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

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.)