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High-resolution analysis of stem increment and sap flow for loblolly pine trees attacked by southern pine beetle

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Abstract:

Manual and automated dendrometers, and thermal dissipation probes were used to measure stem increment and sap flow for loblolly pine (Pinus taeda L.) trees attacked by southern pine beetle (Dendroctonus frontalis Zimm.) in east Tennessee, USA. Seasonal-long measurements with manual dendrometers indicated linear increases in stem circumference from April through June. Changes in stem circumference slowed after this time, and further increases were either modest or not observed. These effects coincided with a massive midsummer infestation of trees with southern pine beetles. High-resolution measurements with automated dendrometers confirmed that, while early-season increases in radial increment were positive, daily rates of radial increment for slow- and fast-growing trees were largely negative in early to late July. Sap velocity also declined despite favorable weather conditions, but these reductions were not observed until mid-August. Thus, effects on radial increment and stem circumference preceded those on sap velocity by several weeks. The timing of these events, combined with the known developmental rate of southern pine beetles, suggest that disruption of whole-tree water balance is not a prerequisite for the success of attacking beetles or for oviposition by colonizing females and larval development, all of which were completed by early August. Additional field experiments that use high-resolution techniques to measure stem increment and sap flow are needed to more rigorously characterize temporal changes in host physiology during initial invasion and colonization of trees by southern pine beetle.

Des dendromètres manuels et automatiques ainsi que des capteurs de dissipation de chaleur ont été utilisés pour mesurer l'accroissement de la tige et l'écoulement de la sève chez des pins à encens (Pinus taeda L.) attaqués par le dendroctone méridional du pin (Dendroctonus frontalis Zimm.) dans l'est du Tennessee, aux États-unis. Des mesures prises tout au long de la saison avec des dendromètres manuels ont montré une augmentation linéaire de la circonférence de la tige du mois d'avril au mois de juin. Par la suite, les changements dans la circonférence de la tige ont ralenti et les augmentations subséquentes ont été modestes ou n'ont pas été détectées. Ces effets coïncident avec une infestation massive des arbres par le dendroctone méridional du pin au milieu de l'été. Des mesures à haute résolution avec des dendromètres automatiques confirment que tandis que les augmentations de croissance radiale observées en début de saison étaient positives, le taux quotidien de croissance radiale chez les arbres à croissance lente et chez les arbres à croissance rapide était fortement négatif du début à la fin juillet. La vitesse d'écoulement de la sève a également diminué malgré des conditions météorologiques favorables mais cette diminution n'a pas été observée avant le milieu du mois d'août. Par conséquent, les effets sur l'accroissement radial et en circonférence ont précédé ceux sur la vitesse d'écoulement de la sève de plusieurs semaines. La séquence de ces événements dans le temps, combinée au taux de développement connu du dendroctone méridional du pin, laisse croire que la perturbation du bilan hydrique global d'un arbre n'est pas une condition préalable pour le succès d'une attaque par les insectes, de l'oviposition par les femelles ni du développement des larves qui était complété vers le début du mois d'août. D'autres expériences sur le terrain avec des techniques à haute résolution pour mesurer l'accroissement de la tige et la vitesse d'écoulement de la sève sont requises pour caractériser de façon plus rigoureuse les changements temporels dans la physiologie de l'hôte pendant l'invasion initiale et la colonisation des arbres par le dendroctone méridional du pin.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2004-11-01

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