Free access
Issue
Ann. For. Sci.
Volume 62, Number 6, September-October 2005
Page(s) 575 - 583
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2005050
Ann. For. Sci. 62 (2005) 575-583
DOI: 10.1051/forest:2005050

Interactive effects of phosphorus and light availability on early growth of maritime pine seedlings

Alissar Cheaïba, Alain Molliera, Stéphane Thunota, Catherine Lambrotb, Sylvain Pellerina and Denis Loustaub

a  INRA, UMR TCEM (Transfert Sol-Plante et Cycle des Éléments Minéraux dans les Écosystèmes Cultivés), 71, avenue Edouard-Bourlaux, BP 81, 33883 Villenave d'Ornon Cedex, France
b  INRA, Unité EPHYSE (Écologie Fonctionnelle et Physique de l'Environnement), 69 route d'Arcachon, 33612 Gazinet, France

(Received 2 June 2004; accepted 29 April 2005)

Abstract - We examined the response of early growth of maritime pine seedlings to combined levels of light and phosphorus. Seedlings were grown under three levels of phosphorous availability, i.e., two relative addition rates (RAR = 2 and 4 g P (100 g-1)P d-1) and a free-access to P, crossed with two light levels (photosynthetic photon flux densities of 150 and 450 mmol m-2 s-1, respectively). Relative growth rate (RGR) and relative uptake rate of phosphorus (RUR) were computed, as well as the amount of light absorbed per seedling. We found that phosphorus and light acted as limiting factors with a complex interaction. Under low light and at the lowest P level, P and light were co-limiting, i.e., growth was enhanced only when P and light were increased together. Light was the limiting factor for growth under low light conditions at all other levels of P availability. P was the limiting factor at a RAR of 2% under high light. Enhancing P from 4% to free access did not significantly improve growth under high light. RUR was controlled systematically by P availability at 2 and 4% RAR. RGR values were close to RUR values except under free access to P. Therefore, growth-independent accumulation of P was observed under high P conditions. The differences in biomass production among P treatments were explained primarily by the reduced amount of radiation intercepted by the seedlings as a consequence of their reduced leaf area. No effect of P treatments were observed on the calculated radiation-use efficiency (RUE), which was found to be larger under low light. This confirms that pine seedlings adjust to moderate phosphorus deficiency mainly by changing their morphology (leaf area, dry-mass partitioning) while biochemical and photochemical limitations of photosynthesis play only a very secondary role.


Résumé - Interaction des effets de la disponibilité en phosphore et en lumière sur la croissance de jeunes plants de pin maritime. La croissance de jeunes plants de pin maritime a été suivie en chambre de culture à deux niveaux d'éclairement et trois de disponibilité en phosphore. Deux taux d'addition relatifs en P (RAR = 2 et 4 g P (100 g-1 P j-1) et un libre accès au P ont été appliqués en combinaison avec deux niveaux d'éclairement (150 et 450 mmol m-2 s-1). Le taux de croissance relatif (RGR) et le taux d'absorption relatif de P (RUR) ont été calculés. La surface foliaire, la quantité de rayonnement absorbé et l'efficience d'utilisation du rayonnement (RUE) ont aussi été estimés. Les disponibilités en phosphore et en lumière ont limité la croissance suivant un schéma d'interaction complexe. Au plus faible niveau d'éclairement et d'ajout en phosphore, les deux facteurs étaient co-limitants et la croissance n'était augmentée que lorsque les deux facteurs augmentaient simultanément. La lumière était le facteur limitant pour les traitements sous faible éclairement à tous les autres niveaux de disponibilité en P. Le phosphore était limitant pour des RAR de 2% sous fort éclairement. Le taux de prélèvement relatif en P (RUR) était contrôlé par la disponibilité en P aux taux d'addition relatifs (RAR) de 2 et 4%. Les valeurs de RGR étaient proches des valeurs de RUR sauf au plus fort niveau de disponibilité en P où une accumulation de P indépendante de la croissance a été observée. La réduction de la croissance sous limitation en P est explicable par la réduction de la quantité de rayonnement absorbé par les plants, par suite d'une expansion limitée et plus lente de leur surface foliaire. Il n'y a pas eu d'effet de la disponibilité en P sur le RUE. Le RUE était par contre plus élevé sous faible éclairement. En conclusion, nos résultats confirment que les jeunes plants de pin maritime soumis à une déficience modérée en P ajustent leur croissance (réduction de l'expansion de la surface foliaire) sans effet majeur sur le RUE.


Key words: phosphorus nutrition / shade / growth / Pinus pinaster Aït.

Mots clés : nutrition en phosphore / ombrage / croissance / Pinus pinaster Aït.

Corresponding author: Alissar Cheaïb acheaib@bordeaux.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2005