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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 60, Number 8, December 2003
Page(s) 763 - 772
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2003071
Ann. For. Sci. 60 (2003) 763-772
DOI: 10.1051/forest:2003071

Chemical composition of the periderm in relation to in situ water absorption rates of oak, beech and spruce fine roots

Christoph Leuschnera, Heinz Conersa, Regina Ickeb, Klaus Hartmannc, N. Dominique Effingerd and Lukas Schreiberc

a  Abt. Ökologie und Ökosystemforschung, Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften, Universität Göttingen, Untere Karspüle 2, 37073 Göttingen, Germany
b  Abt. Ökologie, Fachbereich 19, Universität Gh Kassel, Heinrich-Plett-Strasse 40, 34132 Kassel, Germany
c  Institut für Botanik, Ökophysiologie der Pflanzen, Universität Bonn, Kirschallee 1, 53115 Bonn, Germany
d  Lehrstuhl Botanik II, Universität Würzburg, Julius-von-Sachs-Platz 3, 97082 Würzburg, Germany

(Received 18 March 2002; accepted 11 September 2002)

Abstract - The water absorption by terminal branch roots of mature oak, beech and spruce trees was measured in situ with miniature sap flow gauges for 11 consecutive days and related to the suberin and lignin content of the fine root periderm. All fine roots contained a well-developed periderm, whereas no primary white roots were present. Mean root water uptake decreased in the sequence beech - spruce - oak. Oak roots contained twice as much suberin and a thicker periderm than beech, and had smaller mean water uptake rates (201 vs. 508 g m-2 root surface d-1). However, spruce with 2 to 7 times smaller suberin contents had lower uptake rates (346 g m2 d-1) than beech with more suberin. We conclude that the relationship between periderm chemistry and water absorption is only weak in the three species. Other factors such as hydraulic resistances in the soil-root interface, or the size of water potential gradients may be more influential in regulating root water uptake.

Résumé - Relation entre la composition chimique du périderme et le taux d'absorption d'eau, in situ, des petites racines de chêne, hêtre et épicéa. On a mesuré, in situ, avec des sondes miniaturisées de flux de sève, pendant 11 jours consécutifs, l'absorption d'eau par les extrêmités des racines de sujets adultes de chêne, hêtre et épicéa. Celle-ci a été ensuite mise en relation avec le contenu en subérine du périderme des petites racines. Toutes ces petites racines présentaient un périderme bien développé, sans racines primaires blanches. Les différentes espèces se classent pour le prélèvement d'eau moyen dans l'ordre décroissant suivant : hêtre, épicéa, chêne. Les racines de chêne contenaient deux fois plus de subérine et comportaient un périderme plus épais que le hêtre. Leur prélèvement d'eau était en moyenne plus faible (201 contre 508 g m-2 de surface racinaire et par jour). Cependant, l'épicéa, avec un contenu de subérine 2 à 7 fois inférieur, présentait un taux de prélèvement plus faible (346 g m2 et par jour) que le hêtre qui a pourtant plus de subérine. Nous en concluons que la relation entre la composition chimique du périderme et l'absorption d'eau n'est que faible pour les trois espèces. D'autres facteurs, tels que la résistance hydraulique à l'interface sol/racines, ou l'importance des gradients de potentiels hydriques, pourraient jouer un rôle plus important pour la régulation du prélèvement d'eau.


Key words: lignin / miniature sap flow gauge / root hydraulic conductivity / root surface area / suberin

Mots clés : lignine / sonde miniaturisée de flux de sève / conductivité hydraulique des racines / surface racinaire / subérine

Corresponding author: Christoph Leuschner cleusch@gwdg.de

© INRA, EDP Sciences 2003