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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 57, Number 3, March-April 2000
Page(s) 209 - 218
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2000112
DOI: 10.1051/forest:2000112

Ann. For. Sci. 57 (2000) 209-218

Consequences of an excess Al and a deficiency in Ca and Mg for stomatal functioning and net carbon assimilation of beech leaves

Michèle Ridolfi - Jean-Pierre Garrec

Équipe Pollution Atmosphérique, Unité d'Écophysiologie Forestière, INRA Nancy, F-54280 Champenoux, France

(Received 5 May 1999; accepted 10 August 1999)

Abstract:

Stomatal function and photosynthesis were investigated in beech seedlings submitted to excess Al, or/and to a deficiency in Ca and Mg. Excess Al in the nutrient solution promoted a decrease of Ca and Mg leaf contents, while K was increased. Stomatal responses to darkness, ABA and ambient CO2 remained normal. In contrast, steady-state stomatal conductance in light was significantly smaller and correlated to a lower accumulation of K in the guard cells. Similar stomatal responses were observed for Ca-Mg deficient plants. In response to combined Al stress and low Ca and Mg nutrition, stomata remained almost insensitive to the different stimuli. The constancy in K guard cell concentration revealed a disturbance in K fluxes. Lower CO2 assimilation rates and chlorophyll contents, on a leaf area basis, were recorded in response to all treatments. In conclusion, excess Al associated to low Ca and Mg nutrition lead to a strong stomatal dysfonction and reduced photosynthesis of beech seedlings.


Keywords: aluminium / mineral deficiencies / stomata / photosynthesis / Fagus sylvatica

Résumé:

Conséquences d'un excès d'Al et d'une carence en Ca et Mg sur le fonctionnement stomatique et l'assimilation nette de carbone de jeunes hêtres. Cette étude présente les effets de l'aluminium, d'une double carence en Ca et Mg ou de la combinaison de ces deux traitements sur le fonctionnement stomatique et la photosynthèse de jeunes hêtres. Le stress aluminique a provoqué une carence en Ca et Mg, et une accumulation de K dans les feuilles. La réponse des stomates à l'obscurité, l'ABA et au CO2 n'était pas perturbée. Par contre, les conductances stomatiques à la lumière étaient réduites et corrélées à une accumulation relative de K dans les cellules stomatiques plus faible. Les plants carencés en Ca et Mg présentaient des réponses stomatiques comparables à celles observées pour le traitement Al. Les plantes soumises à un stress aluminique et une carence calcico magnésienne présentaient une perte importante de sensibilité des stomates aux différents stimuli, associée à un dysfonctionnement des flux de K. Une réduction de la photosynthèse et des teneurs en chlorophylles, par unité de surface, fut enregistrée pour chaque traitement. En conclusion, un excès d'aluminium associé à une nutrition minérale pauvre en Ca et Mg provoque un dysfonctionnement important des complexes stomatiques et une réduction de la photosynthèse.


Mots clé : aluminium / carences minérales / stomate / photosynthèse / Fagus sylvatica

Correspondence and reprints: Jean-Pierre Garrec
Tel. 33-3 83 39 40 97; garrec@nancy.inra.fr

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