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Ann. For. Sci.
Volume 55, Number 3, 1998
Page(s) 375 - 383
Ann. For. Sci. 55 (1998) 375-383
DOI: 10.1051/forest:19980308

15N partitioning and production of 15N-labelled litter in beech trees following [ 15N]urea spray

Bernd Zeller, Micheline Colin-Belgrand, Étienne Dambrine and Francis Martin

Écosystèmes forestiers, Centre Inra Nancy, 54280 Champenoux, France

Abstract - The leaves of 10-year-old beech trees grown in a plantation were sprayed once in late summer in 1993, 1994 and 1995 with [15N]urea, to determine the 15N utilization by beech (Fagus sylvatica L.) and to obtain homogeneous 15N-labelled litter. One day after spraying, leaves had incorporated 42 % (1993) to 55 % (1995) of the applied [15N]urea. The leaf amino acid content and N concentration increased shortly after application. During leaf senescence, approximately 88 % of the incorporated 15N was translocated and mainly stored in the above-ground biomass. After spraying, N concentration and 15N enrichment of leaves were measured until abscission. In spring, trees were sampled and 15N allocation in above- and below-ground organs were determined to assess 15N partitioning. Buds and bark showed the highest 15N enrichment, but the largest amounts of foliarly applied 15N were stored in bark and wood. 15N enrichment of fallen leaves (i.e. litter) increased after each 15N urea spray, from 2.11 % 15N atom excess in 1993, to 2.97 % 15N in 1994 and 3.14 % 15N in 1995. Annual litter contained 4.7%, 7.3 % and 7.8 % of the sprayed 15N. Soluble and insoluble N fractions showed an identical 15N atom excess indicating a homogeneous distribution of 15N in the labelled leaves as well as litter. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Répartition de 15N dans le hêtre et production d'une litière marquée après pulvérisation de [15N]urée. Afin de déterminer l'utilisation de l'azote par le hêtre (Fagus sylvatica L.) et pour obtenir une litière homogène marquée au 15N, de l'urée enrichie en 15N a été pulvérisée en fin d'été 1993, 1994 et 1995 sur le feuillage de jeunes hêtres. Après la pulvérisation, les concentrations en N et 15 N dans les feuilles et la litière ont été mesurées jusqu'à l'abscission. Un jour après la pulvérisation, les feuilles ont incorporé entre 42 % (1993) et 55 % (1995) de l'[15N]urée. Une brève augmentation de la teneur en acides aminés et de la concentration en N foliaire a eu lieu peu après l'application. Au printemps 1994, un prélèvement sur cinq arbres a été effectué, pour déterminer la répartition de 15N dans les organes aériens et souterrains des arbres. Pendant la sénescence des feuilles, 88 % de l'azote incorporé est transféré dont la plus grande part est stockée dans les organes aériens des arbres. Les bourgeons et l'écorce sont les tissus les plus enrichis en 15N, mais l'écorce et le bois accumulent l'essentiel de l'azote 15N. L'enrichissement en 15N des feuilles sénescentes (litière) augmente après chaque pulvérisation d'[15N]urée ; l'excès isotopique 15N mesuré en 1993 est de 2,11 % et il atteint 3,14 % en 1995. La chute annuelle de litière représente 4,7, 7,3 et 7,8 % de 15N pulvérisé. Les composés azotées solubles et insolubles présentent des enrichissements identiques en 15N, indiquant une distribution homogène de 15N dans les feuilles et également dans la litière. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Key words: 15N / urea / beech litter / forest / nitrogen

Mots clés : 15N / urée / litière / hêtre / forêt / azote

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