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Terpenoids in the wood of Scots pine and Norway spruce seedlings exposed to ozone at different nitrogen availability

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Abstract:



Scots pine (Pinus sylvestris L.) and Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) seedlings were exposed to low-level ozone (O3) in an open-air exposure system for three or two growing seasons, respectively. Simultaneously, seedlings were supplied with nutrient solution containing either optimum (control) nitrogen (N), 70% of optimum N (low N availability), or 150% of optimum N (high N availability). Carbon-based secondary compounds, e.g., terpenes and resin acids, were analysed from the stemwood. α-Pinene, 3-carene, and limonene + -phellandrene were the major terpenes in pine wood, whereas α-pinene, -pinene, and limonene + -phellandrene dominated in the spruce wood. Palustric + levopimaric and abietic acids were the major resin acids in the wood of both species. Ozone exposure did not cause any remarkable changes in the concentrations and proportional quantities of terpenes and resin acids in the wood of either tree species. Nitrogen availability did not affect the concentrations of carbon-based secondary compounds either, and the effects on proportional quantities were slight and ambiguous with respect to N supply. We conclude that realistically elevated levels of O3 do not have effects on concentrations of carbon-based secondary compounds of conifer wood and N availability might cause only slight changes in them. Therefore, our results do not directly support the carbon–nutrient balance hypothesis.

Des semis de pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) et d'épicéa commun (Picea abies (L.) Karst.) ont été exposés à un faible niveau d'ozone (O3) dans un système d'exposition à l'air libre pendant deux ou trois saisons de croissance. Les semis ont été simultanément traités avec une solution nutritive contenant soit une quantité optimale (témoin) d'azote (N), soit 70 % de la quantité optimale de N (faible disponibilité de N), soit 150 % de la quantité optimale de N (disponibilité élevée de N). Des composés secondaires à base de carbone, tels que les terpènes et les acides résiniques, ont été analysés dans le bois de la tige. L'α-pinène, la 3-carène et le limonène + -phellandrène étaient les principaux terpènes présents dans le bois de pin tandis que l'α-pinène, la -pinène et le limonène + -phellandrène dominaient dans le bois d'épicéa. Les acides palustriques + levopimarique et abiétique étaient les principaux acides résiniques chez les deux espèces. L'exposition à l'ozone n'a causé aucun changement évident dans la concentration ou la proportion des quantités de terpènes et d'acides résiniques dans le bois de l'une ou l'autre des espèces. La disponibilité de N n'a pas non plus affecté la concentration des composés secondaires à base de carbone et les effets sur leurs proportions dus à l'apport de N étaient faibles et ambigus. Nous arrivons à la conclusion que des niveaux réalistement élevés de O3 n'ont pas d'effet sur la concentration des composés secondaires à base de carbone du bois de conifère et que la disponibilité de N peut seulement causer de faibles changements chez ces composés. Par conséquent, nos résultats ne constituent pas un support direct pour l'hypothèse de l'équilibre entre le carbone et les nutriments.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2002-12-01

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