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Seasonal root growth of Scots pine seedlings in relation to shoot phenology, carbohydrate status, and nutrient supply

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Abstract:

To ascertain whether the growth rhythm of roots differs from that of the shoot, the seasonal pattern of dry mass allocation was determined in 1-year-old Scots pine (Pinus sylvestris L.) seedlings. Gas exchange, chlorophyll fluorescence, and the dynamics of starch and soluble sugars were examined to understand the role of stored carbon and that of current photosynthates in meeting the sink demand of plant organs. In this growth-chamber experiment, hydroponic cultures supplied the seedlings with low (0.25 mM N) or high (2.5 mM N) nutrient level. The climatic conditions in the chamber simulated the weather conditions from May to mid-October in southern Finland. Root growth was most intense at the end of the growing season, at which time shoot growth slowed down. Nutrient level did not affect the growth rhythm of the roots, but the total production of root biomass was favoured by high level of nutrients. The response of root growth to root zone temperature (RZT) was not the same over the growing season, indicating that the sensitivity of root growth to RZT depends on the growth phase of the seedling. The growth rhythm of the roots is probably regulated by several internal and external factors and their interactions, including RZT and availability of photosynthates.

Les auteurs ont déterminé le patron saisonnier d'allocation de masse sèche chez des semis de pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) âgés d'un an dans le but de vérifier si le rythme de croissance des racines diffère de celui des pousses. Les échanges gazeux, la fluorescence de la chlorophylle et la dynamique de l'amidon et des sucres solubles ont été examinés afin de comprendre le rôle des réserves de carbone et des produits courants de la photosynthèse face au puits que représente la demande par les organes de la plante. Dans cette expérience en chambre de croissance, les semis en culture hydroponique ont été exposés à des niveaux faible (0,25 mM N) ou élevé (2,5 mM N) de nutriments. Les conditions climatiques dans les chambres de croissance correspondaient aux conditions climatiques du mois de mai à la mi-octobre dans le sud de la Finlande. La croissance des racines était plus intense à la fin de la saison de croissance au moment où la croissance des pousses ralentissait. Le niveau de nutriments n'a pas affecté le rythme de croissance des racines mais la production totale de biomasse racinaire était favorisée par un niveau élevé de nutriments. La réponse de la croissance racinaire à la température dans la rhizosphère n'était pas la même pendant toute la saison de croissance. Cela indique que la sensibilité de la croissance racinaire à la température dans la rhizosphère dépend de la phase de croissance dans laquelle se trouve le semis. Le rythme de croissance des racines est probablement régulé par plusieurs facteurs internes et externes et leurs interactions, incluant la température dans la rhizosphère et la disponibilité des produits de la photosynthèse.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2001

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