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Low soil temperature reduces the positive effects of high nutrient supply on the growth and biomass of white birch seedlings in ambient and elevated carbon dioxide concentrations

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To investigate the interactive effects of soil temperature (Tsoil) and nutrient supply on the responses of growth and biomass of white birch (Betula papyrifera Marsh.) to atmospheric carbon dioxide concentration ([CO2]), seedlings were grown under two [CO2] (360 and 720mol·mol–1), three Tsoil (5, 15, and 25°C initially, increased to 7, 17, and 27°C one month later), and three nutrient regimes (Low: N–P–K = 4:1.8:3.3mg·L–1; Intermediate: N–P–K = 80:35:66mg·L–1; and High: N–P–K = 160:70:132mg·L–1) for 4 months. Low Tsoil reduced leaf and total biomass at high nutrient supply and root biomass at intermediate and high nutrient supply. There were significant three-factor interactive effects on root collar diameter (RCD), stem biomass, and leaf mass ratio. Low Tsoil reduced RCD at high nutrient supply and stem biomass at intermediate and high nutrient supply in elevated [CO2] while intermediate and high Tsoil enhanced them. Values of leaf mass ratio were lowest at low Tsoil and low nutrient supply in elevated [CO2]. The effect of Tsoil was generally insignificant at low nutrient supply, but the responses of growth and biomass remained significantly higher under high than low nutrient supply at all Tsoil.

Afin d'examiner les effets interactifs entre la température du sol (Tsol) et l'apport en nutriments sur les réactions de croissance et en biomasse du bouleau blanc (Betula papyrifera Marsh) aux concentrations de bioxyde de carbone ([CO2]), les auteurs ont cultivé des plantules sous deux teneurs [CO2] (360 et 720 mol·mol–1) et trois Tsol (5, 15 et 25 ºC au départ, avec des augmentations à 7, 17 et 27°C, un mois plus tard), et trois régimes nutritifs (Faible: N–P–K = 4:1.8:3.3 mg·L–1, Intermédiaire; N–P–K = 80:35:66 mg·L–1, et Élevé; N–P–K = 160:70:132 mg·L–1), pendant quatre mois. La basse température du sol réduit la biomasse foliaire et totale avec nutriments élevés et la biomasse racinaire avec des apports intermédiaires et élevés. On observe des effets trifactoriels significatifs sur le diamètre racinaire au collet (RCD), et le rapport de la biomasse de la tige sur la biomasse foliaire. La faible Tsol réduit le RCD avec des nutriments élevés et la biomasse de la tige avec des nutriments intermédiaires et élevés, avec un [CO2] élevé, alors que les Tsol intermédiaires et élevés les augmentent. Les valeurs de ratio de la masse foliaire sont plus faibles à Tsol faible et faible apport en nutriments en présence de [CO2] élevé. L'effet de Tsol demeure généralement non significatif à faibles apports de nutriments, mais les réactions de croissance et de biomasse demeurent significativement plus élevées avec des teneurs en nutriments élevées que faibles, à toutes les températures du sol.

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2009

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  • Published since 1929, this monthly journal features comprehensive research articles and notes in all segments of plant sciences, including cell and molecular biology, ecology, mycology and plant-microbe interactions, phycology, physiology and biochemistry, structure and development, genetics, systematics, and phytogeography. It also publishes commentary and review articles on topics of current interest, contributed by internationally recognized scientists.

    Previously published as the Canadian Journal of Botany
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