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The photosynthetic response of American chestnut seedlings to differing light conditions

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Abstract:

Restoration attempts to reintroduce American chestnut trees to the eastern deciduous forest by means of a disease-resistant Chinese–American hybrid seed are in progress. Knowing the light conditions required for optimum seedling performance is necessary to maximize the success of reintroduction. American chestnut (Castanea dentata (Marsh.) Borkh.) seedlings were planted in two replicate forests in Vinton County, Ohio, in areas that had been thinned (more available light) and in control areas (intact canopy, less available light). The photosynthetic capacity of 12 seedlings per treatment was assessed using an infrared gas-exchange analyzer. Seedlings in the thinned treatment reached light-saturating rates of photosynthesis at an irradiance level approximately 33% higher than did the seedlings in the control treatment. Seedlings grown in the thinned treatment had a significantly greater maximum rate of photosynthesis (Amax), dark respiration rate (Rd), and daily carbon gain per seedling than seedlings grown in the control treatment. The light compensation point (LCP), quantum efficiency (), leaf mass per area (LMA), and leaf nitrogen concentration per unit leaf area (Narea) were not significantly different between treatments. American chestnut seedlings in the thinned treatment clearly maximize leaf-level photosynthetic capacity. These results will aid land managers in planning reintroduction trials by providing information on the light conditions required for maximum seedling success.

Des essais de restauration sont en cours pour réintroduire le châtaignier d’Amérique (Castanea dentata (Marsh.) Borkh.) dans la forêt décidue de l’est en utilisant les semences d’un hybride entre une espèce chinoise et l’espèce américaine résistant à la maladie. Pour maximiser le succès de la réintroduction, il est nécessaire de connaître les conditions lumineuses requises pour optimiser la performance des semis. Dans ce but, des semis de châtaignier d’Amérique ont été plantés dans deux forêts du comté de Vinton, en Ohio, à des endroits qui avaient été éclaircis (plus de lumière disponible) et à des endroits qui ne l’avaient pas été (canopée intacte, moins de lumière disponible). La capacité photosynthétique de 12 semis par traitement a été estimée à l’aide d’un analyseur d’échanges gazeux à infrarouge. Les semis plantés aux endroits éclaircis ont atteint le taux de photosynthèse à saturation lumineuse à un degré d’irradiation environ 33 % plus élevé que les semis plantés aux endroits non éclaircis. Le taux maximal de photosynthèse (Amax), le taux de respiration nocturne (Rd) et le gain journalier en carbone par semis étaient significativement plus élevés chez les semis croissant aux endroits éclaircis comparativement aux endroits non éclaircis. Le point de compensation lumineux (LCP), l’efficacité quantique, la masse foliaire par unité de surface (LMA) et la teneur en azote par unité de surface foliaire (Narea) n’étaient pas significativement différents entre les traitements. Les semis de châtaignier plantés aux endroits éclaircis maximisent nettement la capacité photosynthétique de la feuille. Ces résultats aideront les aménagistes du territoire à planifier les essais de réintroduction en utilisant l’information sur les conditions de lumière requises pour que les semis aient le maximum de succès.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2007

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