m . R e l a t i v e t o t h e c o n v e n t i o n a l s y s t e m , t h e m e d i a n n i t r a t e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n i n t h e n o — t i l l s y s t e m w a s l o w e r . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n w a s 1 1 . 2 9 m g - N / L ( 0 . 8 0 6 m e q / L ) i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t / c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m a n d 7 . 2 5 m g - N / L ( 0 . 5 1 8 m e q / L ) i n t h e n o - t i l l s y s t e m ( T a b l e 1 a n d T a b l e 5 ) . F i s h e r ’ s ( p r o t e c t e d ) L S D t e s t a n d t h e b o x p l o t c o m p a r i s o n s b o t h i n d i c a t e t h a t t h e d i f f e r e n c e s i n m e a n a n d m e d i a n n i t r a t e s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s b e t w e e n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t / c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m a n d t h e n o - t i l l s y s t e m a r e s i g n i f i c a n t a t t h e 0 . 0 5 l e v e l ( T a b l e 1 2 , F i g u r e 1 4 0 , B o t t o m ) . V a r y i n g L e v e l s o f I n p u t 1 3 3 R e l a t i v e t o t h e c o n v e n t i o n a l s y s t e m , t h e b o x p l o t c o m p a r i s o n i n d i c a t e s t h a t m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e w e r e h i g h e r i n t h e r e d u c e d i n p u t s y s t e m a n d l o w e r i n t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) s y s t e m . T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e w e r e 1 1 . 2 9 m g - N / L ( 0 . 8 0 6 m e q / L ) , 1 2 . 5 2 m g - N / L ( 0 . 8 9 5 m e q / L ) , a n d 8 . 3 3 m g - N / L ( 0 . 5 9 5 m e q / L ) i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t , r e d u c e d i n p u t , a n d z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) s y s t e m s , r e s p e c t i v e l y ( T a b l e 1 a n d T a b l e 5 ) . F i s h e r ’ s ( p r o t e c t e d ) L S D t e s t i n d i c a t e s t h a t t h e d i f f e r e n c e s i n m e a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e a r e s i g n i f i c a n t a t t h e 0 . 0 5 l e v e l b e t w e e n t h e z e r o i n p u t a n d t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t , a n d a l s o b e t w e e n t h e z e r o i n p u t a n d t h e r e d u c e d i n p u t ( T a b l e 1 2 ) . T h e m e a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e a r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t b e t w e e n r e d u c e d i n p u t a n d c o n v e n t i o n a l i n p u t . B o x p l o t c o m p a r i s o n s o f t h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e i n d i c a t e t h a t t h e o n l y s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e a t a 0 . 0 5 l e v e l i s b e t w e e n t h e r e d u c e d i n p u t a n d z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t s ( F i g u r e 1 4 1 , T o p ) . T h e r e a s o n t h a t t h e m e d i a n s o f t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t a n d z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t s a r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t w h i l e t h e m e a n s a r e s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t m a y b e t h e r e s u l t o f t h e i n fl u e n c e o f o u t l i e r s , w h i c h r a i s e t h e m e a n i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t ( F i g u r e 1 4 1 , B o t t o m ) . T h e i n fl u e n c e o f o u t l i e r s o n t h e m e a n a n d t h e r e d u c t i o n o f i n fl u e n c e o f o u t l i e r s o n t h e m e d i a n a r e t h e m a i n d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e s e t w o t y p e s o f h y p o t h e s i s t e s t i n g , a n d i s o n e r e a s o n t h a t I f a v o r t h e b o x p l o t c o m p a r i s o n s o v e r t h e m o r e c o m m o n l y u s e d A N O V A a p p r o a c h . 1 3 4 I t i s w o r t h n o t i n g t h a t b a s e d o n A N O V A t h e m e a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e i n t h e n o - t i l l s y s t e m i s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t a n d l o w e r t h a n i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t , r e d u c e d i n p u t , o r z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t s ; w h e r e a s b a s e d o n b o x p l o t c o m p a r i s o n s t h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e i n t h e n o - t i l l s y s t e m i s s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t a n d r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t o n l y , b u t i n d i s t i n g u i s h a b l e f r o m t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t ( F i g u r e 1 4 2 , T o p ) . R e l a t i v e L e a c h i n g L o s s e s W h e n a t t e m p t i n g t o e v a l u a t e n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s a s i n d i c a t o r s o f r e l a t i v e l e a c h i n g l o s s e s a m o n g t r e a t m e n t s , i t i s h e l p f u l t o s u m t h e d a t a f r o m e a c h t r e a t m e n t b e c a u s e s i m i l a r m e a n s a n d m e d i a n s m a y n o t b e i n d i c a t i v e o f r e l a t i v e l e a c h i n g l o s s e s i f t h e v a r i a n c e s a r e m a r k e d l y u n e q u a l b e t w e e n t r e a t m e n t s , w h i c h i s s o m e t i m e s t h e c a s e . W h e n e v a l u a t i n g d a t a t h i s w a y , t h e r e l a t i v e r a n k i n g o f n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s f r o m e a c h t r e a t m e n t d i s c u s s e d a b o v e i s a s f o l l o w s : C o n v . I n p u t / C o n v . T i l l > R e d u c e d I n p u t / C o n v . T i l l > C o n v . I n p u t I N o - T i l l > Z e r o I n p u t ( O r g a n i c ) > D e c i d u o u s F o r e s t > C o n i f e r o u s F o r e s t > S u c c e s s i o n a l F o r e s t W h i l e t h e c o n c l u s i o n s f r o m t h e r a n k i n g a r e t h e s a m e f o r m o s t t r e a t m e n t s a s w o u l d b e o b t a i n e d t h r o u g h b o x p l o t c o m p a r i s o n s , t h e l o w e r o v e r a l l p o t e n t i a l f o r n i t r a t e l e a c h i n g l o s s e s o f t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t b e c o m e s c l e a r e r w h e n e v a l u a t i n g t h e d a t a t h i s w a y . T a b l e 1 3 p r o v i d e s t h e n u m e r i c a l d a t a u p o n w h i c h t h i s r e l a t i v e r a n k i n g i s b a s e d . N e v e r t h e l e s s , n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s a n d 1 3 5 t h u s l e a c h i n g p o t e n t i a l a r e s t i l l q u i t e e l e v a t e d i n t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t c o m p a r e d t o t h e u n m a n a g e d , n a t u r a l v e g e t a t i o n t r e a t m e n t s . R e l a t i o n s h i p b e t w e e n N i t r o g e n a n d O t h e r C a t i o n s i n S o l u t i o n A c r o s s a l l t r e a t m e n t s , h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e i n s o i l s o l u t i o n s w e r e p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m ( r = 0 . 6 6 , p = 0 . 0 0 0 ) , m a g n e s i u m ( r = 0 . 4 5 , p = 0 . 0 0 0 ) , p o t a s s i u m ( r = 0 . 4 2 , p = 0 . 0 0 0 ) a n d s o d i u m ( r = 0 . 4 1 , p = 0 . 0 0 0 ) ( T a b l e 6 ) . T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n n i t r a t e a n d o t h e r c a t i o n s i n s o l u t i o n s u c h a s c a l c i u m a n d m a g n e s i u m i s p a r t i c u l a r l y s t r i k i n g w h e n t h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n s o f e a c h t r e a t m e n t a r e p l o t t e d t o g e t h e r ( F i g u r e 1 4 3 ) . A s t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e i n t h e s o i l s o l u t i o n i n c r e a s e s , t h e m e d i a n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m a n d m a g n e s i u m a l s o i n c r e a s e i n a l i n e a r f a s h i o n ( r = 0 . 9 a n d 0 . 8 , r e s p e c t i v e l y ) . P e r e n n i a l S y s t e m s ( A l f a l f a , P o p l a r , S u c c e s s i o n a l F i e l d ) O t h e r t r e a t m e n t s a t t h e K B S L T E R m a i n e x p e r i m e n t a l s i t e i n c l u d e a p e r e n n i a l a l f a l f a t r e a t m e n t , a f a s t - g r o w i n g p e r e n n i a l p o p l a r t r e a t m e n t , a n d a n h e r b a c e o u s s u c c e s s i o n a l fi e l d . T h e m e d i a n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s i n t h e s e t r e a t m e n t s w e r e 1 6 . 0 0 m g - N I L ( 1 . 1 4 m e q / L ) , 0 . 0 0 m g - N / L ( 0 . 0 0 m e q / L ) , a n d 0 . 2 3 m g - N I L ( 0 . 0 1 7 m e q / L ) , r e s p e c t i v e l y ( T a b l e 1 a n d T a b l e 5 ) . T h e a l f a l f a h a d b y f a r t h e h i g h e s t n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s o f a l l o f t h e t r e a t m e n t s . D i s c u s s i o n M e y e r a n d T u r n e r ( 1 9 9 2 ) a s s e r t t h a t t h e e x p a n s i o n o f a g r i c u l t u r a l l a n d i s w i d e l y r e c o g n i z e d a s o n e o f t h e m o s t s i g n i f i c a n t a l t e r a t i o n s t o t h e g l o b a l 1 3 6 e n v i r o n m e n t , a n d t h a t t h e t o t a l a r e a o f c u l t i v a t e d l a n d w o r l d w i d e h a s i n c r e a s e d 4 6 6 % f r o m 1 7 0 0 t o 1 9 8 0 . V i t o u s e k a n d M a t s o n ( 1 9 9 3 ) n o t e t h a t a s o f 1 9 9 0 , “ 8 0 m i l l i o n m e t r i c t o n s o f N w e r e p r o d u c e d i n i n d u s t r i a l N f i x a t i o n e a c h y e a r , a n d a n o t h e r 4 0 m i l l i o n t o n s w e r e f i x e d b y c r o p p l a n t s c a r r y i n g o u t b i o l o g i c a l N - f i x a t i o n ; t o g e t h e r , t h e s e h u m a n - c o n t r o l l e d i n p u t s w e r e e q u i v a l e n t t o a n n u a l N i n p u t s v i a n a t u r a l p r o c e s s e s . ” A t l e a s t o n e s t u d y r e p o r t e d t h a t u p t o 8 0 % o f t h e n i t r o g e n s u p p l i e d t o a g r i c u l t u r a l s y s t e m s b e c o m e s r e l e a s e d t o t h e s u r r o u n d i n g a i r o r w a t e r o r i s i m m o b i l i z e d i n t h e s o i l ( G r a n s t e d t , 2 0 0 0 ) . H o w a r t h e t a l . , ( 1 9 9 6 ) n o t e d t h a t n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s i n t h e m a j o r r i v e r s o f t h e n o r t h e a s t e r n U n i t e d S t a t e s h a v e i n c r e a s e d t h r e e - t o t e n f o l d s i n c e t h e e a r l y 1 9 0 0 3 , w h i c h t h e y a t t r i b u t e t o f e r t i l i z a t i o n a s w e l l a s o t h e r h u m a n a c t i v i t i e s . T h i s i s c o n s i s t e n t w i t h a s t u d y b y K e m p a n d D o d d s ( 2 0 0 1 ) t h a t s h o w e d t h a t n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s i n s t r e a m s i n c r e a s e d a s t h e p r o p o r t i o n o f a g r i c u l t u r e i n c r e a s e d i n w a t e r s h e d s i n K a n s a s . F u r t h e r m o r e , t h e r e s p o n s e t o d e c r e a s e s i n f e r t i l i z e r u s e c a n b e s l o w . A n 1 1 - y e a r s t u d y o f a L a t v i a n r i v e r s y s t e m ( S t a l n a c k e a e t a l . , 2 0 0 3 ) f o u n d t h a t o n l y 4 o f 1 2 s i t e s s h o w e d s i g n i fi c a n t d o w n w a r d t r e n d s , e v e n t h o u g h t h e p u r c h a s e o f m i n e r a l f e r t i l i z e r s h a d d e c r e a s e d i n t h e a r e a b y m o r e t h a n a f a c t o r o f 1 5 o v e r t h e s a m e p e r i o d . T h e r e s u l t s o f t h i s s t u d y a r e c o n s i s t e n t w i t h o t h e r s t u d i e s p e r f o r m e d i n E u r o p e ( G u s t a f s o n e t a l , 1 9 9 8 ; D e W i t a n d B e h r e n d t , 1 9 9 9 ; V a g s t a d e t a l , 2 0 0 0 ) . T h i s m a y b e b e c a u s e c h a n g e s i n t h e m i n e r a l i z a t i o n a n d i m m o b i l i z a t i o n o f n i t r o g e n i n s o i l s d e l a y a n d d i s p r o p o r t i o n a t e l y r e d u c e t h e 1 3 7 i m p a c t o f a r e d u c t i o n i n t h e N s u r p l u s ( O e n e m a a n d R o e s t , 1 9 9 8 ) a n d a l s o m a y r e fl e c t t h e s l o w t u r n o v e r o f g r o u n d w a t e r r e s e r v o i r s c o n t a i n i n g n i t r a t e . G i v e n t h e i m p o r t a n t r o l e n i t r o g e n p l a y s i n t h e e n v i r o n m e n t a n d t h e p o t e n t i a l l y s l o w r e c o v e r y o f e c o s y s t e m s t o e l e v a t e d n i t r a t e l o a d i n g , i t i s i m p o r t a n t t o u n d e r s t a n d t h e r e l a t i v e e f f e c t s o f v e g e t a t i o n a n d m a n a g e m e n t p r a c t i c e s o n n i t r a t e l o s s e s v i a l e a c h i n g . F o r e s t s S o i l s o l u t i o n s i n a l l o f t h e f o r e s t e d t r e a t m e n t s w e r e m o r e i o n i c a l l y d i l u t e t h a n i n t h e a g r o n o m i c t r e a t m e n t s , e a c h w i t h m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n d u c t i v i t i e s b e l o w 1 0 0 ( F i g u r e 1 3 9 , B o t t o m ) . T h e l o w e r c o n d u c t i v i t i e s m a y r e s u l t b e c a u s e b a s e c a t i o n s t h a t c o n t r i b u t e t o c o n d u c t i v i t y a r e n o t r e l e a s e d i n t o t h e s o i l s o l u t i o n a s m u c h w h e n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s a r e l o w . C o m p a r e d t o t h e d e c i d u o u s a n d c o n i f e r f o r e s t s y s t e m s , t h e s u c c e s s i o n a l f o r e s t t r e a t m e n t a p p e a r e d t o d r a w n i t r a t e d o w n t o l o w e r c o n c e n t r a t i o n s . T h i s r e s u l t i s c o n s i s t e n t w i t h t h e t h e o r y p u t f o r t h b y V i t o u s e k a n d R e i n e r s ( 1 9 7 5 ) t h a t n i t r a t e l o s s e s a r e e x p e c t e d t o i n c r e a s e a s s t a n d s a g e b e c a u s e e c o s y s t e m r e t e n t i o n o f l i m i t i n g n u t r i e n t s s h o u l d d e c r e a s e f r o m s t r o n g r e t e n t i o n i n s t a n d s t h a t a r e r a p i d l y a c c u m u l a t i n g b i o m a s s t o e s s e n t i a l l y n o n e t r e t e n t i o n i n s t e a d y - s t a t e o l d g r o w t h s y s t e m s . T h i s t h e o r y i s a l s o s u p p o r t e d b y t h e l o w c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e i n t h e s o i l s o l u t i o n s b e n e a t h t h e f a s t - g r o w i n g p e r e n n i a l p o p l a r s y s t e m , w h e r e n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s w e r e g e n e r a l l y b e l o w d e t e c t a b l e l e v e l s . I n t e r e s t i n g l y , t h e h e r b a c e o u s s u c c e s s i o n a l f i e l d t r e a t m e n t a l s o h a d v e r y l o w m e a n a n d m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e . T h e l o w c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e i n t h i s 1 3 8 t r e a t m e n t a r e l i k e l y r e l a t e d t o t h e o v e r a l l n u t r i e n t u s e e f f i c i e n c y o f t h e s e s y s t e m s , a l t h o u g h p u b l i s h e d s t u d i e s s p e c i f i c t o n u t r i e n t u s e e f fi c i e n c y i n s u c c e s s i o n a l f i e l d s c o u l d n o t b e f o u n d . H i g h n u t r i e n t u s e e f f i c i e n c y i n s u c c e s s i o n a l f i e l d s m i g h t b e e x p l a i n e d b y t h e h y p o t h e s e s o f d i f f e r e n t i a l r e s o u r c e l i m i t a t i o n a n d m i c r o - h a b i t a t d i f f e r e n t i a t i o n ( B r a a k h e k k e a n d H o o f t m a n , 1 9 9 9 ) A g r i c u l t u r a l e c o s y s t e m s T h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e i n t h e c o n v e n t i o n a l a g r o e c o s y s t e m w a s n e a r l y f o u r t i m e s a s g r e a t a s t h a t i n t h e d e c i d u o u s f o r e s t t r e a t m e n t . I n c r e a s e d s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e i n t h e c o n v e n t i o n a l a g r i c u l t u r e t r e a t m e n t r e l a t i v e t o t h e n a t i v e d e c i d u o u s f o r e s t t r e a t m e n t a r e n o t s u r p r i s i n g g i v e n t h e n i t r o g e n f e r t i l i z e r s a n d o t h e r a m e n d m e n t s t h i s a g r i c u l t u r a l s y s t e m r e c e i v e s . D e s p i t e a d d i t i o n a l n i t r o g e n b e i n g a d d e d t o t h e n o - t i l l s y s t e m i n 2 0 0 0 i n t h e f o r m o f a m m o n i u m s u l f a t e , t h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m h a d s i g n i fi c a n t l y h i g h e r m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e . T h e fi n d i n g o f h i g h e r n i t r a t e b e n e a t h c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m s i s c o n s i s t e n t w i t h a p r e v i o u s s t u d y p e r f o r m e d i n G e o r g i a , U S A . ( H o u s e e t a l . , 1 9 8 4 ) . T h e r e a s o n s f o r i n c r e a s e d s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e b e n e a t h c o n v e n t i o n a l t i l l m a y b e i n c r e a s e d u p t a k e o f n i t r o g e n b y w e e d s i n t h e n o - t i l l s y s t e m , a n d / o r h i g h e r r a t e s o f N m i n e r a l i z a t i o n i n c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m s d u e t o s t i m u l a t i o n b y t i l l a g e ( S t i n n e r e t a l . , 1 9 8 4 ) . 1 3 9 T h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t d i d n o t r e c e i v e a n y a m m o n i u m s u l f a t e , b u t o t h e r w i s e r e c e i v e d t h e s a m e a m e n d m e n t s a s t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t , b u t a t a r e d u c e d l e v e l a n d / o r f r e q u e n c y ( T a b l e 2 ) . I n a d d i t i o n , t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t h a d a l e g u m e c o v e r c r o p w h i l e t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t d i d n o t . D e s p i t e t h e h i g h e r i n p u t s o f n i t r o g e n f e r t i l i z e r i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t s y s t e m , t h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e w e r e n o t s i g n i fi c a n t l y d i f f e r e n t b e t w e e n t h e r e d u c e d i n p u t a n d t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t s . I n f a c t , t h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e w a s s l i g h t l y h i g h e r i n t h e r e d u c e d i n p u t s y s t e m ( T a b l e 8 , F i g u r e 1 4 1 , T o p ) . T h i s m a y b e d u e t o t h e d i f f e r e n c e s i n t h e N - m i n e r a l i z a t i o n p o t e n t i a l o f t h e t r e a t m e n t s . I n a p r e v i o u s s t u d y a t t h e K B S L T E R , R o b e r t s o n e t a l . , ( 2 0 0 0 ) e s t i m a t e d t h e N - m i n e r a l i z a t i o n p o t e n t i a l t o b e g r e a t e s t i n t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t a n d l o w e s t i n t h e c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m . T h e g r e a t e r N - m i n e r a l i z a t i o n p o t e n t i a l i n t h e r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t m a y b e t h e r e s u l t o f f e r t i l i z a t i o n c o m b i n e d w i t h t h e p r e s e n c e o f t h e w i n t e r l e g u m e c o v e r c r o p w h i c h c o n t r i b u t e s b o t h l i t t e r a n d n i t r o g e n ( v i a fi x a t i o n ) t o t h e s o i l . W h i l e t h e m e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l y b e t w e e n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t a n d t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t , A N O V A i n d i c a t e d t h a t t h e m e a n s d i f f e r e d s i g n i fi c a n t l y . I n a d d i t i o n , t h e v a r i a n c e i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t t r e a t m e n t w a s m u c h g r e a t e r t h a n t h e v a r i a n c e i n t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t , r e s u l t i n g i n a g r e a t e r r e l a t i v e l e a c h i n g l o s s f r o m t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t s y s t e m . T h e h i g h e r v a r i a n c e o f n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s i n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t s y s t e m m a y b e t h e r e s u l t o f t h e p u l s e d 1 4 0 i n p u t s o f f e r t i l i z e r , w h i c h r e s u l t i n l a r g e r l o s s e s o f n i t r a t e v i a l e a c h i n g ( M a t s o n , e t a l . , 1 9 9 7 ) . A s t h e v a r i a n c e s a r e n o t e q u a l a m o n g t r e a t m e n t s , t h i s a l s o c a l l s t h e A N O V A r e s u l t s i n t o q u e s t i o n . T h e n o - t i l l s y s t e m e x h i b i t e d l o w e r c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r a t e t h a n t h e c o n v e n t i o n a l i n p u t a n d r e d u c e d i n p u t t r e a t m e n t s , b u t h i g h c o n c e n t r a t i o n s ( a n d t h u s p r e s u m a b l y g r e a t e r l e a c h i n g l o s s e s ) t h a n t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t . R e l a t i v e t o t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t , t h e a d v a n t a g e s o f t h e n o - t i l l s y s t e m m a y b e o f f - s e t b y t h e h i g h ( c o n v e n t i o n a l ) i n p u t s o f n i t r o g e n l f e r t i l i z e r s . M a n a g e m e n t I m p l i c a t i o n s I n t e r m s o f r e d u c i n g o v e r a l l l o s s e s o f n i t r o g e n v i a l e a c h i n g i n a g r o n o m i c s y s t e m s , t h e d a t a s u g g e s t t h a t t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t r e s u l t s i n t h e l o w e s t l o s s e s o f n i t r a t e v i a l e a c h i n g o f a l l o f t h e r o w - c r o p t r e a t m e n t s e x a m i n e d . R e d u c i n g n i t r a t e l e a c h i n g m a y , h o w e v e r , c o m e a t t h e c o s t o f a n i n c r e a s e d g l o b a l w a r m i n g p o t e n t i a l . I n a s t u d y c o n d u c t e d a t t h e K B S L T E R o f t h e g l o b a l w a r m i n g p o t e n t i a l o f t h e s e s a m e t r e a t m e n t s , R o b e r t s o n e t a l . ( 2 0 0 0 ) f o u n d t h a t t h e n o - t i l l t r e a t m e n t h a d a l o w e r n e t g l o b a l w a r m i n g p o t e n t i a l t h a n t h e z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) t r e a t m e n t , w h i l e i t s a n n u a l n e t p r i m a r y p r o d u c t i v i t y w a s s l i g h t l y h i g h e r . R e d u c t i o n s i n n i t r a t e l o s s e s v i a l e a c h i n g i s o n l y o n e o f t h e e n v i r o n m e n t a l i m p a c t s t h a t m u s t b e c o n s i d e r e d w h e n c h o o s i n g a m o n g a l t e r n a t i v e a g r o n o m i c m a n a g e m e n t p r a c t i c e s . I t i s c l e a r t h a t w i t h i n t h e K B S L T E R , c o n v e n t i o n a l i n p u t / c o n v e n t i o n a l t i l l s y s t e m s i n c l u d i n g p a r t i c u l a r l y a l f a l f a a r e l e s s e n v i r o n m e n t a l l y d e s i r a b l e c o m p a r e d w i t h o t h e r a v a i l a b l e m a n a g e m e n t o p t i o n s . 1 4 1 R E F E R E N C E S A l l e n , W . B . , M i l l e r , J . B . , a n d W o o d , W W . 1 9 7 2 . A v a i l a b i l i t y o f w a t e r i n K l a m a z o o C o u n t y , M i c h i g a n . U S . G e o l o g i c a l S u r v e y W a t e r - S u p p l y P a p e r 1 9 7 3 . 1 2 9 p A m i n o t A , K i r k w o o d D S & K é r o u e l R . 1 9 9 7 . D e t e r m i n a t i o n o f a m m o n i a i n s e a w a t e r b y t h e i n d o p h e n o l - b l u e m e t h o d : E v a l u a t i o n o f t h e I C E S N U T S I / C 5 q u e s t i o n n a i r e . M a r . C h e m . 5 6 : 5 9 - 7 5 . A n d e r s s o n A J , M a c k e n z i e F T . 2 0 0 4 . S h a l l o w - w a t e r o c e a n s : A s o u r c e o r s i n k f o r a t m o s p h e r i c C O 2 ? F r o n t i e r s i n E c o l o g y a n d E v o l u t i o n 2 : 3 4 8 - 3 5 3 . B a r o n , J . S . , M D . H a r t m a n , T . G . F . K i t t e l , L . E . B a n d , D . S . O j i m a , a n d R . B . L a m m e r s . 1 9 9 8 . E f f e c t s o f l a n d c o v e r , w a t e r r e d i s t r i b u t i o n , a n d t e m p e r a t u r e o n e c o s y s t e m p r o c e s s e s i n t h e S o u t h P l a t t e B a s i n . E c o l o g i c a l A p p l i c a t i o n s 8 ( 4 ) : 1 3 0 7 - 1 0 5 1 . B e r n e r R A . 1 9 9 9 . A n e w l o o k a t t h e l o n g - t e r m c a r b o n c y c l e . G S A T o d a y 9 : 1 - 6 . B l e t t e V L , N e w t o n R M . 1 9 9 6 . E f f e c t s o f w a t e r s h e d l i m i n g o n t h e s o i l c h e m i s t r y o f W o o d s L a k e , N e w Y o r k . B i o g e o c h e m i s t r y 3 2 : 1 7 5 - 1 9 4 . B o h l k e J K . 2 0 0 2 . G r o u n d w a t e r r e c h a r g e a n d a g r i c u l t u r a l c o n t a m i n a t i o n . H y d r o g e o l o g y J o u r n a l 1 0 : 1 5 3 - 1 7 9 . B o h l k e J K , D e n v e r J M . 1 9 9 5 . C o m b i n e d u s e o f g r o u n d w a t e r d a t i n g , c h e m i c a l , a n d i s o t o p i c a n a l y s e s t o r e s o l v e t h e h i s t o r y a n d f a t e o f n i t r a t e c o n t a m i n a t i o n i n t w o a g r i c u l t u r a l w a t e r s h e d s , A t l a n t i c c o a s t a l p l a i n , M a r y l a n d . W a t e r R e s o u r c e s R e s e a r c h 3 1 : 2 3 1 9 - 2 3 3 9 . B o x , G . E . P . 1 9 5 4 . S o m e t h e o r e m s o n q u a d r a t i c f o r m s a p p l i e d i n t h e s t u d y o f a n a l y s i s o f v a r i a n c e p r o b l e m s , I I . E f f e c t o f i n e q u a l i t y o f v a r i a n c e s a n d c o r r e l a t i o n b e t w e e n e r r o r s i n t h e t w o - w a y c l a s s i fi c a t i o n . A n n a l s o f M a t h e m a t i c a l S t a t i s t i c s 2 5 : 4 8 4 - 4 9 8 . B r a a k h e k k e , W . G . a n d D . A . P . H o o f t m a n . 1 9 9 9 . T h e r e s o u r c e b a l a n c e h y p o t h e s i s o f p l a n t s p e c i e s d i v e r s i t y i n g r a s s l a n d . J o u r n a l o f V e g e t a t i v e S c i e n c e 1 0 : 1 8 7 - 2 0 0 . B r a d y N C ( 1 9 9 0 ) T h e N a t u r e a n d P r o p e r t i e s o f S o i l s , 1 0 ” 7 e d . M a c m i l l a n , N e w Y o r k , 6 2 1 p p . B r a d y , N C . a n d R R . W e l l . 1 9 9 5 . T h e n a t u r e a n d p r o p e r t y o f s o i l s . 5 t h E d i t i o n . P r e n t i c e H a l l , N J . 1 4 2 C a l d e i r a K , M o r g a n M G , B a l d o c c h i D , B r e w e r P G , C h e n C T A , N a b u u r s G J , N a k i c e n o v i c N , R o b e r t s o n G P . 2 0 0 4 . A p o r t f o l i o o f c a r b o n m a n a g e m e n t o p t i o n s . I n : T h e G l o b a l C a r b o n C y c l e ( e d s F i e l d C B , R a u p a c h M R ) , p p . 1 0 3 - 1 3 0 . I s l a n d P r e s s , W a s h i n g t o n , D C , U S A C a n t r e l l K J , S e r k i z S M , P e r d u e E M . , 1 9 9 0 . E v a l u a t i o n o f a c i d n e u t r a l i z i n g c a p a c i t y d a t a f o r s o l u t i o n s c o n t a i n i n g n a t u r a l o r g a n i c a c i d s . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a 5 4 : 1 2 4 7 - 1 2 5 4 . C A S T ( C o u n c i l f o r A g r i c u l t u r a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ) . 2 0 0 4 . C l i m a t e C h a n g e a n d G r e e n h o u s e G a s M i t i g a t i o n : C h a l l e n g e s a n d O p p o r t u n i t i e s f o r A g r i c u l t u r e . T a s k F o r c e R e p o r t N o . 1 4 1 . A m e s , I o w a , U S A . 1 2 0 p p . C h a m b e r s , J . M . W . S . C l e v e l a n d , B . K l e i n e r , P . A . T u k e y . 1 9 8 3 . C h a p t e r 3 : C o m p a r i n g D a t a D i s t r i b u t i o n s , i n G r a p h i c a l m e t h o d s f o r d a t a a n a l y s i s , D u x b u r y P r e s s , B o s t o n . C l a a s s e n , H . C . , H a l m , D R , 1 9 9 6 . E s t i m a t e s o f e v a p o t r a n s p i r a t i o n o r e f f e c t i v e m o i s t u r e i n R o c k y M o u n t a i n w a t e r s h e d s f r o m c h l o r i d e i o n c o n c e n t r a t i o n s i n s t r e a m b a s e fl o w . W a t e r R e s o u r . R e s . 3 2 , 3 6 3 — 3 7 2 . C o l e , D . W . a n d M . R a p p . 1 9 8 1 . E l e m e n t c y c l i n g i n f o r e s t e c o s y s t e m s . P p . 3 4 1 - 4 0 9 . I n D . E . R e i c h l e ( e d . ) , D y n a m i c P r o p e r t i e s o f F o r e s t E c o s y s t e m s . C a m b r i d g e U n i v e r s i t y P r e s s , C a m b r i d g e . C o m p t o n , J . E . a n d R D . B o o n e . 2 0 0 0 . L o n g - t e r m i m p a c t s o f a g r i c u l t u r e o n s o i l c a r b o n a n d n i t r o g e n i n N e w E n g l a n d f o r e s t s . E c o l o g y 8 1 ( 8 ) : 2 3 1 4 - 2 3 3 0 . D a h l g r e n , R . A . , U g o l i n i , F . C . , S h o j i , S . , I t o , T . , S l e t t e n , R S , 1 9 9 1 . S o i l - f o r m i n g p r o c e s s e s i n A l i c M e l a n u d a n d s u n d e r J a p a n e s e p a m p a s g r a s s a n d o a k . S o i l S c i . S o c . A m . J . 5 5 , 1 0 4 9 — 1 0 5 6 . D a v i d s o n E A , A c k e r m a n I L , 1 9 9 3 . C h a n g e s i n s o i l c a r b o n i n v e n t o r i e s f o l l o w i n g c u l t i v a t i o n o f p r e v i o u s l y u n t i l l e d s o i l . B i o g e o c h e m i s t r y 2 0 , 1 6 1 - 1 9 3 . D e W i t , M . , B e h r e n d t , H . , 1 9 9 9 . N i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s e m i s s i o n s f r o m s o i l t o s u r f a c e w a t e r i n t h e R h i n e a n d E l b e b a s i n s . W a t e r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y 3 9 : 1 0 9 - 1 1 6 . D r e e s L R , W i l d i n g L P , N o r d t L C ( 2 0 0 1 ) R e c o n s t r u c t i o n o f s o i l i n o r g a n i c a n d o r g a n i c c a r b o n s e q u e s t r a t i o n a c r o s s b r o a d g e o c l i m a t i c r e g i o n s . I n : S o i l C a r b o n S e q u e s t r a t i o n a n d t h e G r e e n h o u s e E f f e c t ( e d L a l R ) , p p . 1 5 5 - 1 7 2 . S o i l S c i e n c e S o c i e t y o f A m e r i c a , S p e c i a l P u b l i c a t i o n N o . 5 7 , M a d i s o n , W I , U S A . ‘ D r i f t a n d B e d r o c k A q u i f e r s , B a r r y C o u n t y , M i c h i g a n , U S A . E n v i r o n . G e o l . 1 4 3 E v a n g e l o u , V . P . , L . D . W h i t t i g , a n d K . K . T a n j i . 1 9 8 4 . A n a u t o m a t e d m a n o m e t r i c m e t h o d f o r q u a n t i t a t i v e d e t e r m i n a t i o n o f c a l c i t e a n d d o l o m i t e . S o i l S c i . S o c . A m . J . 4 8 : 1 2 3 6 - 1 2 3 9 . F a l k e n g r e n - G r e r u p , U . , D J t e n B r i n k , a n d J . B r u n e t . 2 0 0 6 . L a n d u s e e f f e c t s o n s o i l N , P , C a n d p H p e r s i s t o v e r 4 0 - 8 0 y e a r s o f f o r e s t g r o w t h o n a g r i c u l t u r a l s o i l s . F o r e s t E c o l o g y a n d M a n a g e m e n t 2 2 5 : 7 4 - 8 1 . F a n A M , S t e i n b e r g V E . 1 9 9 6 . H e a l t h i m p l i c a t i o n s o f n i t r a t e a n d n i t r i t e i n d r i n k i n g w a t e r : a n u p d a t e o n m e t h e m o g l o b i n e m i a o c c u r r e n c e a n d r e p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y . R e g u l T o x i c o l P h a r m a c o l 2 3 : 3 5 — 4 3 F e n c h e l , T . , G M . K i n g , a n d T H B l a c k b u r n . 1 9 9 8 . B a c t e r i a l b i o g e o c h e m i s t r y : T h e e c o p h y s i o l o g y o f m i n e r a l c y c l i n g . S e c o n d e d . A c a d e m i c P r e s s , S a n D i e g o . 3 0 7 p . F e n n , M . E . , M . A . P o t h , J . D . A b e r , J . S . B a r o n , B . T . B o r m a n n , D . W . J o h n s o n , A . D . L e m l y , S . G . M c N u I t y , D . F . R y a n a n d R . S t o t t l e m y e r . 1 9 9 8 . N i t r o g e n e x c e s s i n N o r t h A m e r i c a n e c o s y s t e m s : p r e d i s p o s i n g f a c t o r s , e c o s y s t e m r e s p o n s e s , a n d m a n a g e m e n t s t r a t e g i e s . E c o l o g i c a l A p p l i c a t i o n s 8 ( 3 ) : 7 0 6 — 7 3 3 . F i s h e r J , D i g g l e A , B o w d e n B . 2 0 0 3 . Q u a n t i f y i n g t h e a c i d b a l a n c e f o r b r o a d - a c r e a g r i c u l t u r a l s y s t e m s . I n : H a n d b o o k o f S o i l A c i d i t y ( e d R e n g e l 2 ) , p p . 1 1 7 - 1 3 3 . M a r c e l - D e k k e r , N e w Y o r k . F i s h e r J , D i g g l e A , B o w d e n B . 2 0 0 3 . Q u a n t i f y i n g t h e a c i d b a l a n c e f o r b r o a d - a c r e a g r i c u l t u r a l s y s t e m s . I n : H a n d b o o k o f S o i l A c i d i t y ( e d R e n g e l 2 ) , p p . 1 1 7 - 1 3 3 . M a r c e l - D e k k e r , N e w Y o r k . F i s h e r , R A . 1 9 2 6 . T h e a r r a n g e m e n t o f f i e l d e x p e r i m e n t s . J o u r n a l o f t h e M i n i s t r y o f A g r i c u l t u r e o f G r e a t B r i t a i n . 3 3 : 5 0 3 - 5 1 3 . F i s h e r , R A . 1 9 3 5 . T h e d e s i g n o f e x p e r i m e n t s . E d i n b u r g h : O l i v e r a n d B o y d . F r a n z l u e b b e r s A J , S t e i n e r J L . 2 0 0 2 . C l i m a t i c i n fl u e n c e s o n s o i l o r g a n i c C s t o r a g e w i t h n o t i l l a g e . I n : A g r i c u l t u r e P r a c t i c e s a n d P o l i c i e s f o r C a r b o n S e q u e s t r a t i o n i n S o i l ( e d s K i m b l e J M , L a l R , F o l l e t t R F ) , p p . 7 1 - 8 6 . C R C P r e s s , B o c a R a t o n , F l o r i d a , U S A . G a i l l a r d e t J , D u p r é B , L o u v a t P , A l l e g r e C J . 1 9 9 9 . G l o b a l s i l i c a t e w e a t h e r i n g a n d C 0 2 c o n s u m p t i o n r a t e s d e d u c e d f r o m t h e c h e m i s t r y o f l a r g e r i v e r s . C h e m i c a l G e o l o g y 1 5 9 : 3 - 3 0 . 1 4 4 G o l t e r m a n , H . L . a n d R S . C l y m o . 1 9 6 9 . M e t h o d s f o r c h e m i c a l a n a l y s i s o f f r e s h w a t e r s . B l a c k w e l l , O x f o r d . 1 7 2 p . G r a n s t e d t , A . 2 0 0 0 . I n c r e a s i n g t h e e f fi c i e n c y o f p l a n t n u t r i e n t r e c y c l i n g w i t h i n t h e a g r i c u l t u r a l s y s t e m a s a w a y o f r e d u c i n g t h e l o a d t o t h e e n v i r o n m e n t - e x p e r i e n c e f r o m S w e d e n a n d F i n l a n d . A g r i c u l t u r e , E c o s y s t e m s a n d E n v i r o n m e n t 8 0 2 1 6 9 - 1 8 5 G r u n z w e i g , J M . , 8 . S p a r r o w a n d F . S T C h a p i n I I I . 2 0 0 3 . I m p a c t o f f o r e s t c o n v e r s i o n t o a g r i c u l t u r e o n c a r b o n a n d n i t r o g e n m i n e r a l i z a t i o n i n s u b a r c t i c A l a s k a . B i o g e o c h e m i s t r y 6 4 : 2 7 1 — 2 9 6 . G u s t a f s o n , A . , F l e i s c h e r , S . , J o e l s s o n , A . , 1 9 9 8 . D e c r e a s e d l e a c h i n g a n d i n c r e a s e d r e t e n t i o n p o t e n t i a l c o - o p e r a t i v e m e a s u r e s t o r e d u c e d i f f u s e n i t r o g e n l o a d o n a w a t e r s h e d l e v e l . W a t e r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y 3 8 : 1 8 1 - 1 8 9 . H a g e n - T h o r n , A . , C a l l e s e n , l . , A r r n o l a i t i s , K . , N i h l g a r d , B . , 2 0 0 4 . T h e i m p a c t o f s i x E u r o p e a n t r e e s p e c i e s o n t h e c h e m i s t r y o f m i n e r a l t o p s o i l i n f o r e s t p l a n t a t i o n s o n f o r m e r a g r i c u l t u r a l l a n d . F o r . E c o l . M a n a g . 1 9 5 : 3 7 3 — 3 8 4 . H a m i l t o n , S . K . , A . L . K u r z m a n , C . A r a n g o , L . J i n , a n d G P . R o b e r t s o n . I n r e v i e w . E v i d e n c e f o r c a r b o n s e q u e s t r a t i o n b y a g r i c u l t u r a l l i m i n g . G l o b a l C h a n g e B i o l o g y . H e l y a r K R , P o r t e r W M . 1 9 8 9 . S o i l a c i d i fi c a t i o n , i t s m e a s u r e m e n t a n d t h e p r o c e s s e s i n v o l v e d . I n : S o i l A c i d i t y a n d P l a n t G r o w t h ( e d R o b s o n A D ) , p p . 6 1 - 1 0 1 . A c a d e m i c P r e s s , S y d n e y . H o u g h t o n , J T , M e i r a F i l h o L G , L i m B , T r e a n t o n K , M a m a t y I , B o n d u k i Y , G r i g g s D J , C a l l a n d e r B A . ( e d s ) . 1 9 9 7 . R e v i s e d 1 9 9 6 I P C C G u i d e l i n e s f o r N a t i o n a l G r e e n h o u s e G a s I n v e n t o r i e s . H a d l e y C e n t r e M e t e o r o l o g i c a l O f fi c e , U n i t e d K i n g d o m . H o u s e , G . J . , R . R . S t i n n e r , D . A . C r o s s l e y , J r . , a n d E R O d u m . 1 9 8 4 . N i t r o g e n c y c l i n g i n c o n v e n t i o n a l a n d n o - t i l l a g e a g r o - e c o s y s t e m s : a n a l y s i s o f p a t h w a y s a n d p r o c e s s e s . T h e J o u r n a l o f A p p l i e d E c o l o g y 2 1 ( 3 ) : 9 9 1 - 1 0 1 2 . H o w a r t h , R . W . , D . P . S w a n e y , T . J . B u t l e r , a n d R . M a r i n o . 2 0 0 0 . C l i m a t i c c o n t r o l o n e u t r o p h i c a t i o n o f t h e H u d s o n R i v e r e s t u a r y . E c o s y s t e m s 3 : 2 1 0 - 2 1 5 . I t o , P K . 1 9 8 0 . R o b u s t n e s s o f A N O V A a n d M A N O V A t o t e s t p r o c e d u r e s . I n H a n d b o o k o f S t a t i s t i c s , V o l 1 . ( P R . K r i s h n a i a h , e d , A m s t e r d a m : N o r t h - H o l l a n d ) , p p . 1 9 9 - 2 3 6 . 1 4 5 J a c k s o n , R . B . , S . R . C a r p e n t e r , C . N . D a h m , D . M . M c K n i g h t , R . J . N a i m a n , S . L . P o s t e l , a n d S R . R u n n i n g . 2 0 0 1 . W a t e r i n a c h a n g i n g w o r l d . E c o l o g i c a l A p p l i c a t i o n s , 1 1 ( 4 ) : 1 0 2 7 - 1 0 4 5 . J i n , L , W i l l i a m s E L , S z r a m e k K J , W a l t e r L M , H a m i l t o n S K . 2 0 0 6 . R e l a t i v e c o n t r i b u t i o n s o f s i l i c a t e v e r s u s c a r b o n a t e m i n e r a l w e a t h e r i n g i n s o i l s d e v e l o p e d o n P l e i s t o c e n e g l a c i a l d r i f t : A n i n t e g r a t e d s t u d y o f s o i l a n d s o i l w a t e r g e o c h e m i s t r y a c r o s s a n e n v i r o n m e n t a l g r a d i e n t f r o m t h e U p p e r — t o L o w e r - P e n i n s u l a s o f M i c h i g a n ( U S A ) . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a , i n r e v i e w . J o b b a g y , E . G . , J a c k s o n , R B , 2 0 0 3 . P a t t e r n s a n d m e c h a n i s m s o f s o i l a c i d i f i c a t i o n i n t h e c o n v e r s i o n o f g r a s s l a n d s t o f o r e s t s . B i o g e o c h e m i s t r y 6 4 , 2 0 5 — 2 2 9 . J o h n s o n - M a y n a r d J . L . , R . C . G r a h a m b , P . J . S h o u s e c , S . A . Q u i d e a u . 2 0 0 5 . B a s e c a t i o n a n d s i l i c o n b i o g e o c h e m i s t r y u n d e r p i n e a n d s c r u b o a k m o n o c u l t u r e s : i m p l i c a t i o n s f o r w e a t h e r i n g r a t e s . G e o d e m l a 1 2 6 : 3 5 3 — 3 6 5 J o h n s o n - M a y n a r d , J . L . , M c D a n i e l , P . A . , F e r g u s o n , D . E . , F a l e n A . L . , 1 9 9 7 . C h e m i c a l a n d m i n e r a l o g i c a l c o n v e r s i o n o f A n d i s o l s f o l l o w i n g i n v a s i o n b y b r a c k e n f e r n . S o i l S c i . S o c . A m . J . 6 1 : 5 4 9 - 5 5 5 . K B S L T E R W e b s i t e : h t t p : / I l t e r . k b s . m s u . e d u K e h e w , A . E . a n d B r e w e r , M K . 1 9 9 2 . G r o u n d w a t e r Q u a l i t y V a r i a t i o n s i n G l a c i a l K e m p , M e l o d y J . a n d W K . D o d d s . 2 0 0 1 . S p a t i a l a n d t e m p o r a l p a t t e r n s o f n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n s i n p r i s t i n e a n d a g r i c u l t u r a l l y - i n fl u e n c e d p r a i r i e s t r e a m s . B i o g e o c h e m i s t r y 5 3 : 1 2 5 — 1 4 1 . K n o p s , J . M . H , a n d D a v i d T i l m a n . 2 0 0 0 . D y n a m i c s o f s o i l n i t r o g e n a n d c a r b o n a c c u m u l a t i o n f o r 6 1 y e a r s a f t e r a g r i c u l t u r a l a b a n d o n m e n t . E c o l o g y 8 1 : 8 8 - 9 8 . K u e h l , R C . 2 0 0 0 . D e s i g n o f e x p e r i m e n t s : S t a t i s t i c a l p r i n c i p l e s o f r e s e a r c h d e s i g n a n d a n a l y s i s . ( 2 I n d e d i t i o n , D u x b u r y P r e s s , P a c i f i c G r o v e , C A ) . L a j t h a , K , J a r r e l l W M , J o h n s o n D W , S o l l i n s P . 1 9 9 9 . C o l l e c t i o n o f s o i l s o l u t i o n . I n : S t a n d a r d S o i l M e t h o d s f o r L o n g - T e r m E c o l o g i c a l R e s e a r c h ( e d s R o b e r t s o n G P , B l e d s o e C S , C o l e m a n D C , S o l l i n s P ) , p p . 1 6 6 - 1 8 2 . O x f o r d U n i v e r s i t y P r e s s , N e w Y o r k . 1 4 6 L a l , R , K i m b l e J M , F o l l e t t R F , C o l e C V . 1 9 9 9 . T h e P o t e n t i a l o f U S . C r o p l a n d t o S e q u e s t e r C a r b o n a n d M i t i g a t e t h e G r e e n h o u s e E f f e c t . C R C P r e s s , B o c a R a t o n , F L , U S A , 1 4 4 p p . L e l o n g , F . , D u p r a z , C . , D u r a n d , P . , D i d o n - L e s c o t , J . F . , 1 9 9 0 . E f f e c t s o f v e g e t a t i o n t y p e o n t h e b i o g e o c h e m i s t r y o f s m a l l c a t c h m e n t s ( M o n t L o z e r e , F r a n c e ) . J o u r n a l o f H y d r o l o g y 1 1 6 : 1 2 5 — 1 4 5 . L e y d e c k e r , A . , a n d J M . M e l a c k . 2 0 0 0 . E s t i m a t i n g e v a p o r a t i o n i n s e a s o n a l l y s n o w - c o v e r e d c a t c h m e n t s i n S i e r r a N e v a d a , C a l i f o r n i a . J o u r n a l o f H y d r o l o g y 2 3 6 : 1 2 1 - 1 3 8 . L i k e n s , G . E . , F . H . B o r m a n n , N . M . J o h n s o n , D . W . F i s h e r , a n d R S . P i e r c e . 1 9 7 0 . E f f e c t s o f f o r e s t c u t t i n g a n d h e r b i c i d e t r e a t m e n t o n n u t r i e n t b u d g e t s i n t h e H u b b a r d B r o o k w a t e r s h e d - e c o s y s t e m . E c o l o g i c a l M o n o g r a p h s 4 0 : 2 3 - 4 7 . I L o e p p e r t , R . H . ; S u a r e z , D . L . 1 9 9 6 C a r b o n a t e a n d g y p s u m . P p . 4 3 7 - 4 7 4 i n : M e t h o d s o f s o i l a n a l y s i s . P a r t 3 . C h e m i c a l m e t h o d s . S o i l S c i e n c e S o c i e t y o f A m e r i c a , M a d i s o n . M a t s o n , P . A . , W . J . P a r t o n , A . G . P o w e r , a n d M . J . S w i f t . 1 9 9 7 . A g r i c u l t u r a l i n t e n s i f i c a t i o n a n d e c o s y s t e m p r o p e r t i e s . S c i e n c e 2 2 7 ( 5 3 2 5 ) : 5 0 4 - 5 0 9 . M c G i l l , R . , J . W . T u k e y , a n d W . A . L a r s e n . 1 9 7 8 . V a r i a t i o n s o f B o x p l o t s . T h e A m e r i c a n S t a t i s t i c i a n , V o l . 3 2 , 1 9 7 8 , p p . 1 2 - 1 6 . M e y e r , W . B . a n d B L . T u r n e r I I . 1 9 9 2 . A n n u . R e v E c o l . S y s t . 2 3 : 3 9 . M i l l e r , H . G . , M . H . U n s w o r t h , l . T h . R o s e n q v i s t , G . A b r a h a m s e n . 1 9 8 4 . D e p o s i t i o n - p l a n t — s o i l i n t e r a c t i o n s [ a n d d i s c u s s i o n ] . P h i l o s o p h i c a l T r a n s a c t i o n s o f t h e R o y a l S o c i e t y o f L o n d o n . S e r i e s B , B i o l o g i c a l S c i e n c e s , 3 0 5 ( 1 1 2 4 ) : 3 3 9 - 3 5 2 . M i l l i m a n J D . 1 9 9 3 . P r o d u c t i o n a n d a c c u m u l a t i o n o f c a l c i u m - c a r b o n a t e i n t h e o c e a n — b u d g e t o f a n o n s t e a d y s t a t e . G l o b a l B i o g e o c h e m i c a l C y c l e s 7 : 9 2 7 - 9 5 7 . N A D P I N T N . 1 9 9 7 . N a t i o n a l A t m o s p h e r i c D e p o s i t i o n P r o g r a m ( N R S P - 3 ) / N a t i o n a l T r e n d s N e t w o r k m e a n s o f a n n u a l v o l u m e - w e i g h t e d m e a n s f o r 1 9 7 9 - 9 6 f r o m t h e K B S s t a t i o n ( M l 2 6 ) , d o w n l o a d e d 2 D e c 1 9 9 7 . N A D P I N T N C o o r d i n a t i o n O f fi c e , I l l i n o i s S t a t e W a t e r S u r v e y , 2 2 0 4 G r i f f i t h D r . , C h a m p a i g n , I L 6 1 8 2 0 . N e l s o n , L . 8 . , " E v a l u a t i n g O v e r l a p p i n g C o n f i d e n c e I n t e r v a l s , " J o u r n a l o f Q u a l i t y T e c h n o l o g y , V o l . 2 1 , 1 9 8 9 , p p . 1 4 0 - 1 4 1 . 1 4 7 N i h l g a r d , B . , 1 9 7 1 . P e d o l o g i c a l i n fl u e n c e o f s p r u c e p l a n t e d o n f o r m e r b e e c h f o r e s t s o i l s i n S c a n i a , s o u t h S w e d e n . O i k o s 2 2 , 3 0 2 — 3 1 4 . O e n e m a , 0 . , R o e s t , C . W . J . , 1 9 9 8 . N i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s l o s s e s f r o m a g r i c u l t u r e i n t o s u r f a c e w a t e r ; t h e e f f e c t s o f p o l i c i e s a n d m e a s u r e s i n t h e N e t h e r l a n d s . W a t e r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y 3 7 : 1 9 - 3 0 . P . M . V i t o u s e k a n d P A . M a t s o n . 1 9 9 3 . I n B i o g e o c h e m i s t r y o f G l o b a l C h a n g e : R a d i a t i v e / y A c t i v e T r a c e G a s e s . R . O r e m l a n d , E d . ( C h a p m a n & H a l l , N e w Y o r k , 1 9 9 3 ) , p p 1 9 3 - 2 0 8 . P l u m m e r L N , P a r k h u r s t D L , W i g l e y T M . 1 9 7 9 . C r i t i c a l r e v i e w o f t h e k i n e t i c s o f c a l c i t e d i s s o l u t i o n a n d p r e c i p i t a t i o n . I n : C h e m i c a l M o d e l i n g i n A q u e o u s S y s t e m s , p p . 5 3 7 - 5 7 3 . A m e r i c a n C h e m i c a l S o c i e t y S y m p o s i u m 9 3 . Q u a l l s , R . G . , B . L . H a i n e s , a n d W T S w a n k . 1 9 9 1 . F l u x e s o f d i s s o l v e d o r g a n i c n u t r i e n t s a n d h u m i c s u b s t a n c e s i n a d e c i d u o u s f o r e s t . E c o l o g y 7 2 : 2 5 4 - 2 6 6 . R a v e n , J . A . , B . W o l l e n w e b e r , a n d L L . H a n d l e y . 1 9 9 2 . A c o m p a r i s o n o f a m m o n i u m a n d n i t r a t e a s n i t r o g e n s o u r c e s f o r p h o t o l i t h o t r o p h s . N e w P h y t o l . 1 2 1 : 1 9 - 3 2 . R a y m o n d P A , C o l e J J . 2 0 0 3 . I n c r e a s e i n t h e e x p o r t o f a l k a l i n i t y f r o m N o r t h A m e r i c a ' s l a r g e s t r i v e r . S c i e n c e 3 0 2 : 8 8 - 9 1 . R e a r d o n E J , A l l i s o n G B , a n d F r i t z P . 1 9 7 9 . S e a s o n a l c h e m i c a l a n d i s o t o p i c v a r i a t i o n s o f s o i l C O 2 a t T r o u t C r e e k , O n t a r i o . J o u r n a l o f H y d r o l o g y 4 3 : 3 5 5 - 3 7 1 . R e a r d o n E J , M o z e t o A A , F r i t z P . 1 9 8 0 . R e c h a r g e i n n o r t h e r n c l i m e c a l c a r e o u s s a n d y s o i l s : s o i l w a t e r c h e m i c a l a n d c a r b o n - 1 4 e v o l u t i o n . G e o c h i m i c a e t C o s m o c h i m i c a A c t a 4 4 : 1 7 2 3 - 1 7 3 5 . R e i c h , P . B . , B . D . K l o e p e e l , D . S . E l l s w o r t h , a n d M B . W a l t e r s . 1 9 9 5 . D i f f e r e n t p h o t o s y n t h e s i s - n i t r o g e n r e l a t i o n s i n d e c i d u o u s h a r d w o o d a n d e v e r g r e e n c o n i f e r o u s t r e e s p e c i e s . O e c o l o g i a 1 0 4 : 2 4 - 3 0 . R h e a u m e , S J . 1 9 9 0 . G e o h y d r o l o g y a n d w a t e r q u a l i t y o f K a l a m a z o o C o u n t y , M i c h i g a n , 1 9 8 6 - 8 8 . U S . G e o l o g i c a l S u r v e y W a t e r - R e s o u r c e s I n v e s t i g a t i o n s R e p o r t 9 0 - 4 0 2 8 . 1 0 2 p . R i c h t e r , D . D . , M a r k e w i t z , D . , W e l l s , C . G . , A l l e n , H . L . , A p r i l , R . , H e i n e , P . R . , U r r e g o , B . 1 9 9 4 . S o i l c h e m i c a l c h a n g e d u r i n g t h r e e d e c a d e s i n a n o l d - f i e l d l o b l o l l y p i n e ( P i n u s t a e d a L . ) e c o s y s t e m . E c o l o g y 7 5 : 1 4 6 3 — 1 4 7 3 . 1 4 8 R o b e r t s o n G P . 1 9 9 7 . N i t r o g e n u s e e f f i c i e n c y i n r o w c r o p a g r i c u l t u r e : c r o p n i t r o g e n u s e a n d s o i l n i t r o g e n l o s s . I n : E c o l o g y i n A g r i c u l t u r e ( e d J a c k s o n L ) , p p . 3 4 7 - 3 6 5 . A c a d e m i c P r e s s , N e w Y o r k . R o b e r t s o n , G . P . , E . A . P a u l , R . R . H a r w o o d . 2 0 0 0 . G r e e n h o u s e G a s e s i n I n t e n s i v e A g r i c u l t u r e : C o n t r i b u t i o n s o f I n d i v i d u a l G a s e s t o t h e R a d i a t i v e F o r c i n g o f t h e A t m o s p h e r e . S c i e n c e 2 8 9 : 1 9 2 2 - 1 9 2 5 . S a n c h e z J E , H a n l v o o d R R , W i l l s o n T C , K i z i l k a y a K , S m e e n k J , P a r k e r E , P a u l E A , K n e z e k B D , R o b e r t s o n G P ( 2 0 0 4 ) M a n a g i n g s o i l c a r b o n a n d n i t r o g e n f o r p r o d u c t i v i t y a n d e n v i r o n m e n t a l q u a l i t y . A g r o n o m y J o u r n a l 9 6 : 7 6 9 - 7 7 5 . S c h a b e n b e r g e r , O . 1 9 9 9 . C o u r s e P a c k : S t a t i s t i c a l M e t h o d s f o r B i o l o g i s t s I . ( S T T 4 6 4 ) . V i r g i n i a T e c h U n i v e r s i t y . S c h l e s i n g e r W H . 1 9 9 7 . B i o g e o c h e m i s t r y : A n A n a l y s i s o f G l o b a l C h a n g e , 2 " “ e d . A c a d e m i c , N e w Y o r k , 5 8 8 p p . S c h l e s i n g e r W H . 1 9 9 9 . C a r b o n s e q u e s t r a t i o n i n s o i l s . S c i e n c e 2 8 4 : 2 0 9 5 . S c h l e s i n g e r W H . 2 0 0 0 . C a r b o n s e q u e s t r a t i o n i n s o i l s : s o m e c a u t i o n s a m i d s t o p t i m i s m . A g r i c u l t u r e , E c o s y s t e m s , a n d E n v i r o n m e n t 8 2 ( 1 / 3 ) : 1 2 1 - 1 2 7 . S c h n o o r J , S t u m m W . 1 9 8 5 . A c i d i fi c a t i o n o f a q u a t i c a n d t e r r e s t r i a l s y s t e m s . I n : C h e m i c a l P r o c e s s e s i n L a k e s ( e d S t u m m W ) , p p . 3 1 1 - 3 3 8 . W i l e y , N e w Y o r k . S e m h i K , S u c h e t P A , C l a u e r N , P r o b s t J L . 2 0 0 0 . I m p a c t o f n i t r o g e n f e r t i l i z e r s o n t h e n a t u r a l w e a t h e r i n g - e r o s i o n p r o c e s s e s a n d fl u v i a l t r a n s p o r t i n t h e G a r o n n e b a s i n . A p p l i e d G e o c h e m i s t r y 1 5 : 8 6 5 - 8 7 8 . S h r o d e r , J . J . , D . S c h o l e fi e l d , F . C a b r a o l a n d G . H o f m a n . 2 0 0 4 . T h e e f f e c t s o f n u t r i e n t l o s s e s f r o m a g r i c u l t u r e o n g r o u n d a n d s u r f a c e w a t e r q u a l i t y : t h e p o s i t i o n o f s c i e n c e i n d e v e l o p i n g i n d i c a t o r s f o r r e g u l a t i o n . E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n d P o l i c y 7 : 1 5 - 2 3 . S i n s a b a u g h , R . L . , R . K . A n t i b u s , A . E . L i n k i n s , C . A . M c C l a u g h e r t y , L . R a y b u r n , D . R e p e r t , a n d T . W e i l a n d . 1 9 9 3 . W o o d d e c o m p o s i t i o n : N i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s d y n a m i c s i n r e l a t i o n t o e x t r a c e l l u l a r e n z y m e a c t i v i t y . E c o l o g y 7 4 : 1 5 8 6 - 1 5 9 3 . S t a l l a r d R F , E d m o n d J M . 1 9 8 7 . G e o c h e m i s t r y o f t h e A m a z o n . 3 . W e a t h e r i n g c h e m i s t r y a n d l i m i t s t o d i s s o l v e d i n p u t s . J o u r n a l o f G e o p h y s i c a l R e s e a r c h 9 2 ( C 8 ) : 8 2 9 3 - 8 3 0 2 . 1 4 9 S t a l n a c k e a , P . , A . G r i m v a l l b , C . L i b i s e l l e r b , M . L a z n i k c , I . K o k o r i t e . 2 0 0 3 . T r e n d s i n n u t r i e n t c o n c e n t r a t i o n s i n L a t v i a n r i v e r s a n d t h e r e s p o n s e t o t h e d r a m a t i c c h a n g e i n a g r i c u l t u r e . J o u r n a l o f H y d r o l o g y 2 8 3 : 1 8 4 - 2 0 5 . S t i n n e r , B . R . , D . A . C r o s s l e y , J r . , E . P . O d u m , a n d R . L . T o d d . 1 9 8 4 . N u t r i e n t b u d g e t s a n d i n t e r n a l c y c l i n g o f N , P , K , C a , a n d M g i n c o n v e n t i o n a l t i l l a g e , n o - t i l l a g e , a n d o l d - f i e l d e c o s y s t e m s o n t h e G e o r g i a P i e d m o n t . E c o l o g y 6 5 ( 2 ) : 3 5 4 - 3 6 9 . S t u m m W , M o r g a n J . 1 9 9 6 . A q u a t i c C h e m i s t r y : C h e m i c a l E q u i l i b r i a a n d R a t e s i n N a t u r a W a t e r s , 3 r d e d . W i l e y , N e w Y o r k , 1 0 2 2 p p . S z r a m e k K , W a l t e r L M . 2 0 0 4 . I m p a c t o f c a r b o n a t e p r e c i p i t a t i o n o n r i v e r i n e i n o r g a n i c c a r b o n m a s s t r a n s p o r t f r o m a m i d - c o n t i n e n t , f o r e s t e d w a t e r s h e d . A q u a t i c G e o c h e m i s t r y 1 0 , 9 9 - 1 3 7 . . T a n g C , R e n g e l Z . 2 0 0 3 . R o l e o f p l a n t c a t i o n / a n i o n u p t a k e r a t i o i n s o i l a c i d i fi c a t i o n . I n : H a n d b o o k o f S o i l A c i d i t y ( e d R e n g e l 2 ) , p p . 5 7 - 8 1 . M a r c e l - D e k k e r , N e w Y o r k . T h o e n , G r e g o r y F . , 1 9 9 0 . S o i l s u r v e y o f B a r r y C o u n t y , M i c h i g a n / U n i t e d S t a t e s D e p a r t m e n t o f A g r i c u l t u r e , S o i l C o n s e r v a t i o n S e r v i c e ; i n c o o p e r a t i o n w i t h M i c h i g a n A g r i c u l t u r a l E x p e r i m e n t S t a t i o n , M i c h i g a n D e p a r t m e n t o f A g r i c u l t u r e , a n d M i c h i g a n T e c h n o l o g i c a l U n i v e r s i t y . T i l m a n D , F a r g i o n e J , W o l f f B , D ' A n t o n i o C , D o b s o n A , H o w a r t h R , S c h i n d l e r D , S c h l e s i n g e r W H , S i m b e r l o f f D , a n d S w a c k h a m e r D . 2 0 0 1 . F o r e c a s t i n g a g r i c u l t u r a l l y d r i v e n g l o b a l e n v i r o n m e n t a l c h a n g e . S c i e n c e 2 9 2 : 2 8 1 - 2 8 4 . U g o l i n i , F . C . , M i n d e n , R . , D a w s o n , H . , Z a c h a r a , J . , 1 9 7 7 . A n e x a m p l e o f s o i l p r o c e s s e s i n t h e A b i e s a m a b i l i s z o n e o f c e n t r a l c a s c a d e s , W a s h i n g t o n . S o i l S c i . 1 2 4 , 2 9 1 — 3 0 3 . V a g s t a d , N . , J a n s o n s , V . , L o i g u , E . , D e e l s t r a , J . , 2 0 0 0 . N u t r i e n t l o s s e s f r o m a g r i c u l t u r a l a r e a s i n t h e G u l f o f R i g a d r a i n a g e b a s i n . E c o l o g i c a l E n g i n e e r i n g 1 4 : 4 3 5 - 4 4 1 . V e l l e m a n , P F , a n d D C . H o a g l i n . 1 9 8 1 . A p p l i c a t i o n s , B a s i c s , a n d C o m p u t i n g o f E x p l o r a t o r y D a t a A n a l y s i s , D u x b u r y P r e s s . V i t o u s e k , P M . a n d W A . R e i n e r s . 1 9 7 5 . E c o s y s t e m s u c c e s s i o n a n d n u t r i e n t r e t e n t i o n : a h y p o t h e s i s . B i o S c i e n c e 2 5 : 3 7 6 - 3 8 1 . V o s , J . a n d P . E . L . v a n d e r P u t t e n . 2 0 0 4 . N u t r i e n t c y c l i n g i n a c r o p p i n g s y s t e m w i t h p o t a t o , s p r i n g w h e a t , s u g a r b e e t , o a t s a n d n i t r o g e n c a t c h c r o p s . I I . 1 5 0 E f f e c t o f c a t c h c r o p s o n n i t r a t e l e a c h i n g i n a u t u m n a n d w i n t e r . N u t r i e n t C y c l i n g i n A g r o e c o s y s t e m s 7 0 : 2 3 — 3 1 . W e s t T O , M a r l a n d G . 2 0 0 2 . A s y n t h e s i s o f c a r b o n s e q u e s t r a t i o n , c a r b o n e m i s s i o n s , a n d n e t c a r b o n fl u x f r o m a g r i c u l t u r e : c o m p a r i n g t i l l a g e p r a c t i c e s i n t h e U n i t e d S t a t e s . A g r i c u l t u r e , E c o s y s t e m s , a n d E n v i r o n m e n t 9 1 : 2 1 7 - 2 3 2 . W e s t T O , M c B r i d e A C . 2 0 0 5 . T h e c o n t r i b u t i o n o f a g r i c u l t u r a l l i m e t o c a r b o n d i o x i d e e m i s s i o n s i n t h e U n i t e d S t a t e s : d i s s o l u t i o n , t r a n s p o r t , a n d n e t e m i s s i o n s . A g r i c u l t u r e , E c o s y s t e m s a n d E n v i r o n m e n t 1 0 8 : 1 4 5 - 1 5 4 . W e s t T O , P o s t W M . 2 0 0 2 . S o i l o r g a n i c c a r b o n s e q u e s t r a t i o n r a t e s b y t i l l a g e a n d c r o p r o t a t i o n : A g l o b a l d a t a a n a l y s i s . S o i l S c i e n c e S o c i e t y o f A m e r i c a J o u r n a l 6 6 : 1 9 3 0 - 1 9 4 6 . W e t z e l , R . G . a n d G E . L i k e n s . 2 0 0 0 . L i m n o l o g i c a l a n a l y s e s . 3 r d e d . S a u n d e r s . 4 2 9 p . W i l l s o n , T . 1 9 9 8 . M a n a g i n g n i t r o g e n m i n e r a l i z a t i o n a n d b i o l o g i c a l l y a c t i v e o r g a n i c m a t t e r f r a c t i o n s i n a g r i c u l t u r a l s o i l s . P h . D . D i s s e r t a t i o n , M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y , E a s t L a n s i n g , M i c h i g a n , U S A . W r i g h t R F . 1 9 8 4 . N o r w e g i a n m o d e l s f o r s u r f a c e w a t e r c h e m i s t r y : A n o v e r v i e w . I n : M o d e l i n g o f t o t a l a c i d p r e c i p i t a t i o n i m p a c t s ( e d S c h n o o r J L ) , p p . 7 3 - 8 7 . B u t t e r w o r t h P u b l i s h e r s , B o s t o n , M A , U S A . 1 5 1 u q ; : . 3 . 9 5 9 y , ' . . . 0 V . . m w . u ' ‘ n ' h ‘ i I _ . a ' — - ‘ ~ _ . ' § ' s . i 7 . ’ f n . - a - 7 a m ; l % m r ' “ . 3 2 ‘ * 3 - : 5 ' ‘ ’ 2 : 7 1 ~ , £ r 9 » 3 l « ~ ' “ " ' . 1 . . . . ' } ‘ a ” { , 5 n m " a . ’ : 1 . ) ‘ I D Q . L I B R A R Y M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y P L A C E I N R E T U R N B O X t o r e m o v e t h i s c h e c k o u t f r o m y o u r r e c o r d . T O A V O I D F I N E S r e t u r n o n o r b e f o r e d a t e d u e . M A Y B E R E C A L L E D w i t h e a r l i e r d u e d a t e i f r e q u e s t e d . D A T E D U E D A T E D U E D A T E D U E 6 / 0 1 c : / C | R C / D a t e D u e . p 6 5 - p . 1 5 C H A N G E S I N M A J O R S O L U T E C H E M I S T R Y A S W A T E R I N F I L T R A T E S S O I L S : C O M P A R I S O N S B E T W E E N M A N A G E D A G R O E C O S Y S T E M S A N D U N M A N A G E D V E G E T A T I O N V O L U M E I I B y A m a n d a L o r d K u r z m a n A D I S S E R T A T I O N S u b m i t t e d t o M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y i n p a r t i a l f u l fi l l m e n t O f t h e r e q u i r e m e n t s f o r t h e d e g r e e o f D O C T O R O F P H I L O S O P H Y D e p a r t m e n t o f Z o o l o g y 2 0 0 6 A P P E N D I C E S 1 5 2 A P P E N D I X A T a b l e s 1 5 3 ? f 9 7 O 7 T a l i n " l l T r e i T 1 T 2 T 3 T a b l e 1 : S u m m a r y o f T r e a t m e n t s . N o t e : C e r e a l r y e w a s u s e d a s a c o v e r c r o p i n T 6 i n 1 9 9 9 a n d 2 0 0 0 . T r e a t m e n t C o m m u n i t y V e g e t a t i o n C h e m i c a l I n p u t I T i l l i n g M a n a g e d ! T y p e P r a c t i c e U n m a n a g e d T 1 A n n u a l C o r n / C o n v e n t i o n a l l n p u t / M a n a g e d C r o p p i n g S o y b e a n / C o n v e n t i o n a l T i l l s y s t e m W h e a t R o t a t i o n T 2 A n n u a l C o r n / C o n v e n t i o n a l I n p u t / N O - M a n a g e d C r o p p i n g S o y b e a n / T i l l s y s t e m W h e a t R o t a t i o n T 3 A n n u a l C o r n / R e d u c e d I n p u t / M a n a g e d C r o p p i n g S o y b e a n / C o n v e n t i o n a l T i l l s y s t e m W h e a t R o t a t i o n + C l o v e r C o v e r C r o p T 4 A n n u a l C o r n / R e d u c e d I n p u t O r g a n i c / M a n a g e d C r o p p i n g S o y b e a n / C o n v e n t i o n a l T i l l s y s t e m W h e a t R o t a t i o n + C l o v e r C o v e r C r o p T 5 P e r e n n i a l P o p l a r T r e e s H e r b i c i d e o n l y / M a n a g e d C r o p p i n g C o n v e n t i o n a l T i l l S y s t e m T 6 P e r e n n i a l A l f a l f a H e r b i c i d e a n d L i m e O n l y M a n a g e d C r O p p i n g / C o n v e n t i o n a l T i l l S y s t e m T 7 E a r l y M i x e d N o I n p u t / L a s t t i l l e d i n U n m a n a g e d S u c c e s s i o n a l h e r b a c e o u s 1 9 8 9 C o m m u n i t y v e g e t a t i o n C F C o n i f e r o u s C o n i f e r N o I n p u t U n m a n a g e d F o r e s t P l a n t a t i o n D F D e c i d u o u s M i x e d N O I n p u t U n m a n a g e d F o r e s t H a r d w o o d S F S u c c e s s i o n a l M i x e d N o I n p u t U n m a n a g e d F o r e s t s H a r d w o o d 1 5 4 ” l § l 1 5 ' - i l E » l m l m l m : : 1 5 1 : l : ; l g i I 1 1 9 1 $ [ , , [ z : l i i é ] § / 3 § ] § : [ ~ / 3 é l ; I ] O / u m [ n o M a t T a b l e 2 : S u m m a r y o f A g r o n o m i c I n p u t s . D a t e d e i t i v e [ D e s c r i p t i o n [ A m o u n t [ A m o u n t [ R e p l i c a t e T 1 : C o n v e n t i o n a l I n p u t l C o n v e n t i o n a l T i l l 4 / 2 0 / 1 9 9 9 L i m e 0 . 5 t o n s / a c r e 1 . 1 2 M g / h a A l l 5 / 1 9 / 1 9 9 9 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 2 5 l b s / a c r e 2 8 k g / h a A l l 6 / 3 0 / 1 9 9 9 N H 4 N O 3 3 4 - 0 - 0 7 8 . 3 l b s N / a c r e 8 7 . 7 k g / h a A l l 4 / 5 / 2 0 0 1 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 1 2 g a l / a c r e A l l 4 / 1 8 / 2 0 0 1 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 1 2 g a l / a c r e A l l 8 / 2 4 / 2 0 0 1 A m m o n i u m s u l f a t e 5 0 l b s / 6 h a 8 . 3 3 l b s / h a A l l 4 / 2 0 / 2 0 0 2 P o t a s h 0 - 0 - 6 0 1 2 5 l b s / a c r e A l l 5 / 8 / 2 0 0 2 L I L S t a r t e r F e r t i l i z e r 1 9 - 1 7 - 0 1 2 g a l / a c r e R 2 / R 3 5 / 1 0 / 2 0 0 2 L i q S t a r t e r F e r t i l i z e r 1 9 - 1 7 - 0 1 2 fi / a c r e R 4 7 / 1 / 2 0 0 2 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 1 1 1 l b s N / a c r e A l l 4 / 2 6 / 2 0 0 3 1 1 - 5 2 - 0 1 4 6 l b s / h a A l l 4 / 2 6 / 2 0 0 3 P o t a s h 0 - 0 — 6 0 3 1 1 l b s / h a A l l T 2 : C o n v e n t i o n a l I n p u t I N o T i l l 4 / 2 0 / 1 9 9 9 L i m e 0 . 8 t o n s / a c r e 1 . 7 M g / h a A l l 5 / 1 4 / 1 9 9 9 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 2 5 l b s / a c r e 2 8 k g / h a A l l 6 / 2 9 / 1 9 9 9 N H 4 N O 3 3 4 - 0 - 0 7 8 . 3 l b s N / a c r e 8 7 . 7 k g / h a A l l 5 / 2 6 / 2 0 0 0 A m m o n i u m s u l f a t e 5 0 l b s / 6 h a 8 . 3 3 l b s / h a A l l 4 / 5 / 2 0 0 1 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 1 2 g a l / a c r e A l l 4 / 1 8 / 2 0 0 1 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 1 2 g a l / a c r e A l l 8 / 2 4 / 2 0 0 1 A m m o n i u m s u l f a t e 5 0 I b s / 6 h a 8 . 3 3 l b s / h a A l l 4 / 2 0 / 2 0 0 2 P o t a s h 0 - 0 - 6 0 1 2 5 l b s / a c r e A l l 4 / 2 6 / 2 0 0 2 A m m o n i u m s u l f a t e 5 0 I b s / 6 h a 8 . 3 3 l b s / h a A l l 5 / 1 0 / 2 0 0 2 L i q S t a r t e r F e r t i l i z e r 1 9 - 1 7 - 0 1 2 g a l / a c r e A l l 7 / 1 / 2 0 0 2 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 1 1 1 l b s N / a c r e A l l 4 / 2 6 / 2 0 0 3 1 1 - 5 2 - 0 1 4 6 l b s / h a A l l 4 / 2 6 / 2 0 0 3 P o t a s h 0 — 0 - 6 0 3 1 1 l b s / h a A l l T 3 : R e d u c e d I n p u t l C o n v e n t i o n a l T i l l 4 / 2 0 / 1 9 9 9 L i m e 0 . 5 t o n s / a c r e 1 . 1 2 M l / h a A l l 5 / 1 3 / 1 9 9 9 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 2 5 l b s / a c r e 2 8 k g N / h a R 2 5 / 1 4 / 1 9 9 9 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 2 5 l b s / a c r e 2 8 k g N / h a R 3 / R 4 4 / 5 / 2 0 0 1 2 8 % u r e a a m m o n i u m n i t r a t e 1 4 fl I / a c r e A l l 4 / 2 0 / 2 0 0 2 P o t a s h 0 - 0 - 6 0 1 2 5 l b s / a c r e A l l 5 / 1 5 / 2 0 0 2 L i q S t a r t e r F e r t i l i z e r 1 9 - 1 7 - 0 1 2 g a l / a c r e A l l T 6 : P e r e n n i a l I A l f a l f a 4 / 2 0 / 1 9 9 9 L i m e 0 . 5 t o n s / a c r e 1 . 1 2 M g / h a A l l 8 / 2 9 / 2 0 0 1 A m m o n i u m s u l f a t e 2 . 5 l b s / a c r e A l l 1 5 5 T a b t r e a A d d N H 4 N O 3 C a ” M g ” C I ' 8 0 4 ‘ K i ‘ T a b l e 3 : S u m m a r y O f m a j o r i o n s a n d e l e m e n t s a d d e d t o e a c h a g r o n o m i c t r e a t m e n t . A d d i t i o n N H 4 + N 0 3 ' C a 2 + M 9 2 + C l ' 8 0 4 ' T 1 T 2 1 5 6 T 3 T 4 T 6 X X X X X X X X X X X T a b l e T h e r e “ c o n s t T a k e n F r e s h l S C R N N T T a b l e 4 : E q u i v a l e n t c o n d u c t a n c e o f m a j o r i o n s i n u S / c m p e r m e q a t 2 5 ° C . T h e r e a r e d i s c r e p a n c i e s O f 1 % t o 5 % i n d i f f e r e n t r e p o r t e d v a l u e s f o r t h e s e “ c o n s t a n t s ” . I o n p S / c m ; I o n p S / c m ; 2 5 ° C 2 5 ° C O H ' 1 9 2 H + 3 5 0 H c o g ‘ 4 4 . 5 1 / 2 C a ” 6 0 . 0 1 / 2 C O ? 6 9 . 3 1 / 2 M g 2 + 5 3 . 0 C I - 7 6 . 4 K + 7 4 N 0 3 ’ 7 1 . 5 N a + 5 0 . 5 1 / 2 s o ? 8 0 N H 4 * 7 4 F e 2 + 5 4 T a k e n f r o m : P a g e 5 3 , I B P H a n d b o o k N o . 8 , M e t h o d s f o r C h e m i c a l A n a l y s i s O f F r e s h W a t e r s , H . L . G o l t e r m a n a n d R S . C l y m O , 1 9 6 9 . P u b l i s h e d b y B l a c k w e l l S c i e n t i fi c P u b l i c a t i o n s , O x f o r d a n d E d i n b u r g h . 1 5 7 1 5 8 T a b l e 5 : H y d r o c h e m i c a l c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e s o i l s o l u t i o n s o f t e n t r e a t m e n t s i n t h e K 8 8 L T E R N e t w o r k i n s o u t h w e s t M i c h i g a n f o r s a m p l i n g p e r i o d s d u r i n g M a r c h 1 9 9 9 — J u n e 2 0 0 3 . V a l u e s r e p r e s e n t t h e n u m b e r o f s a m p l e s ( n ) , t h e f i r s t q u a r t i l e ( Q 1 ) , t h e m e d i a n , a n d t h e t h i r d q u a r t i l e ( Q 3 ) f o r e a c h v a r i a b l e . C o n c e n t r a t i o n u n i t s a r e g i v e n h e r e i n t h e m o s t c o m m o n l y u s e d f o r m s t o f a c i l i t a t e c o m p a r i s o n s w i t h o t h e r s o u r c e s o f i n f o r m a t i o n . D i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n ( D O C ) , T o t a l D i s s o l v e d P h o s p h o r u s ( T D P ) a n d A m m o n i u m - N m e a s u r e m e n t s w e r e m a d e o n s a m p l e s f r o m M a r c h 1 9 9 9 — M a y 2 0 0 0 . 6 7 7 5 3 1 1 ) L / 4 3 2 3 2 6 5 4 7 2 4 4 4 5 7 0 0 0 0 0 0 0 3 8 7 8 0 . . . . . . . . . . . . . 0 0 0 0 0 0 0 4 4 8 2 ) Q 7 1 g 1 1 m ( N 2 4 2 1 0 1 1 0 0 6 9 0 L / g 1 m 1 ( - 7 8 1 4 5 3 . . . . . . . 0 0 0 0 0 0 0 8 4 6 2 6 9 m 0 0 0 0 0 0 0 m . . . . . . u 2 3 3 1 1 1 u i n 4 8 6 5 1 8 s 2 0 0 0 0 e 1 i o 0 0 0 0 0 0 1 n 9 5 6 3 0 3 2 m 0 0 0 0 0 0 Q g . . . . . . . . . . . . . . 1 7 2 8 9 2 3 2 7 m 2 0 2 2 a 1 1 1 1 A M 2 0 0 0 3 4 5 5 5 8 9 6 4 3 7 0 1 2 2 2 4 0 8 1 1 1 1 1 1 1 9 6 7 2 2 1 5 7 0 . . 2 7 ) . . . 2 4 7 3 7 3 6 3 L 4 4 6 8 4 B 1 4 8 9 2 1 1 0 I J O 2 5 3 1 1 Q . . . . . . . 3 5 3 3 6 4 4 C L H 1 9 9 3 4 / 0 8 6 3 1 C ) g m . . . . . 6 3 6 5 2 7 7 4 5 9 4 8 g 4 6 6 4 7 8 0 ( 4 2 2 2 3 2 3 1 1 1 2 2 m . . . . . . . y t i 4 4 3 4 3 8 3 6 ( C n 3 6 O 7 3 3 3 6 8 7 6 2 1 4 i . . . . 9 . . 1 2 1 4 0 6 4 . . D l 2 1 2 3 0 . 8 . . . . . . 3 0 5 3 Q a k l A ) C 1 1 1 1 1 1 3 2 2 2 2 2 2 0 5 8 6 0 4 6 5 8 9 6 3 0 1 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 6 1 8 1 1 1 1 1 9 9 9 8 9 2 2 4 1 2 4 6 9 9 7 Q 1 1 2 2 3 4 8 . . 2 3 3 8 7 1 8 ) L / e g 8 0 9 9 9 0 6 7 8 ° c 5 n 9 2 9 4 9 . ( . . . . . . . . m 4 8 0 1 8 4 9 5 5 2 6 9 7 3 4 0 4 5 1 a 9 8 6 4 1 1 1 1 2 e d i r o 1 1 1 1 1 0 0 0 0 5 6 7 2 7 3 1 1 t @ c u m d c n / o S 8 7 3 0 0 0 0 0 0 1 1 0 8 3 9 h Q l 1 3 0 2 4 2 4 3 2 . . . . . . . . C I 1 1 1 1 6 6 7 1 2 2 2 C “ 6 9 0 8 5 3 0 1 3 3 4 0 1 1 1 1 1 1 9 8 8 8 6 5 2 8 4 1 2 2 3 2 4 0 9 9 1 1 1 1 1 1 1 3 6 0 . 1 Q 7 0 3 8 6 1 0 8 2 5 0 1 1 1 3 5 3 . . . . 7 7 7 8 ) 5 6 4 2 6 7 1 0 0 0 6 8 1 3 4 . . . . . . 7 2 9 4 0 0 5 0 7 5 1 7 9 0 ( d . . . . . . . e 6 6 M 7 7 6 6 7 m . . . . . . . . 1 3 0 4 4 4 7 8 1 1 2 2 3 L / n g a 2 0 0 6 4 3 1 7 5 9 3 0 1 m i 3 3 1 7 7 9 3 0 0 2 7 5 1 6 5 4 3 3 5 4 4 3 7 a . . . . . . . . . . C 5 5 6 6 6 6 6 7 6 6 1 8 2 4 7 . . . Q 1 7 1 . . . . 4 3 8 5 1 1 1 l 8 7 4 8 4 2 7 9 0 8 u i c 4 8 8 6 6 6 5 5 6 7 9 6 5 0 1 2 2 3 2 4 0 1 2 2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 F F 3 1 6 F F 2 3 4 5 6 C S T T T C S T T T T T t a e r T t n e m H p t n e m t a e r T N Q 1 M e d i a n Q 3 n Q 1 M e d i a n Q 3 n Q 1 M e d i a n Q 3 n Q 1 M e d i a n Q 3 1 5 9 6 . 0 5 6 . 6 0 1 0 5 4 2 0 . 0 0 8 D F 9 8 6 . 5 9 1 0 . 1 5 2 1 . 4 4 3 4 6 . 3 0 3 1 . 4 3 5 4 0 . 0 1 9 0 . 0 3 9 6 . 5 4 7 . 4 4 1 2 6 1 9 . 7 5 5 0 T 2 4 8 2 5 6 . 3 6 2 4 4 . 9 2 4 9 0 . 0 0 6 7 . 5 1 1 3 7 3 0 . 3 1 5 8 . 3 6 5 3 0 . 0 0 9 T 4 3 1 0 T 5 6 . 8 8 5 3 8 9 5 6 0 . 0 0 6 0 . 0 1 8 9 6 7 . 5 2 0 . 0 2 2 0 . 0 3 9 0 . 1 4 0 T 7 1 0 2 7 . 3 7 5 4 6 6 1 2 . 9 2 2 4 . 2 2 3 7 . 6 0 M e d i a n M e d i a n M e d i a n 6 . 9 9 3 . 2 0 2 6 1 5 . 9 1 2 . 6 4 D F 9 6 7 . 3 7 9 8 2 . 9 3 2 . 1 6 3 . 6 4 9 8 0 . 7 9 0 . 9 8 1 . 3 1 T 1 1 2 7 2 . 2 1 2 6 2 . 0 9 3 . 0 0 3 . 9 8 7 0 . 3 1 0 . 4 7 2 . 2 2 2 . 8 1 4 . 5 0 1 3 7 2 1 . 3 5 3 4 . 5 4 2 7 1 3 7 1 2 7 0 . 6 4 0 . 9 5 3 . 0 5 4 . 5 2 1 1 . 0 1 1 . 1 0 2 . 2 9 2 . 8 8 9 7 1 6 . 8 9 9 8 0 . 6 0 8 . 7 7 3 . 3 5 7 . 0 0 T 7 1 0 2 1 . 5 7 5 . 6 3 0 . 8 4 5 4 4 8 4 4 7 7 3 0 1 1 1 4 5 8 B 9 0 5 B 3 4 8 6 0 1 4 3 1 2 5 2 3 . . . . . 0 0 0 0 0 0 0 0 . . . Q Q 1 5 4 0 3 . . . . . . . . 8 8 7 W 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 / i S 7 4 9 0 1 1 3 7 7 1 1 7 5 3 . . . . 6 5 5 4 0 2 0 2 1 2 0 0 0 0 0 0 . . . . . . 0 0 0 0 0 0 g n a c i l 0 4 9 0 6 6 4 T i 1 S Q 9 7 1 7 0 4 2 . . . . . . . 7 3 6 3 4 4 4 5 7 5 7 0 0 0 0 1 Q 0 0 0 0 . . . . 0 0 0 0 6 9 8 9 8 3 2 2 9 8 0 1 2 2 3 4 4 3 4 1 1 1 1 1 1 9 4 4 5 5 1 3 8 8 4 2 4 5 0 8 6 0 3 4 4 2 8 8 7 5 3 6 8 3 . . . . . . . . Q 9 8 6 . . . . . 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T h e r e l a t i o n s h i p i s p o s i t i v e a n d s t a t i s t i c a l l y s i g n i f i c a n t i n a l l r e p l i c a t e s , w i t h t h e e x c e p t i o n O f R e p l i c a t e T 2 - R 3 a n d T 4 - R 3 . T r e a t m e n t - R e p l i c a t e r — v a l u e p - v a l u e T 1 - R 2 0 . 9 7 1 0 . 0 0 0 T 1 - R 3 0 . 8 9 0 . 0 0 0 T 1 - R 4 0 . 9 7 9 0 . 0 0 0 T 2 - R 2 0 . 9 2 5 0 . 0 0 0 T 2 - R 3 - 0 . 2 4 7 0 . 1 3 0 T 2 - R 4 0 . 8 9 6 0 . 0 0 0 T 3 - R 2 0 . 9 3 7 0 . 0 0 0 T 3 - R 3 0 . 8 6 5 0 . 0 0 0 T 3 - R 4 0 . 9 6 7 0 . 0 0 0 T 4 - R 2 0 . 9 4 9 0 . 0 0 0 T 4 - R 3 - 0 . 0 6 6 0 . 7 1 1 T 4 - R 4 0 . 9 6 4 0 . 0 0 0 T 6 - R 2 0 . 8 6 1 0 . 0 0 0 T 6 - R 3 0 . 4 2 4 0 . 0 0 0 T 6 - R 4 0 . 9 3 5 0 . 0 0 0 1 6 3 - - l n n i l n n r 2 ’ i m c f c i c n n n ! ” 9 1 7 / 1 8 n e e a r t s h m c e a t e s y s o : c e o s r g a e d e / g a n c a m n i i m 8 0 8 6 5 3 2 3 3 2 4 0 8 1 1 1 1 1 1 9 s i s 1 6 5 2 9 0 7 4 4 o 1 3 7 1 2 4 t 7 4 3 5 1 . . . . . r . . . . . 4 2 9 5 0 2 8 2 0 6 u 3 2 2 1 - K s s e 0 5 6 8 0 9 8 1 n 2 6 6 9 2 6 3 6 w . . . . . . . . 1 1 2 5 0 5 0 2 e k S x 5 2 2 4 8 1 1 5 5 a . . e M 2 1 1 1 9 8 5 0 6 . . . . . 5 2 0 0 4 g n a R n C 1 1 0 0 0 0 . . 0 0 6 3 5 8 1 0 6 8 4 9 . . . . . 1 1 0 2 0 9 5 3 6 . 4 4 2 5 0 D 1 5 4 0 6 . . . . . 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T h e r e m a i n i n g t r e a t m e n t s a r e l o c a t e d i n a c o n t i g u o u s 4 2 - h e c t a r e s i t e a n d t h e 1 - h e c t a r e r e p l i c a t e s a r e a r r a n g e d i n a r a n d o m i z e d c o m p l e t e b l o c k d e s i g n c o n s i s t i n g o f S i x b l o c k s a n d s e v e n t r e a t m e n t s ; l y s i m e t e r s w e r e p l a c e d i n e a c h r e p l i c a t e O f B l o c k s 2 , 3 , a n d 4 . S D . = s t a n d a r d d e v i a t i o n ; C . V . = c o e f fi c i e n t o f v a r i a t i o n . 1 6 4 T r e a t m e n t D e c i d u o u s F o r e s t C o n i f e r o u s F o r e s t S u c c e s s i o n a l F o r e s t C o n v e n t i o n a l I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l C o n v e n t i o n a l I n p u t / N o — T i l l R e d u c e d I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l Z e r o I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l P e r e n n i a l P o p l a r P e r e n n i a l A l f a l f a S u c c e s s i o n a l F i e l d M e a n 0 . 4 5 4 0 . 3 1 8 0 . 0 2 5 0 . 8 9 5 0 . 5 9 5 0 . 0 0 0 1 . 1 4 2 0 . 0 1 7 1 . 3 1 4 0 . 5 7 6 0 . 0 0 2 1 . 2 7 9 0 . 1 1 2 M i O O 0 0 2 . 4 3 2 . 4 8 0 . 4 4 3 . 7 8 4 . 3 5 n 9 8 1 0 7 1 1 9 i f d n a s t s e r o f d e g a n a m n u d n a I s h m c e a t s e y ; s s o e c l e p o m r a g s a n d f e o g s a i n s a a b m n i e h t f p n f m n n f f ‘ n n h ; n ‘ n 5 “ " I _ . _ . _ n - 8 7 5 3 3 2 4 0 8 1 1 1 1 9 6 8 2 6 7 2 6 7 2 4 1 5 8 1 4 9 4 4 2 6 5 . 8 7 4 3 8 9 2 . . . . 3 . . . . . 2 4 1 4 5 1 6 3 4 7 1 1 1 1 5 3 5 8 3 6 . . 3 3 e 7 9 8 2 6 9 8 1 1 1 5 9 4 3 g 1 2 9 3 6 3 7 n a R . . . . . . . 2 4 0 0 0 2 1 1 1 1 1 1 8 2 2 n 0 0 0 0 0 0 0 0 i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 M . . . . . . . . 0 0 0 0 0 0 0 0 8 5 1 . ) o 6 7 2 v / 7 7 3 . ° C ( . . . 0 0 1 6 7 9 7 6 6 2 2 5 . 4 4 5 2 8 8 1 2 3 5 D 0 0 0 0 4 7 2 0 6 0 . . . . . . . . . . . S 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 4 5 8 4 8 6 3 6 4 5 1 3 1 1 5 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . . . . . . . . . . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 l l a l l n l o i T i T - O i l t a n n N e o t / / v i n t s t e u t d o n t C e t u l s l p r p v a r e s e o l / n n i e a f i n r T t l F F I I r l o o p o u a F p l l l l l f C F o a l a a a a / n t s n u e o m u t d a i s n n n I n n P A t u o o o o o u l l o i i i d i i p a a r t t t s s e n i i e n n n I s s c n n f e e e e e n n u i v v v c c e e o e c r n n n c n r r l c d r o o o e u o e e u e e l i T T Z D R P P C C C S C S 1 6 5 T a b l e 9 : S t a t i s t i c s f o r s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c h l o r i d e ( m e q / L ) i n s a m p l e s c o l l e c t e d f r o m l y s i m e t e r s l o c a t e d i n m a n a g e d a g r o e c o s y s t e m s a n d u n m a n a g e d f o r e s t s a n d f i e l d s a t t h e K 8 8 L T E R s i t e . A l l v a l u e s a r e c a l c u l a t e d o n t h e b a s i s O f n s a m p l e s ; e a c h t r e a t m e n t c o n s i s t s o f 3 r e p l i c a t e s . F o r e s t e d t r e a t m e n t s s h a r e g e n e r a l v e g e t a t i v e c h a r a c t e r i s t i c s a n d S O i l t y p e s , b u t h a v e n o t a b l e d i f f e r e n c e s a m o n g r e p l i c a t e s . T h e r e m a i n i n g t r e a t m e n t s a r e l o c a t e d i n a c o n t i g u o u s 4 2 - h e c t a r e s i t e a n d t h e 1 - h e c t a r e r e p l i c a t e s a r e a r r a n g e d i n a r a n d o m i z e d c o m p l e t e b l o c k d e s i g n c o n s i s t i n g O f s i x b l o c k s a n d s e v e n t r e a t m e n t s ; l y s i m e t e r s w e r e p l a c e d i n e a c h r e p l i c a t e O f B l o c k s 2 , 3 , a n d 4 . S D . = s t a n d a r d d e v i a t i o n ; C . V . = c o e f fi c i e n t o f v a r i a t i o n . M e a n 0 . 0 6 0 . 0 7 5 0 . 0 2 2 0 . 1 7 6 0 . 2 9 9 0 . 1 1 6 0 . 0 2 4 0 . 0 2 5 0 . 3 4 7 0 . 0 3 7 M e d i a n 2 . 7 7 2 2 . 6 2 8 1 . 8 7 1 . 6 2 9 0 . 8 7 8 1 . 8 2 9 1 . 4 1 3 M a x 0 . 2 9 5 0 . 3 0 5 0 . 1 6 5 2 . 0 8 5 1 . 9 1 2 3 . 3 9 9 3 . 2 1 9 6 . 7 9 2 3 . 2 0 3 2 . 3 2 7 2 . 5 7 S k e w n e s s K u r t o s i s n 9 8 1 0 7 1 1 9 1 2 7 1 3 0 ) d g e t n c o e m t o a r p s ( e c s n ‘ e r r e e h f s f i i F d , t ) n 0 a c 0 i 0 f . 0 ” i n g = . i M s p ( M r o t f s . e . t s t . e " - t F m ) D S L e u c m n a e i m ( r n a t m n v n e f r f O e f f f i s i i d D s y t t l n a c i f i n g i s n a a n c a i f t i n n a g c i i S f i e n t g a i c t s a s i e d L a n i ) g d n s e i e t w u c e t o r p o l l a l v o F d ( e d . s l n o o B s ‘ r e h i s t i a . F r d t e f n m o e r c o n f s t o r l c u e s e p e d R i s r a o : w l 0 1 h t c s e e t n l b a D a e T S m L ) d g e t n c o e m t o a r p ( s e c s n ’ e r r e e h f s f i i F d , t ) n 0 a 0 c 0 fi . . i s 0 n n g = a i s r p e ( m o t n f s e e t s t e - w e F t t e e ) c b D n S s a L e i ( r c n a t e n r v e f e r o f e f f f s i i d i s D t y t l n a a n c a i n a c fi i f t n i n g n a i g c s i fi S i e n t t g a s c 0 8 1 . 0 i 1 a s e L a i d n 9 3 0 i . ) g d n e i t w s e u c o l e l a t l v o o r F d p e ( d . l s s ’ n o r o B e i h t s a i r . d F e t m f n r o e o c s n t o f r l c e u p s e d s e i R a r o w : l 0 h 1 c t s e 0 5 1 4 7 2 4 . 0 5 8 3 . 0 l l i T t . e n l a D b a e S T m L v n o C 1 6 6 0 . 7 6 4 0 . 2 7 1 0 . 4 4 2 T i l l d n a t n s n e t i m s t ) e r a L o e / f r 7 5 5 6 6 8 5 7 2 N t 4 5 1 9 0 0 9 1 4 . - d 1 d 2 1 0 8 5 8 5 0 . q h e . . . . . . . . n . e c 1 0 0 0 0 0 0 0 0 g m a a ( e n e ; t ) a a m 1 r n t e i u l n 1 6 9 9 6 7 6 2 b 1 1 0 3 3 4 4 2 6 4 d a d 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 n . . 0 0 . . . . . . . . 0 0 0 0 0 0 0 0 n a T a e s e m s e ( ) L / t q s s e e m y l ( s p o s c m n a e o s i o t n r a g c a f o r o j d s e i s 2 8 9 6 5 a g a m a b f n 1 1 1 1 7 8 4 7 7 9 8 1 5 5 3 2 1 2 5 0 0 2 2 1 . . . . . . . . . . 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T i l l 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 0 0 0 0 . 2 3 5 ) 6 5 9 L 7 0 5 m / 0 7 1 q . . . e 9 3 1 u S 5 3 8 7 2 7 5 3 5 9 9 . . . . 5 3 4 2 m 7 2 7 ( 1 1 1 8 3 4 8 0 8 6 7 9 n 2 3 3 2 0 1 8 1 1 1 1 1 1 9 l l a l l n l o i T i T - o i l t a n n N e o v i / / n t t t o n u u C t e t s t e r p p l s n n l / v s e o i n e I l F T t r o r l l l p a a a / n F F l a u o C o s t n e m t n n n I s n t s o o o u o u u i i i d o i p o t t t r s e n n n n I e s u c d e e e f e a v v v o i i c u e n n n r n c l d c r o o o e o u e l e i T T Z C C C C S R D 1 6 9 T a b l e 1 3 : S u m o f c o n c e n t r a t i o n s O f n i t r a t e ( m e q - N I L ) i n s a m p l e s c o l l e c t e d f r o m l y s i m e t e r s l o c a t e d i n m a n a g e d a g r o e c o s y s t e m s a n d u n m a n a g e d f o r e s t s a n d f i e l d s a t t h e K B S L T E R s i t e . V a l u e s a r e c a l c u l a t e d o n t h e b a s i s o f n s a m p l e s ; e a c h t r e a t m e n t c o n s i s t s o f 3 r e p l i c a t e s . V a l u e s a r e n o t m e a n t t o r e p r e s e n t t o t a l fl u x e s a n d a r e m e a n t t o b e u s e d a s a b a s i s f o r r e l a t i v e r a n k i n g o n l y . N o t e t h a t d a t a a r e n o t c o r r e c t e d f o r d i f f e r e n c e s i n t h e n u m b e r O f s a m p l e s c o l l e c t e d ; h o w e v e r , b a s e d o n a r e v i e w o f t h e d a t a , s u c h c o r r e c t i o n i s n o t e x p e c t e d t o i m p a c t t h e r e l a t i v e r a n k i n g O f t h e t r e a t m e n t s . g ( ' 1 ‘ s - t l l n o t A A e l a v i n t u n q o e b - l _ 1 r 2 - a 0 c 3 ( - A - l i o e _ s r a . 2 - n o . s t ; i . d . n . e U l s a . b ) 0 s 0 m 0 e 2 A . . . . . . . t . . l s . a y . s t . e t n n ! n k k o e s m t e r n I " g e n a n b o n n R f a n m m n i o l t r v n r f e n r i t e r f D a f / i p A d n I i r C ( o f s e n l ) n x P u f l n W f n G ( s a s g l a e i c t a n f A - c r n n r ’ e fl t t o d p d { n n g a A n T , C i s r m t o r u u p a n w i n n ‘ r l c a i . b ‘ m f o o ‘ l f g p n o I e r v n i g n t a a l , d e p n R o i h : t 4 a t 1 r ) t 1 e s ' l V e b u a q 2 T e s “ m s g i ( n s P o b t n W r e G l a c a t s : t P v i e i N o W n u . t o q l b a e l s a 3 k e n 5 8 0 1 0 5 G 1 1 2 4 m i i s - - r - i a t l a 2 t n e n o N c O e i C t t l o i r e p : o o s r n p P a s o o n W a 5 r 0 s i o p t t i a d g k G e m i n t 2 0 - 1 - e l N e i U n s t i i s a . m b ) r 0 o g s 0 m 0 n e 2 i c e m r t . l r u s a a o y t w s s e l 2 n a n o b 0 o C 0 e s l m t g a 2 6 5 t o . Z O C c s i e n m o b r c a e c b a r i N e g e a r b e a s h o e t n R t i a e a e v m i s l e n v i l m c l m o o s i t r a d n e f n i s r t t e r f a P f p c a e 0 6 2 9 u 1 1 1 2 F n s o s b r i d a e c m l i i l W e d n i G m r ( i o l f s e v t s 1 t e n m 3 9 l a l l g a e 2 1 n l i t i a e L i a a h ) P x h t v u a t W fl g G e s n i u q s e ( N o m u t s n s o a i a t i 2 7 7 s g . t l 0 e s a p r C 2 2 , ) p 0 m 0 u i c t a o m 0 s t 2 u s n r c e t a s t f s o d a - 1 7 ( a . l e a v i p n n a o e g i v . i ) l i 9 2 o - 6 t 1 t 1 1 e a - - n n s , S t w n r i r s a e t m u r p a n e n i v r v n e e i o t r w l c a n : b t o e s t l t a r e e h s e c i c l i t a e i C , b h m C l ) t a : c o s h a R r r p r t o a t e o y h p P i s l h t n t b w e e o g n w I t p l o e n a i h v v r t o m o / c o o w d d e r n v g o n i e o t e g o l e y r n t n . c c e e i i t e e s a a m a a d o m C u n w t t t e t / d m i c m s e t p e l l i a , l n s l r l l n n n a r e i y i l g f e g i n u u u u a r e a a e l a m s o b u o v s a l i g g R c p i n n o n a a T w a e a e e l l h t n c n c t d o O b o H ( l l : e a e ( C N L A P c a l a C C n e r n - g r f a a o a 4 ) E M O A P m 2 3 w r t 1 1 t t a s l - n e y e u e l t u c b n q l 2 a o e a - T s m c c 1 7 0 N - f e r t i l . C H , s o u r c e 2 1 E q u i v a l e n t C O 2 i n l i m e a m e n d m e n t s , w h i c h w e r e a p p l i e d f o l l o w i n g s t a n d a r d b e s t - 1 1 0 - 4 0 0 5 8 0 0 8 2 5 2 5 6 6 O 5 9 1 0 1 1 4 1 4 6 3 4 1 6 8 A P P E N D I X B F i g u r e s 1 7 1 / / / i / T 1 : C o r T 2 : C o n T 3 : R e d T 4 : Z e r c I T 5 : P e r ( T 6 : P e r c T 7 : E a n R 1 - 6 R L = L y $ l I T S R S T 7 R 6 T 3 R 5 y a w y e l l A n i a M T 1 : C o n v e n t i o n a l I n p u t I C o n v e n t i o n a l T i l l T 2 : C o n v e n t i o n a l l n p u t / N o - T i l l T 3 : R e d u c e d I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l T 4 : Z e r o I n p u t ( O r g a n i c ) I C o n v e n t i o n a l T i l l T 5 : P e r e n n i a l P o p l a r T 6 : P e r e n n i a l A l f a l f a T 7 : E a r l y S u c c e s s i o n a l C o m m u n i t y R 1 - 6 R e p l i c a t e b l o c k L = L y s i m e t e r P r e s e n t T 5 R 6 T 6 R 6 T 2 R 6 L y s i m e t e r T 7 R 6 T 4 R 6 F e t c h A r e a T 3 R 6 T 1 R 6 N i t r o g e n B i o d i v e r s i t y S t u d y R a t e S t u d y [ T 6 R 5 , T 2 R 5 [ T 3 R 5 , L L L T 5 R 5 ‘ T 1 R 5 T 7 R 5 T 4 R 5 L L L T 1 R 1 T 2 R 2 T 2 R 3 T 3 R 4 L L L T 7 R 1 T 3 R 2 T 4 R 3 T 2 R 4 L L L _ T 6 R 1 T 4 R 2 T 7 R 3 _ _ T 1 R 4 L L L T 3 R 1 T 5 R 2 T 6 R 3 T 4 R 4 L L L T 2 R 1 T 6 R 2 , T 5 R 3 T 7 R 4 . L L L T 6 R 1 T 7 R 2 T 1 R 3 T 5 R 4 F i g u r e 1 : K 8 8 L T E R M a i n S i t e L a y o u t i n 2 0 0 3 ( r o w c r o p s a r e r o t a t e d a n n u a l l y ) . 1 7 2 F i g U r e 3 . C o u e c n o n F i g u r e 3 : R e p r e s e n t a t i v e d i a g r a m o f s o i l s o l u t i o n s a m p l e r . A p o r t a b l e v a c u u m i s u s e d t o g e n e r a t e l o w - t e n s i o n s u c t i o n o n t h e l y s i m e t e r a n d d r a w s o i l p o r e w a t e r i n t o t h e s a m p l e c o l l e c t i o n v i a l . [ S o u r c e z w w w . p r e n a r t . d k ] 1 7 3 7 I I I I C O ; _ s o u r c e C O Z s i n k , ’ 6 4 / I I I I I 5 1 . 1 / s x 0 ) E 4 ‘ ‘ 2 I , : 1 I “ b l l , 2 I + 3 - / a , ’ ( ' 0 o , ’ I 2 ~ , ’ I I I I 1 - 1 ’ I I 0 I T I I I T 0 1 2 3 4 5 6 7 F i g u r e 4 : C o n c e p t u a l m o d e l f o r c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n i n s o i l s . T h e d a s h e d l i n e d e p i c t s t h e e x p e c t e d 1 : 1 r a t i o o f d i s s o l v e d C a 2 + + M g 2 + t o H C O 3 ' p r o d u c e d b y c a r b o n i c a c i d w e a t h e r i n g . H C O 3 ' ( m e q / L ) T h e s o l i d l i n e r e p r e s e n t s t h e e l e m e n t a l s t o i c h i o m e t r y i n t h e l i m e ( c a l c i t e o r d o l o m i t e ) . H y p o t h e t i c a l s a m p l e 1 d e m o n s t r a t e s a c a s e i n w h i c h t h e l i m e h a s y i e l d e d C O ; e q u i v a l e n t t o 1 . 5 m e q L - 1 , o r 6 0 % O f i t s C c o n t e n t , t h e r e b y s e r v i n g a s a s o u r c e o f s o i l C 0 2 . S a m p l e 2 h a s c o n s u m e d s o i l C O ; e q u i v a l e n t t o 1 m e q L - 1 , o r 5 0 % o f i t s C c o n t e n t . T h e “ C 0 2 - C s i n k s t r e n g t h i s — 6 0 % f o r S a m p l e 1 ( i . e . , a 0 0 2 s o u r c e ) a n d + 5 0 % f o r S a m p l e 2 ( a C O ; s i n k ) . 1 7 4 F i g u r e a n d A c , d i f f e r e l ‘ f o r i n I t F i g u r e ‘ o f t h e 3 c o n c e r r c o n d u c ‘ u n i d e n t F i g u r e 8 c o n d U C ‘ t h e S u r “ d e fi c n ) t h a n t h e C h a r g e . ' o v e r a l l : d e f i c i t a F i g u r e 5 , T o p : I o n C h a r g e b a l a n c e s f o r s o i l s o l u t i o n s w e r e c a l c u l a t e d i n M i c r o s o f t E x c e l ( X - a x i s ) a n d A q u a c h e m . A n e x c e l l e n t a g r e e m e n t w a s O b t a i n e d b e t w e e n t h e t w o m e t h o d s , a n d t h e s l i g h t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e t w o m e t h o d s c a n b e a t t r i b u t e d t o i o n b a s e p a i r i n g w h i c h i s a c c o u n t e d f o r i n A q u a c h e m , b u t n o t i n E x c e l . T h i s e x a m p l e i s f r o m t h e C o n i f e r o u s F o r e s t T r e a t m e n t . F i g u r e 5 , M i d d l e : T h e o r e t i c a l c o n d u c t a n c e w a s p l o t t e d a g a i n s t m e a s u r e d c o n d u c t a n c e a s p a r t o f t h e q u a l i t y a s s u r a n c e i n v e s t i g a t i o n . T h e d e v i a t i o n f r o m t h e o n e - t O - o n e l i n e r a i s e d s o m e c o n c e r n s r e g a r d i n g d a t a q u a l i t y . P o i n t s a b o v e t h e o n e - t O - O n e l i n e i n d i c a t e t h a t t h e m e a s u r e d c o n d u c t a n c e w a s g r e a t e r t h a n t h e t h e o r e t i c a l c o n d u c t a n c e , i n d i c a t i n g t h e p o t e n t i a l t h a t a n u n i d e n t i fi e d i o n i s p r e s e n t i n t h e s o l u t i o n . F i g u r e 5 , B o t t o m : P e r c e n t i o n d i f f e r e n c e w a s p l o t t e d a g a i n s t t h e m e a s u r e d s p e c i fi c c o n d u c t a n c e . A s w a t e r i s e l e c t r i c a l l y n e u t r a l , t h e p o i n t s p l o t t i n g a b o v e t h e z e r o l i n e i n d i c a t e t h a t t h e s u m O f c a t i o n s ( m e q / L ) i s g r e a t e r t h a n t h e s u m O f a n i o n s ( m e q / L ) ( a c a t i o n s u r p l u s / a n i o n d e fi c i t ) . P o i n t s p l o t t i n g b e l o w t h e z e r o l i n e i n d i c a t e t h a t t h e s u m o f a n i o n s ( m e q / L ) i s g r e a t e r t h a n t h e s u m o f c a t i o n s ( m e q / L ) ( a n i o n s u r p l u s / c a t i o n d e fi c i t ) . T h i s g r a p h i n d i c a t e s t h a t i o n c h a r g e i m b a l a n c e s o c c u r a t g r e a t e r f r e q u e n c y i n d i l u t e ( l o w c o n d u c t a n c e ) s a m p l e s , a n d t h a t o v e r a l l c o n d u c t a n c e r a n g e s , t h e p o i n t s t e n d t o f a l l b e l o w t h e z e r o l i n e i n d i c a t i n g a c a t i o n d e fi c i t / a n i o n s u r p l u s . 1 7 5 A _ y t i v g i t c u A _ d n o C A _ l a c i t e r o e h T e c n e r e f f i D n o I 9 . / ) © m e h c a u q A ( e c n e r e f f i D n o I % y t i v i t c u d n o C l a c i t e r o e h T 4 5 4 0 « 3 5 ‘ 3 0 - 2 5 ‘ 2 0 ‘ 1 5 - 1 0 ‘ I Y I I I 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 “ l o I o n D i f f e r e n c e ( C a l c u l a t e d ) 4 0 4 5 2 0 0 0 1 8 0 0 - 1 6 0 0 T 1 4 0 0 . 1 2 0 0 1 1 0 0 0 - 8 0 0 - 6 0 0 - 4 0 0 - 2 0 0 ‘ ‘ 0 t 1 6 0 0 I I I I 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 M e a s u r e d C o n d u c t i v i t y 1 8 0 0 2 0 0 0 % I o n D i f f e r e n c e 2 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 S p e c i f i c C o n d u c t a n c e 1 7 1 3 1 4 0 0 o : / P ° 0 2 > e : c 5 n e r e f f o : t I n o I % e r e h w t n e m t a e r T r a p s e l p m a S f o I I 9 ' s n o / n a A f o m u S F I D O t h e a r i l c T A O : J 1 0 F i g u r e i 0 1 t h e 3 W h e r e t 1 8 1 5 1 4 % 0 2 > e c n e r e f f i D n o I % e r e h w t n e m t a e r T r e p s e l p m a S f o t f 1 6 1 s n o l n A f o m u S 0 0 4 5 % 4 0 - I l 3 5 ‘ 3 0 - 2 5 1 2 0 . 1 5 - 1 0 . 5 . 0 - u u u v . C F D F S F T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 F i g u r e 6 , T o p : P e r c e n t I o n D i f f e r e n c e ( c a t i o n s v s . a n i o n s ) b y T r e a t m e n t . W h i l e l e s s t h a n 3 0 % O f t h e s a m p l e s c o l l e c t e d c a m e f r o m f o r e s t e d s i t e s , f o r e s t e d s i t e s r e p r e s e n t 4 5 % O f t h e s a m p l e s w h e r e t h e p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e i s g r e a t e r t h a n 2 0 % . 1 8 o I I T V I T 0 ' V I 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 S u m o f C a t i o n s F i g u r e 6 , B o t t o m : C o m p a r i s o n o f t h e s u m o f a n i o n s a n d c a t i o n s ( m e q / L ) f o r a l l s a m p l e s w h e r e t h e c o m p l e t e s u i t e o f m a j o r i o n s w e r e m e a s u r e d . P o i n t s a b o v e t h e l i n e i n d i c a t e a s a m p l e r i c h i n a n i o n s ( c a t i o n d e fi c i t ) . P o i n t s b e l o w t h e l i n e i n d i c a t e a s a m p l e r i c h i n c a t i o n s ( a n i o n d e fi c i t ) . M o s t s a m p l e s a r e a n i o n r i c h . 1 7 7 1 0 0 C a t i o n e x c h a n g e B o u n d H a n d A I “ ” 3 ” ” E x c h a n g e a b l e b a s e - f 0 r m i n g c a t i o n s P e r c e n t C a t i o n - H o l d i n g C a p a C I t y 0 1 O I E x c h a n g e a b l e H + L 0 l l I I l 7 1 3 4 5 6 7 8 S o i l p H F i g u r e 7 : G e n e r a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n s o i l p H a n d e x c h a n g e a b l e a l u m i n u m h y d r o x y i o n s . T h e c a t i o n e x c h a n g e c a p a c i t y l i n e i s e s t i m a t e d u s i n g a v e r a g e d a t a f r o m 6 0 W i s c o n s i n s o i l s f r o m H e l l i n g e t a l . ( 1 9 6 4 ) . A t i n t e r m e d i a t e p H , a l u m i n u m h y d r o x y i o n s s u c h a s A l ( O H ) 2 " a r e p r o m i n e n t . T h i s d i a g r a m s h o w s t y p i c a l c o n d i t i o n s ; a n y p a r t i c u l a r s o i l w o u l d l i k e l y g i v e a m o d i fi e d d i s t r i b u t i o n ( B r a d y , 1 9 9 5 ) . 1 7 8 ) % 0 2 > e c n e r e f f i D n o I % 3 ( s e n l o p m a S f o r e b m u N 2 0 1 8 " . 5 . - . 5 N b a : n 1 1 0 5 . 5 6 6 . 5 7 7 . 5 8 8 . 5 M e a n p H b y R e p l i c a t e F i g u r e 8 : M e a n p H v e r s u s p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e b y r e p l i c a t e , i n c a s e s w h e r e t h e % i o n d i f f e r e n c e i s g r e a t e r t h a n 2 0 % . A s t h e m e a n p H i n c r e a s e s , t h e n u m b e r o f s a m p l e s w i t h a p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e g r e a t e r t h a n 2 0 % d e c r e a s e s . 1 7 9 . p i h s n o i t a l e r t n a c fi i n g i s a A F i g u r e 9 : p H v e r s u s p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e f o r a l l t e n t r e a t m e n t s . S i g n i fi c a n t ( p < 0 . 0 5 ) c o r r e l a t i o n s w e r e O b s e r v e d i n T r e a t m e n t s 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , a n d c o 6 . T h e r e l a t i o n s h i p i n t h e s e t r e a t m e n t s i n d i c a t e s t h a t a s t h e p H a p p r o a c h e s 8 . 0 , t h e p e r c e n t i o n d i f f e r e n c e d e c l i n e s . T h e o t h e r t r e a t m e n t s w h e r e o a s i g n i fi c a n t r e l a t i o n s h i p i s n o t e v i d e n t s p a n a p H r a n g e w h e r e t h e p r e s e n c e O f a l u m i n u m h y d r o x y i o n s i s r e l a t i v e l y c o n s t a n t , e x p l a i n i n g t h e l a c k O f - _ ' 9 I 8 ) F C ( t s e 7 T O r o F s O o u I 6 o r e f O i n o C ) F S ( t s e r o F l a n I j 5 — 0 0 0 4 3 2 4 0 0 0 3 2 1 ) O I 2 T ( l l i T I p O , N 1 / 0 t 4 u p I . o 0 i s s e c c u S ) F D ( t s e r o F s u o u d i c n I h g i H = r I 0 0 1 - - 0 0 0 4 3 2 ) 1 T ( l l I l 8 i T l a n l 7 o I i t n e v n l 6 o C / t u p l n 5 e I D h g i F H 0 0 0 0 0 1 4 3 2 0 1 - 1 8 1 e o u a i a j j l c j u o i % e o u e i a g i c j u o i % 4 9 l l 0 — l o “ 1 ‘ I r = 0 . 1 9 3 , p = O O 5 0 l o “ P l 1 l l o o o ‘ T C ‘ . ‘ ‘ 1 ’ — 1 — - 4 I I o o o l O V — I O O C 3 . ( 5 ) 8 o Q } 0 0 l O ‘ T l l O O ' 9 l l o o ‘ 7 ’ ‘ i l ) l 0 0 w . & . ‘ O " R 3 ’ 5 ‘ O 0 8 O , “ 0 o 0 b d 6 T ( a f l a f l A / l a i n n e r e P I O ) Q 0 9 8 ) 6 0 O 0 0 0 ” % 0 ‘ * Q — r 0 i . 0 a 1 ‘ % P H p ( . O 0 0 0 9 0 ( 0 0 0 0 0 5 0 0 1 - ) I 5 T ( r a a l p o P I p , 3 8 / 2 l . a i n n e r e P I 0 = r I ) 4 T ( l l i T l a n o i t n e v n o C / c i n a g r O - 0 0 3 2 G O U G J G y I G U O I % — 0 0 6 4 0 6 - 1 8 2 8 0 0 8 1 8 n g u o j % l 1 0 l c > 7 ' 4 0 3 0 - — 2 0 - l O ‘ _ l c : ‘ 7 — q _ i I r = 0 . 4 3 1 , p : O ) m c ( n o i t a t i p i c e r P ) m c ( n o i t a t i p i c e r P 5 - 1 0 i * 9 $ 9 $ 9 $ 5 9 K N K K 4 5 \ Q ' 5 $ \ ' 9 $ ‘ § \ \ K \ “ ? \ 4 5 e o o o g . 9 0 § 0 O . , 9 ° ° \ ~ o ° 0 § ° o ° ° l l ~ < § § m § w § m ~ § ~ ° w é b é b é b 0 1 W 6 1 $ ~ $ ~ § § § I T § § 0 § ~ 6 § ~ i t ? ? ? . 4 » Q « 9 ° . 9 1 ? 6 1 $ « \ ‘ 5 9 ? ? 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T h e d o m i n a n t c a t i o n i s a m m o n i u m a n d t h e d o m i n a n t a n i o n i s s u l f a t e . 1 8 4 9 I I i n i I i f r l 8 — f ; . . 7 _ . . E . e — - 5 . . . _ _ 4 _ . . _ 3 I I I I I I I l I l C F D F S F T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 1 5 0 0 I T I l I I l r I l E ‘ 6 ' 3 C ' C C O X 0 5 0 0 — a — f 3 0 O . 3 0 $ 5 3 I ? 0 $ 1 L E ; C F D F S F T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T r e a t m e n t F i g u r e 1 2 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H a n d s p e c i fi c c o n d u c t a n c e ( u S / c m a t 2 5 ° C . ) a c r o s s a l l t r e a t m e n t s . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n f i d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 1 8 5 C “ H D 1 0 I l l i I I I I l I 9 _ c _ 8 — — a 7 - ~ 0 " x a ) 6 — A — g L ; E 5 ” . . ‘ . 6 4 _ _ § _ _ ‘ 5 o 3 — — 2 _ x . 9 O _ . . 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N ’ L ’ b ‘ \ ’ L ’ 5 O Q X L O Q 5 3 ~ O Q R L 9 Q s e ~ 9 Q } 9 . 3 L R e p l i c a t e F i g u r e 3 2 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r a m m o n i u m a n d n i t r a t e i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s D F a n d S F . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . N o t e : O f 3 9 3 c a s e s , 6 w e r e e x c l u d e d b y m a k i n g t h e n i t r a t e - N g r a p h r a n g e l e s s t h a n d a t a r a n g e . 2 0 5 0 . 0 5 I I I T I I ) L / q e m ( 1 l O 0 e t a f l u S l I 0 . 0 4 — * ~ A C 0 = ‘ . 8 E 0 . 0 3 _ o — E a : 9 0 . 0 2 - — 9 . o o . 0 . 0 1 — E ? Q — 0 0 0 I l l Z I S I 1 0 I I I I I I 0 . 8 - 2 0 . 7 - — 0 . 4 — . . — 0 . 3 - 0 . 2 0 . 1 - ’ I ‘ _ 0 0 I I I I I I ‘ \ ’ 5 ' \ “ L ’ 5 . 9 Q Q . 9 3 6 9 9 Q 9 9 Q . 9 e Q 9 I O ? R e p l i c a t e F i g u r e 3 3 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d s u l f a t e i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s D F a n d S F . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . N o t e : O f 3 9 3 c a s e s 1 9 w e r e e x c l u d e d m a k i n g t h e p o t a s s i u m g r a p h r a n g e l e s s t h a n d a t a r a n g e . 2 0 6 I ) L / g m ( a c i l i S L / g m ( s u r o h p s o h P d e v l o s s i D l a t o T 3 0 I I I I I I N O I X I _ \ O I A 0 1 0 0 I I I I I I 0 . 0 7 5 — — O 0 0 . 0 5 0 - — — 0 . 0 2 5 - . . * - 2 3 2 5 0 . 0 0 0 4 ; ’ L ' 5 L ’ L ' 5 O Q ' Q ‘ 0 ‘ " ? o “ ) ? L 6 9 ‘ 9 3 ’ " I L 9 " “ ? R e p l i c a t e F i g u r e 3 4 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s i l i c a a n d t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s i n r e p l i c a t e s f r o m T r e a t m e n t s D F a n d S F . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . N o t e : O f 3 9 3 c a s e s , 4 w e r e e x c l u d e d b y m a k i n g t h e T D P g r a p h r a n g e l e s s t h a n d a t a r a n g e . 2 0 7 o r : T 1 T 2 T 3 T 4 1 5 0 0 l l l I l g , 1 0 0 0 — “ ~ — . 2 ‘ 6 3 3 o ‘ O C o x 0 5 0 0 — a - O % I I D F T 1 T 2 T 3 T 4 T r e a t m e n t F i g u r e 3 5 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p H ( a i r - e q u i l i b r a t e d ) a n d c o n d u c t a n c e , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 2 0 8 1 0 I I I I I 9 + ; — 8 — . . — a 7 - _ c - a ) 6 — — g C . ) E 5 * ‘ : 3 . 4 T i t s T c o O 3 * — 2 ' — C — - l 1 - a é — 0 S E I D F T 1 T 2 T 3 T 4 2 - 5 I T I I I 2 . 0 _ x _ 3 I B I a ) £ 1 . 5 — , , _ § 0 — Q 0 w < 2 0 : ) 1 . 0 - x g ; fl 0 " i f : 2 2 ‘ ? ( U 5 . 5 2 a s 0 5 — l g — 0 . 0 Z I S D F T 1 T 2 T 3 T 4 T r e a t m e n t F i g u r e 3 6 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r c a l c i u m a n d m a g n e s i u m , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 2 0 9 0 4 l l l l l 0 . 3 — — 3 I . 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N o t e : O f 6 2 1 c a s e s , 2 0 w e r e e x c l u d e d b y m a k i n g t h e c h l o r i d e g r a p h r a n g e l e s s t h a n d a t a r a n g e . 2 1 0 ) L / q e m ( N - m u i n o m m A 0 . 0 2 I I I I 3 ( 7 0 . 0 1 — C — , m $ 9 9 9 D F T 1 T 2 T 3 5 I I I . l I 0 § 4 — r — _ l \ 3 3 C E : 1 5 x z ! x a : i X ” ( T i 2 ” , . “ E * 2 1 — > ~ — I 0 D F T 1 T 2 T 3 T 4 T r e a t m e n t F i g u r e 3 8 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r a m m o n i u m a n d n i t r a t e , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . N o t e : O f 6 2 1 c a s e s , 8 a n d 1 3 w e r e e x c l u d e d , r e s p e c t i v e l y , b y m a k i n g t h e a m m o n i u m a n d n i t r a t e g r a p h r a n g e s l e s s t h a n t h e d a t a r a n g e . 2 1 1 ) L / q e m ( m u i s s a t o P ) L / q e m ( e t a f l u S 0 7 I I I I I 0 . 6 - — 0 . 4 — I — 0 . 3 — C — § 0 . 0 — d z . D F T 1 T 2 T 3 T 4 1 - 0 I I l I I 0 . 8 — — 0 . 7 — — 0 . 6 — ' — 0 . 5 _ 0 . 4 — 0 . 3 — " — 0 . 2 - 9 3 _ 0 . 1 — — 0 . 0 L ‘ " T 2 T 3 D F T 1 T 4 T r e a t m e n t F i g u r e 3 9 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d s u l f a t e , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 2 1 2 4 ’ 0 I I I I I 3 0 — w ~ 3 " : ‘ 5 , 2 5 2 0 — 3 , i — g a s 3 t 7 ) ’ 1 ’ : 1 0 — I - 0 I D F T 1 T 2 T 3 T 4 7 I I I I I 6 “ I . _ : I ‘ B - 5 — - Q ) E a 4 ‘ T E 3 3 - ‘ _ < x y r . { — 0 X x * 5 2 - - ' — Q . _ > 4 - 0 5 2 > 4 . D F T 1 T 2 T 3 T 4 T r e a t m e n t F i g u r e 4 0 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r s i l i c a a n d a l k a l i n i t y , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 2 1 3 A _ E V . . o ' 2 D B ‘ - " — — I O r 3 x . . . T 1 I l T 2 I l C § . . 3 T 3 l _ " 4 C 0 5 I T I ” ' C C - 8 D m E o 8 o 0 ( 0 0 0 0 0 0 . . . . . 2 2 1 0 0 K 5 0 5 5 0 ) — - ' - — l . 3 x S D I : F 1 2 I ) L / g m ( n o b r a C c i 0 ) l I n a g r O d e v l o s s i D 0 I I I I I D F T 1 T 2 T 3 T 4 T r e a t m e n t F i g u r e 4 1 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s a n d d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , T r e a t m e n t s D F , T 1 , T 2 , T 3 , a n d T 4 . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . N o t e : O f 6 2 1 c a s e s , 5 a n d 3 . r e s p e c t i v e l y , w e r e e x c l u d e d i n m a k i n g t h e T D P a n d D O C g r a p h r a n g e l e s s t h a n t h e d a t a r a n g e . 2 1 4 9 l l l l l l . _ a ; _ 7 _ _ x _ I $ 0 . 6 . . . . 4 5 _ . _ 4 l l l l I I ' L 3 b . q . 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N o t e : O f 3 9 3 c a s e s , 6 w e r e e x c l u d e d b y m a k i n g c a l c i u m g r a p h r a n g e l e s s t h a n d a t a r a n g e . 2 1 9 2 - 0 I I I I I I I I I r t : 3 1 . 5 — — \ 0 ' £ 3 E _ I ‘ i _ . 2 1 0 m x - 2 " x I E 0 . 5 — . — 0 . 0 I u I I J I ' 5 D : ( L ’ 5 D I ’ 5 D : « \ Q \ $ « N ’ Q ‘ « % ’ q ~ ¢ < b fi fl % ’ q ~ « h g g k b u g i ‘ b x ’ 0 - 4 I I I I I I I I I 0 . 3 — 4 Q 0 ' ( D g 0 2 E ' . . i . 2 x “ C o x m X 0 . 1 — £ 2 fi g — 0 . 0 l l l l l l l l l ' 5 u ' 5 b . m « z , b . « 9 5 1 $ « ‘ 9 ‘ 6 % ? “ < 5 ? ” « W e « ‘ 3 ‘ « 5 9 ‘ R e p l i c a t e F i g u r e 4 7 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r m a g n e s i u m a n d s o d i u m b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 , T 3 , a n d T 4 . 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T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 2 2 1 ) L / q e m ( m u i s s a t o P 0 7 I I I I I I I I I 0 . 6 — — 0 . 5 — — 0 . 4 — — 0 . 3 — - O 0 . 2 — - — § 3 ? 0 . 1 ' 8 : 2 £ 3 E 1 2 — a : 0 . 0 f i g 1 l l ’ 5 b : ’ L ’ 5 b : ’ 5 D : « \ g \ g ~ « \ ’ q ~ ‘ < b ’ q ~ ‘ < b ’ q ~ < § g ~ « & g h ’ q i ‘ b x fi C 0 - 6 I I I I I I I I I 0 . 5 — d 0 . 4 — — I L 0 . 3 I l 0 . 2 S u l f a t e ( m e q / L ) I I 0 . 1 T l I l l l l ’ 5 h ’ L ' 5 b " b b . « ' 1 ? 9 . 1 0 9 3 0 9 » 4 5 $ « ' 5 9 X b ‘ g k g ‘ 0 ’ ? ” R e p l i c a t e 0 . 0 F i g u r e 4 9 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r p o t a s s i u m a n d s u l f a t e b y r e p l i c a t e f o r T r e a t m e n t s T 1 , T 3 , a n d T 4 . 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T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 2 4 1 0 . 1 0 0 1 r r 3 B : E , g 0 . 0 7 5 — a 5 . C 3 x D . ( D 2 o . 0 . 0 5 0 - — " C ( D 2 8 5 2 0 . 0 2 5 — — D T o ‘ 5 [ — 0 . 0 0 0 S F T 5 T 7 2 0 r r 7 3 E ) C ) 1 5 , c 1 5 F — o 9 C D 0 5 ‘ F E ) 1 0 _ _ _ ( U a 2 ’ x O ' 0 t - r g 5 _ x g ? : 1 2 _ O ( I ) D 0 I I 1 S F T 5 T 7 T r e a t m e n t F i g u r e 6 9 : N o t c h e d b o x p l o t s f o r t o t a l d i s s o l v e d p h o s p h o r u s a n d d i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n , T r e a t m e n t s S F , T 5 , a n d T 6 . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 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C a l c i t e i s l e s s r e s i s t a n t t o a c i d b r e a k d o w n t h a n d o l o m i t e ; t h e r e f o r e t h e p r e s s u r e t e s t w a s p a r t i t i o n e d i n t o t w o t i m e i n t e r v a l s . I t i s e x p e c t e d t h a t w i t h i n t h e fi r s t 5 m i n u t e s , a l l o f t h e c a l c i t e p r e s e n t i n t h e s a m p l e w a s d i s s o l v e d . F o l l o w i n g t h e 5 m i n u t e m e a s u r e m e n t , t h e v i a l w a s o p e n e d t o r e t u r n t h e v i a l t o a t m o s p h e r i c p r e s s u r e . T h e p r e s s u r e r e s p o n s e a f t e r t w o h o u r s i s a s s u m e d t o b e t h e r e s u l t o f d o l o m i t e d i s s o l u t i o n . T h e r e c o v e r y f o r d o l o m i t e w a s s i m i l a r a s t h a t f o r c a l c i t e . 2 9 9 F i g u r e 1 2 ? : S o i l C a r b o n a t e S c r e e n i n g R e s u l t s . F i n e l y m i l l e d s a m p l e s ( < 0 . 5 m m d i a m e t e r ) f r o m e a c h h o r i z o n o f t h e s o i l - c o r e s a m p l e s c o l l e c t e d i n 1 9 9 9 f r o m t h e K B S L T E R m a i n s i t e w e r e s c r e e n e d f o r t h e p r e s e n c e o f c a r b o n a t e s b y m e a s u r i n g t h e p r e s s u r e r e s p o n s e o f a c i d i fi e d s a m p l e s . I n g e n e r a l , e a c h c o r e y i e l d e d t h r e e s a m p l e s l a b e l e d b y t r e a t m e n t a n d r e p l i c a t e a s s h a l l o w , m i d d l e , o r d e e p . B a s e d o n t h e p r e s s u r e r e s p o n s e , I c r e a t e d a 9 5 % C o n fi d e n c e I n t e r v a l f o r t h e b l a n k s a n d 0 . 2 5 % C 3 0 0 3 a f t e r n o r m a l i z i n g t h e d a t a t o a c c o u n t f o r d i f f e r e n c e s i n s o i l w e i g h t a n d a m b i e n t p r e s s u r e . T h e p r o b a b i l i t y o f a n o b s e r v a t i o n o c c u r r i n g t h a t f a l l s o u t s i d e o f t h e c o n fi d e n c e i n t e r v a l i s 5 % o r l e s s . T h e d i a g r a m a t l e f t i s c o l o r - c o d e d a n d t h e fi r s t r o w w i t h i n e a c h t r e a t m e n t c o r r e s p o n d s t o s h a l l o w , t h e s e c o n d r o w w i t h i n e a c h t r e a t m e n t c o r r e s p o n d s t o m i d d l e , a n d t h e t h i r d r o w c o r r e s p o n d s t o d e e p . N o t e t h a t l y s i m e t e r s a r e o n l y p r e s e n t i n r e p l i c a t e s 2 , 3 , a n d 4 o f a n y g i v e n t r e a t m e n t . C a r b o n a t e s w e r e o b s e r v e d i n a l l r e p l i c a t e s o f T r e a t m e n t 1 , a n d i n n o r e p l i c a t e s o f T 6 , a l t h o u g h b o t h t r e a t m e n t s r e c e i v e d o l o m i t i c l i m e s t o n e a s a s o i l a m e n d m e n t . L i m e i s a l s o a d d e d t o T r e a t m e n t s 2 a n d 3 . W i t h i n T r e a t m e n t 2 , c a r b o n a t e s w e r e o n l y c o n s i s t e n t l y o b s e r v e d i n r e p l i c a t e 2 a n d i n T r e a t m e n t 3 , c a r b o n a t e s w e r e n o t c o n s i s t e n t l y o b s e r v e d i n a n y o f t h e r e p l i c a t e s . C a r b o n a t e s w e r e d e t e c t e d i n s o m e r e p l i c a t e s o f t h e u n l i m e d t r e a t m e n t s T 4 , T 5 , a n d T 7 ; h o w e v e r , t h e s p o r a d i c d e t e c t i o n m a k e s i t d i f fi c u l t t o c o n c l u d e t h a t c a r b o n a t e s a r e p r e s e n t i n t h o s e r e p l i c a t e s a s a w h o l e . 3 0 0 E C a r b o n a t e P r e s e n t % % S a m p l e n o t a n a l y z e d | : ] A b s e n c e o f c o l o r i n d i c a t e s t h a t p r e s s u r e r e s p o n s e v a l u e f e l l w i t h i n o r b e l o w C I f o r b l a n k s . C o n c l u s i o n : N o c a r b o n a t e i s p r e s e n t . . N o s a m p l e c o l l e c t e d - | n d i c a t e s s a m p l e d e p t h w i t h i n c o r e 3 0 1 @ C a r b o n a t e P r e s e n t % % S a m p l e n o t a n a l y z e d E A b s e n c e o f c o l o r i n d i c a t e s t h a t p r e s s u r e r e s p o n s e v a l u e f e l l w i t h i n o r b e l o w C I ' C o n c l u s i o n : N o c a r b o n a t e i s p r e s e n t . . N o s a m p l e c o l l e c t e d . l n d i c a t e s s a m p l e d e p t h w i t h i n . 3 0 2 I I I I C 0 2 s o u r c e C 0 2 s i n k / 6 . [ I I I I [ I 5 i A 1 I . 1 E ? . w " E 4 ‘ 2 ’ I 3 b , I I 2 I ’ f 3 I / / “ t n I o , ’ I 2 , ’ I I I I 1 ’ 1 ’ I I I I 0 T l r l l r 0 1 2 3 4 5 6 7 H C O , ‘ ( m e q / L ) F i g u r e 1 2 8 : C o n c e p t u a l m o d e l f o r c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n i n s o i l s . T h e d a s h e d l i n e d e p i c t s t h e e x p e c t e d 1 : 1 r a t i o o f d i s s o l v e d C a 2 + + M g ” t o H C O a ‘ p r o d u c e d b y c a r b o n i c a c i d w e a t h e r i n g . T h e s o l i d l i n e r e p r e s e n t s t h e e l e m e n t a l s t o i c h i o m e t r y i n t h e l i m e ( c a l c i t e o r d o l o m i t e ) . H y p o t h e t i c a l s a m p l e 1 d e m o n s t r a t e s a c a s e i n w h i c h t h e l i m e h a s y i e l d e d C 0 2 e q u i v a l e n t t o 1 . 5 m e q L - 1 , o r 6 0 % o f i t s C c o n t e n t , t h e r e b y s e r v i n g a s a s o u r c e o f s o i l 0 0 2 . S a m p l e 2 h a s c o n s u m e d s o i l C 0 2 e q u i v a l e n t t o 1 m e q L - 1 , o r 5 0 % o f i t s C c o n t e n t . U s i n g E q . 3 , w e t h u s d e fi n e t h e “ C 0 2 - C s i n k s t r e n g t h ” a s — 6 0 % f o r S a m p l e 1 ( i . e . , a C 0 2 s o u r c e ) a n d + 5 0 % f o r S a m p l e 2 ( a C 0 2 s i n k ) . 3 0 3 U n l i m e d T r e a t m e n t s 1 2 1 o - 3 a g < > c r = g a D F 3 . 0 A S P o : 6 ' o 2 0 0 ° 0 x 1 5 3 “ “ 4 . ( g , 0 o n o O n 7 4 6 8 1 o 1 2 L i m e d T r e a t m e n t s / / / / A / g / g / E o n g . 0 T 2 g A T 3 + X T 6 a t o o o 2 4 s 8 1 o 1 2 T o t a l A l k a l i n i t y ( m e q / L ) F i g u r e 1 2 9 . E v i d e n c e f o r c a r b o n a t e m i n e r a l d i s s o l u t i o n i n s o i l s o l u t i o n s c o l l e c t e d b y l o w - t e n s i o n s a m p l e r s f r o m 1 - m d e p t h i n l i m e d a n d u n l i m e d t r e a t m e n t s o f t h e L o n g - T e r m E c o l o g i c a l R e s e a r c h S i t e a t K e l l o g g B i o l o g i c a l S t a t i o n . U n l i m e d t r e a t m e n t s s h o w l i t t l e o r n o c a r b o n a t e m i n e r a l i n fl u e n c e , w i t h C a 2 + + M g 2 + u s u a l l y b e l o w 2 m e q / L , w i t h t h e e x c e p t i o n o f T r e a t m e n t 4 : O r g a n i c C o n v e n t i o n a l T i l l . I n c o n t r a s t , l i m e d t r e a t m e n t s s h o w e v i d e n c e o f c a r b o n a t e m i n e r a l i n fl u e n c e a s a s i g n i fi c a n t n u m b e r o f s a m p l e s e x h i b i t C a 2 “ + M g 2 + a b o v e 2 m e q / L . T h e s o l i d l i n e r e p r e s e n t s t h e s o u r c e - s i n k d i v i d i n g l i n e ; p o i n t s t o t h e r i g h t o f t h e l i n e i n d i c a t e c a r b o n s e q u e s t r a t i o n . 3 0 4 T 1 : C o n v e n t i o n a l I n p u t I C o n v e n t i o n a l T i l l / / / Q U ' ‘ s ’ f 0 T 1 4 2 2 m m D T 1 - R 3 E A T 1 - R 4 + 3 . G o o 2 4 6 8 1 o 1 2 T 2 : C o n v e n t i o n a l I n p u t l N o T i l l / / / / A / : 1 / g / r . o T 2 - R 2 « a o T 2 - R 3 E A T 2 - R 4 + a ( 0 o o 2 4 6 a 1 0 1 2 T o t a l A l k a l i n i t y ( m e q / L ) F i g u r e 1 3 0 : C a l c i u m p l u s m a g n e s i u m v s . t o t a l a l k a l i n i t y p l o t s f o r T r e a t m e n t s 1 a n d 2 . R e p l i c a t e T 2 - R 2 a n d T 2 - R 3 e x h i b i t s s a m p l e s w i t h h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m a n d m a g n e s i u m t h a n R e p l i c a t e T 2 - R 4 , b u t o n l y T 2 - R 3 h a s a s a m p l e s a b o v e 2 m e q / L f a l l i n g t o t h e r i g h t o f t h e s i n k - s o u r c e d i v i d i n g l i n e . T h e s o l i d l i n e r e p r e s e n t s t h e s o u r c e - s i n k d i v i d i n g l i n e ; p o i n t s t o t h e r i g h t o f t h e l i n e i n d i c a t e c a r b o n s e q u e s t r a t i o n . 3 0 5 ) L / q e m ( " z g M + + 2 a C T 3 : R e d u c e d I n p u t I C o n v e n t i o n a l T i l l 0 T 3 - R 2 C i T 3 - R 3 A T 3 - R 4 Q 0 ' 0 . 5 . 0 1 4 - 1 1 2 3 4 ° , D T 4 - R 3 E A T 4 - R 4 + I t ' 0 o T o t a l A l k a l i n i t y ( m e q / L ) F i g u r e 1 3 1 : C a l c i u m p l u s m a g n e s i u m v s . t o t a l a l k a l i n i t y p l o t s f o r T r e a t m e n t s 3 a n d 4 . R e p l i c a t e T 4 - R 3 e x h i b i t s s a m p l e s w i t h h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m a n d m a g n e s i u m t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s , a n d h a s m o r e p o i n t s f a l l i n g t o t h e r i g h t o f t h e s i n k - s o u r c e d i v i d i n g l i n e . T h e s o l i d l i n e r e p r e s e n t s t h e s o u r c e - s i n k d i v i d i n g l i n e ; p o i n t s t o t h e r i g h t o f t h e l i n e i n d i c a t e c a r b o n s e q u e s t r a t i o n . 3 0 6 T 6 : P e r e n n i a l I A l f a l f a 7 r / / / / A / d / g / : ’ O T B - R 2 " a , o r e - R 3 5 A T S - R 4 + a . ( B o o 2 4 s 8 1 o 1 2 T o t a l A l k a l i n i t y ( m e q / L ) F i g u r e 1 3 2 : C a l c i u m p l u s m a g n e s i u m v s . t o t a l a l k a l i n i t y p l o t f o r T r e a t m e n t T 6 . R e p l i c a t e T 6 - R 3 e x h i b i t s s a m p l e s w i t h h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m a n d m a g n e s i u m t h a n t h e o t h e r t w o r e p l i c a t e s , a n d h a s m o r e p o i n t s f a l l i n g t o t h e r i g h t o f t h e s i n k - s o u r c e d i v i d i n g l i n e . T h e s o l i d l i n e r e p r e s e n t s t h e s o u r c e - s i n k d i v i d i n g l i n e ; p o i n t s t o t h e r i g h t o f t h e l i n e i n d i c a t e c a r b o n s e q u e s t r a t i o n . 3 0 7 ) % ( h t g n e r t S k n i S C - 2 0 C i T l g 1 2 0 — — - g $ ‘ 6 3 E g 4 0 — — " ’ J x — — — l — - — — — — — — . 5 ( I ) S L ? - 4 0 — 8 I 3 - 1 2 0 — — _ 2 0 0 l l l l 1 T 1 T 2 T 3 T 4 T 6 2 0 0 l l I i l I T i i I I l I l i 0 2 k 1 2 0 — w ; 2 1 2 . 4 O " f e * - 4 0 F } S : x O : 2 — g O : 2 = 2 3 O — $ - 1 2 0 L _ 2 0 0 l l l l l l l l l l I L I L L ’ 1 , D : " b b - « N y ‘ e fi e fi i ’ fi o x i : w e i g e fi e ’ z e fi « w e ” 1 , . fl e g fi e W e A g r o n o m i c T r e a t m e n t s 2 0 0 I I F i g u r e 1 3 3 : N o t c h e d b o x p l o t s o f C 0 2 - C S i n k S t r e n g t h ( % ) i n a g r o n o m i c t r e a t m e n t s b y t r e a t m e n t a n d r e p l i c a t e . N o t c h e s r e p r e s e n t a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l a r o u n d t h e m e d i a n . 3 0 8 1 F — — m — < { X 1 — ~ { X i - I X X 1 1 ) ¢ X X X O — D G ~ X X 1 J 1 l | I l l l l I | l I l | ’ 5 b . ’ 5 b . " b b : ' 5 b : ’ 5 b . « fl a k . e fi e i f a e fi e fi e i s e fi e ‘ w e : , e , \ , 9 ~ , \ 6 . e i f @ e , \ 6 . e ~ R e p l i c a t e H c o A 0 1 o n \ i 0 0 n o I { X l e x 4 3 0 — “ 1 F i g u r e 1 3 4 : N o t c h e d b o x p l o t s o f p H a m o n g r e p l i c a t e s o f t h e a g r o n o m i c t r e a t m e n t s . N o t c h e s r e p r e s e n t a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l a r o u n d t h e m e d i a n . 3 0 9 : l ‘ B - 1 2 T i i I i i i i I i l i I T i a ) C E . 1 0 — 3 — E , . 3 e . ( 7 ’ 8 i — . ) — 1 a : c V X e 6 — w E ? - E 3 8 e 2 1 3 E 4 ‘ E f ‘ t o x E — A X x — 0 5 : 3 0 8 O I l | ’ L b i b i Q ‘ b x 4 " ? k 4 V 9 4 ‘ 9 4 1 % “ . 9 4 3 9 ‘ 4 ’ 5 9 . 4 ' 5 " ? ~ 4 $ 4 " 4 V 4 “ $ 6 9 . 6 ‘ 3 4 “ 7 T i i l l I i l I T T T T I l : I 6 - I - \ 3 5 E e 4 — - . E T U — 3 x — 1 ‘ 3 . . O < 2 X 7 5 V 0 e 4 — 0 x x o l — 1 ” 3 3 1 % ? i . 5 2 : 5 q u 0 i E E E l D I ( L ’ 5 b l ( L ' 5 fi E ’ L E i g q fi i ) M e g . 4 N 9 } “ 4 & 4 . 4 1 1 9 ‘ e é x e k fi e fi r e k u 9 % , 9 k g , « 6 . : R e p l i c a t e F i g u r e 1 3 5 : N o t c h e d b o x p l o t s o f c a l c i u m p l u s m a g n e s i u m a n d t o t a l a l k a l i n i t y c o n c e n t r a t i o n s a m o n g r e p l i c a t e s o f t h e a g r o n o m i c t r e a t m e n t s . N o t c h e s r e p r e s e n t a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l a r o u n d t h e m e d i a n . 3 1 0 2 5 0 O 2 0 0 ‘ A 0 § 1 5 0 1 » 5 m 1 0 0 r = 0 . 6 2 6 E a _ 5 5 0 p - 0 . 0 0 0 ' é a O 8 0 - 5 0 o 2 . . O . 1 0 0 ~ $ o 8 s . ° 0 ’ 0 o - 1 5 0 I I l I 6 8 1 0 1 2 1 4 N i t r a t e - N ( m e q / L ) F i g u r e 1 3 6 : R e l a t i o n s h i p b e t w e e n C O Z - C S i n k S t r e n g t h ( % ) a n d N i t r a t e - N . T h e i n v e r s e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n n i t r a t e - N c o n c e n t r a t i o n s a n d 0 0 2 - 0 S i n k S t r e n g t h ( % ) i s s i g n i fi c a n t ( S y s t a t 8 . 0 ) . 3 1 1 1 2 r I : I M e t c o 2 9 ’ 1 0 - s o u r c e A ’ 1 ’ N E ! C O 2 , s i n k a / - - . 3 " I , I - I / E I " “ d 6 ' l a x ‘ g 1 ’ ‘ 9 ' 9 ( ) 4 . , ’ 9 0 F o r e s t S t r e a m s I ’ . . 1 ’ 5 A g n c . D r a n s 2 . I , ’ . A q u i f e r / — - - S o u m i n k d i v i s i o n 0 1 ’ — — C a r b o n i c a c i d w e a t h e r i n g 0 2 4 6 8 1 0 1 2 A i a l i n i t y ( m e q u ) F i g u r e 1 3 7 : C a l c i u m p l u s m a g n e s i u m v s . a l k a l i n i t y p l o t s f o r s u r f a c e w a t e r s i n M i c h i g a n . ( H a m i l t o n . u n p u b l i s h e d d a t a ) . N o t e t h e c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m a n d m a g n e s i u m ( ~ 6 m e q / L ) a n d t o t a l a l k a l i n i t y ( ~ 6 m e q / L ) , w h i c h a r e s i m i l a r i n c o n c e n t r a t i o n t o R e p l i c a t e s T 2 - R 3 a n d T 4 - R 3 ( F i g u r e 1 3 2 ) . 3 1 2 ( # ) = m g / L H c o a ' T # - R # = T r e a t m e n t - _ = S o i l s o l u t i o n s a m p l e r s a r e n o t 1 " p r e s e n t i n t h e s e T r e a t m e n t - I R e p l i c a t e s ; n o s o i l s o l u t i o n l s a m p l e a v a i l a b l e . ( 2 7 7 ) T 4 — R 3 T 2 - R 4 ( 2 3 8 ) ( 5 0 ) T 7 - R 3 T 1 - R 4 ( 3 2 ) ( 8 4 ) T 6 - R 3 T 4 — R 4 ( 1 5 3 ) ( 1 4 ) T 3 - R 3 T 6 - R 4 ( 7 3 ) ( 1 7 ) T 5 - R 3 T 7 - R 4 ( 5 2 ) ( 2 3 ) T 1 - R 3 T 5 - R 4 ( 1 5 ) ( 1 3 ) R e p l i c a t e = R e p l i c a t e e x h i b i t i n g h i g h e r b i c a r b o n a t e c o n c e n t r a t i o n s i n s o i l s o l u t i o n s a m p l e s r e l a t i v e t o o t h e r t w o r e p l i c a t e s w i t h i n t h e s a m e t r e a t m e n t . F i g u r e 1 3 8 : M e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f a l k a l i n i t y ( m g / L ) p l o t t e d s p a t i a l l y . 3 1 3 F i g u r e 1 3 9 , T o p : N o t c h e d b o x p l o t s f o r n i t r a t e a c r o s s f o r e s t e d t r e a t m e n t s , i n c l u d i n g p r e c i p i t a t i o n . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . F i g u r e 1 3 9 , B o t t o m : B a r c h a r t o f m e d i a n c o n d u c t i v i t y f o r a l l t r e a t m e n t s a n d p r e c i p i t a t i o n . 3 1 4 3 I I O X a 2 _ i C . O a ) x g I . Z . 3 g x . 4 : 1 — i Z 0 0 9 ‘ o o 0 & 0 0 6 6 ° 0 0 P r e c i p i t a t i o n C o n i f e r o u s F o r e s t D e c i d u o u s F o r e s t I S u c c e s s i o n a l F o r e s t C o n v e n t i o n a l A g N o - T i l l A g R e d u c e d I n p u t A g Z e r o I n p u t A g P e r e n n i a l P o p l a r P e r e n n i a l A l f a l f a S u c c e s s i o n a l F i e l d 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 C o n d u c t a n c e ( u S I c m @ 2 5 ° C ) 3 0 0 3 1 5 F i g u r e 1 4 0 , T o p : N o t c h e d b o x p l o t s f o r n i t r a t e s h o w i n g t h e D e c i d u o u s F o r e s t t r e a t m e n t a n d t h e C o n v e n t i o n a l I n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l t r e a t m e n t . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 6 c a s e s w e r e e x c l u d e d b y m a k i n g t h e g r a p h r a n g e l e s s t h a n t h e d a t a r a n g e . F i g u r e 1 4 0 , B o t t o m : N o t c h e d b o x p l o t s f o r n i t r a t e s h o w i n g t h e C o n v e n t i o n a l l n p u t / C o n v e n t i o n a l T i l l t r e a t m e n t a n d t h e C o n v e n t i o n a l I n p u t / N o - T i l l t r e a t m e n t . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 3 1 6 ) L / q e m ( N - e t a r t i N I l l \ / I I / / / I 9 . 7 0 ' ( _ # ) L / O I . . 0 . o M q e m ( N - e t a r t i N . 1 I 0 % o o p m c o o * I — m O 0 « 0 / / 0 . 1 . o ’ ¢ o ? . ) s 3 1 7 — \ 1 5 F i g u r e 1 4 1 , T o p : N o t c h e d b o x p l o t s s h o w i n g t h e e f f e c t o f v a r y i n g l e v e l s o f i n p u t o n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . F i g u r e 1 4 1 , B o t t o m : C o l u m n c h a r t s h o w i n g t h e e l e v a t i o n o f t r e a t m e n t m e a n s r e l a t i v e t o m e d i a n s a s a r e s u l t o f o u t l i e r s . W h e r e l e t t e r s a r e d i f f e r e n t , s i g n i fi c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n m e a n s o r m e d i a n s e x i s t p u r s u a n t t o t h e r e s u l t s o f n o t c h e d b o x p l o t s ( m e d i a n s ) o r F i s h e r ’ s ( p r o t e c t e d ) L S D t e s t ( m e a n s ) . 3 1 8 T T O L O C Q m S A . . . . 2 : 0 » : 2 3 3 1 9 [ : 1 M e d i a n a M e a n C o n v e n t l o n a l l n p u t / C o n v e n t l o n a l T I I I C o n v e n t i o n a l I n p u t I N o - T I I I C o n v e n t i o n a l T l l l Z e r o I n p u t l C o n v e n t i o n a l T l l l R e d u c e d I n p u t I 9 8 - 2 . 3 2 1 5 . 0 8 I I P - 2 3 6 8 - 2 9 I r 0 1 5 1 5 i r i l O 3 3 1 0 - ‘ a ) : 5 , Z . s 9 C D 0 i E 5 h - 3 : : _ Z : g , q i - a x o 5 . 3 S E S E . \ \ « s 0 ‘ 0 ( \ Q ’ Q Q 9 \ 9 . 0 \ Q 0 \ F i g u r e 1 4 2 : N o t c h e d b o x p l o t s s h o w i n g t h e e f f e c t o f c o n v e n t i o n a l , r e d u c e d i n p u t , z e r o i n p u t ( o r g a n i c ) , a n d n o - t i l l t r e a t m e n t s o n n i t r a t e c o n c e n t r a t i o n s . T h e n o t c h e s i n d i c a t e t h e a p p r o x i m a t e 9 5 % c o n fi d e n c e i n t e r v a l s a r o u n d t h e m e d i a n . 3 2 0 ) L / q e m ( n o i t a C 1 . 8 T 6 0 1 . 6 d 1 . 4 - 1 . 2 ~ T 6 C ] r = 0 . 8 0 , p = 0 . 0 0 5 ’ 0 ’ - - ' ’ 0 T 3 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 N i t r a t e - N ( m e q / L ) L O C a l c i u m D M a g n e s i u m L i n e a r ( C a l c i u m ) — — L i n e a r ( M a g n e s i u m ) | F i g u r e 1 4 3 : M e d i a n s o i l s o l u t i o n c o n c e n t r a t i o n s o f c a l c i u m a n d m a g n e s i u m p l o t t e d a g a i n s t n i t r a t e - N b y t r e a t m e n t . A s t h e c o n c e n t r a t i o n o f n i t r a t e - N i n c r e a s e , t h e c o n c e n t r a t i o n o f c a l c i u m a n d m a g n e s i u m i n t h e s o i l s o l u t i o n a l s o i n c r e a s e s . 3 2 1 I N C H O G A N S T A T E U N I V E R S I T V L N A R I E S l l ! i l H i l l i l l l l i l l i l i l l i i l l l i l l i i l i l i l i H l i H l l i ’ I I H H I 3 1 2 9 3 0 2 8 4 5 3 8 8 8