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A comparison of growth and physiology in Picea glauca and Populus tremuloides at different soil temperatures

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Abstract:

Trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) and white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) seedlings were grown at uniform air temperatures but different soil temperatures (5, 15, and 25°C), and gas-exchange and growth characteristics were examined during active growth and early dormancy. At 5°C, Populus tremuloides had no root growth and limited growth in leaf area and shoot mass compared with the large increases in leaf and shoot mass at 25°C. In contrast, Picea glauca had some root growth at 5°C and moderate growth of roots at 15 and 25°C; however, there were no differences in aboveground mass at the different soil temperatures. Net assimilation and stomatal conductance in Populus tremuloides were reduced with decreasing soil temperatures, while in Picea glauca soil temperatures did not affect these gas-exchange variables. In both species, root mass was higher in the dormant period than during the growing period, while root volume remained constant. Generally, the growth variables of Populus tremuloides were more suppressed by cold soils than in Picea glauca. Root total nonstructural carbohydrates (TNC) decreased between the active growth and dormancy period by nearly 50% in Populus tremuloides, while there was no change in TNC in Picea glauca. Results suggest a more conservative use of TNC reserves in Picea glauca combined with a tolerance to cold soil temperatures compared with Populus tremuloides.

Des semis de peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.) et d'épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss) ont été cultivés à des températures de l'air uniformes mais à différentes températures du sol (5, 15 et 25°C). Les échanges gazeux et les caractéristiques de la croissance ont ensuite été étudiés pendant les périodes de croissance active et de début de dormance. À 5°C dans le cas de Populus tremuloides, il n'y avait aucune croissance des racines et un faible accroissement de la surface foliaire et du poids des pousses comparativement à des augmentations importantes du poids des feuilles et des pousses à 25°C. Au contraire dans le cas de Picea glauca, les racines croissaient un peu à 5°C et modérément à 15 et 25°C. Cependant, il n'y avait pas de différences dans le poids des structures épigées aux différentes températures du sol. Chez Populus tremuloides, l'assimilation nette et la conductance des stomates diminuaient avec une réduction de la température du sol, tandis que chez Picea glauca, ces variables reliées aux échanges gazeux n'étaient pas affectées par la température du sol. Chez les deux espèces, le poids des racines était plus élevé pendant la période de dormance que pendant la période de croissance active tandis que le volume de racines demeurait constant. En général, les variables de croissance de Populus tremuloides étaient davantage affectées par des sols froids que chez Picea glauca. Les hydrates de carbone non structuraux totaux diminuaient de près de 50% dans les racines de Populus tremuloides en passant de la période de croissance active à la période de dormance, tandis qu'ils ne variaient pas chez Picea glauca. Les résultats semblent indiquer que Picea glauca fait une utilisation plus conservatrice des hydrates de carbone non structuraux totaux combinée à une tolérance aux températures froides du sol comparativement à Populus tremuloides.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2001

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nrc/cjfr/2001/00000031/00000011/art00008
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