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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 62, Number 4, June 2005
Page(s) 351 - 360
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2005030
Ann. For. Sci. 62 (2005) 351-360
DOI: 10.1051/forest:2005030

Ecophysiological responses of Mediterranean pines to simulated sea aerosol polluted with an anionic surfactant: prospects for biomonitoring

Andrea Rettoria, b, Elena Paolettic, Giovanni Nicolottib and Maria Lodovica Gullinob

a  DI.VA.P.R.A. - Plant Pathology, University of Torino, via Leonardo da Vinci 44, 10095 Grugliasco, Torino, Italy
b  Centre of competence for the Innovation in the agro-environmental sector - AGROINNOVA via Leonardo da Vinci 44, 10095 Grugliasco, Torino, Italy
c  Institute Plant Protection - CNR, via Madonna del Piano, 50019 Sesto Fiorentino, Firenze, Italy

(Received 25 March 2004; accepted 25 October 2004)

Abstract - Sea aerosol may contain surfactants as pollutants. We examined ecophysiological mechanisms involved in the sensitivity of three Mediterranean pines to five spray treatments with sea water including an anionic surfactant, 5 to 500 mg/L dioctyl sodium sulphosuccinate. Despite the reduction of surfactant in sea aerosol over the past 20 years, Mediterranean pinewoods are still at risk for surfactant pollution, since concentrations in the field reach the visible injury threshold here recorded, i.e. 2 mg/L surfactant deposited on needles. The chloride toxicity threshold was 2 mg/g needle dw; values exceeded the threshold only when sea water was polluted by more than 30 mg/L surfactant. The surfactant altered epistomatal waxy microtubules and thus needle water potential. The phytotoxic effect increased with time, even in the absence of further exposures ("delayed-action" effect). Needle chloride content appeared better suited for biomonitoring surveys than structural damage to stomata, quantity of epicuticular waxes, drop contact angle, or midday water potential. All three species were sensitive to injury, according to the order: P. pinea > P. halepensis > P. pinaster.


Résumé - Réponses écophysiologiques de quelques pins méditerranéens à un aérosol marin pollué artificiellement avec un surfactant anionique : perspectives pour un biocontrôle. Les embruns marins peuvent contenir des polluants. Dans le présent travail ont été étudiés et comparés les mécanismes écophysiologiques liés à la sensibilité de trois pins méditerranéens traités avec de l'eau de mer polluée avec cinq concentrations (de 5 à 500 mg/L) de dioctyl sulfosuccinate de sodium. Malgré la réduction des surfactants dans l'eau de mer pendant les 20 dernières années, les pins méditerranéens ont encore des risques de dépérissement à caue des concentrations qui atteignent le seuil de dégât visible sur les aiguilles : 2 mg/L de surfactant déposé sur les aiguilles. Le seuil de toxicité du chlore était de 2 mg/g de poids sec des aiguilles ; les valeurs mesurées ont dépassé le seuil de toxicité lorsque l'eau de mer avait une concentration supérieure à 30 mg/L de surfactants. Le polluant a endommagé les tubes cireux épistomatiques et, par voie de conséquence, a eu un effet sur le potentiel hydrique des aiguilles. L'effet toxique a augmenté avec le temps, même en l'absence d'expositions ultérieures des aiguilles au polluant (effet « action prolongée »). Dans la perspective d'un suivi par un biocontrôle parmi les paramètres étudiés, le contenu en chlore des aiguilles semble être mieux indiqué que les dégâts stomatiques, la quantité des cires épicuticulaires, l'angle de contact de la goutte ou le potentiel hydrique. Les trois espèces se sont montrées sensibles aux différentes concentrations de surfactant, selon l'ordre suivant : P. pinea > P. halepensis > P. pinaster.


Key words: Aleppo pine / coastal forests / maritime pine / polluted sea-spray / stone pine

Mots clés : aérosol marin pollué / forêt littorale / pin dAlep / pin maritime / pin parasol

Corresponding author: Elena Paoletti e.paoletti@ipp.cnr.it

© INRA, EDP Sciences 2005