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Early summer frost hardiness in Picea abies seedlings in response to photoperiod treatment

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Abstract:

According to previous studies, short-day (SD) treatment may increase frost hardiness in Picea abies (L.) Karst. seedlings during shoot elongation the next year. The purpose of this study was to examine how timing of the SD treatment affects spring frost hardiness. The following four treatments were applied in the first growth period: natural photoperiod (Nat), or SD treatment (8 h light : 16 h dark) either 14–28 July (SD1), 28 July – 11 August (SD2), or 11–20 August (SD3). After 125 days in cold storage (October–January), the seedlings were transferred to forcing conditions (20–25 °C, 24 h light) followed by freezing tests at –3, –5, –7, and –9 °C when most seedlings had reached bud break stage 7 (Krutzsch index). Seedling height measurements and analyses of carbohydrate status, nitrogen concentration, and dry mass of needles after cold storage were done to examine the treatments' impact on seedling quality. SD treatment reduced visual freezing injury to current- and first-year shoots. Mortality occurred at –7 and –9 °C and was significantly higher in the Nat and SD1 treatments (43% in both) than in the SD2 (23%) and SD3 (15%) treatments. Seedlings from the late SD treatments also showed better height growth and developed more shoots from dormant buds after freezing to –3 and –5 °C. Collectively, these findings demonstrate the importance of proper timing of the SD treatment in relation to the seedlings' natural growth rhythm.

Selon des études antérieures, les semis de Picea abies (L.) Karst. exposés à des jours courts (JC) sont plus résistants au froid pendant la période d'élongation des pousses l'année suivante. Le but de cette étude consistait à examiner de quelle façon le moment où les semis sont exposés à des JC affecte leur résistance au froid au printemps. Les quatre traitements suivants ont été appliqués pendant la première période de croissance : photopériode naturelle (Nat) ou exposition à des JC (8/16 h, jour/nuit), soit du 14 au 28 juillet (JC1), du 28 juillet au 11 août (JC2) ou du 11 au 20 août (JC3). Après 125 jours d'entreposage au froid (octobre à janvier), les semis ont été soumis à des conditions de forçage (20–25 °C, photopériode de 24 h) suivies par des tests de résistance au froid à –3, –5, –7 et –9 °C au moment où ils avaient atteint le stade 7 (indice de Krutzsch) de débourrement. Des mesures de hauteur des semis et les analyses du statut des hydrates de carbone, de la concentration en azote et du poids anhydre des aiguilles après l'entreposage au froid ont été réalisées pour étudier l'impact des traitements sur la qualité des semis. L'exposition à des JC a réduit les dommages visibles dus au gel sur les pousses de l'année en cours et celles d'un an. L'exposition à des températures de –7 et –9 °C a causé de la mortalité et elle était significativement plus élevée dans les traitements Nat et JC1 (43 % dans chacun des cas) que dans les traitements JC2 (23 %) et JC3 (15 %). Les semis exposés à des JC le plus tardivement ont également eu une meilleure croissance en hauteur et développé plus de pousses à partir de bourgeons dormants après avoir été exposés à des températures de –3 et –5 °C. Globalement, ces résultats démontrent l'importance de choisir le moment approprié relativement au rythme naturel de croissance des semis pour les exposer à des JC.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-11-01

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