Ann. For. Sci. 53 (1996) 967-979
DOI: 10.1051/forest:19960505

Geographic variation and bud dormancy in beech seedlings (Fagus sylvatica L)

M Falusi and R Calamassi

Dipartimento di Biologia Vegetale, Laboratori di Botanica agraria e forestale, Università di Firenze, Piazzale delle Cascine 28, 50134 Florence, Italy

Abstract - Italian populations of beech, originating from zones of similar altitudes but different latitudes (38°16'-43°49'N), were studied. The seedlings, 1 and 2 years old, were grown in Florence (43°45') under natural conditions or in climate-controlled chambers with short (SD) or long day (LD) after having been exposed, or not, to winter chilling (CH and NCH, respectively). Differences observed in precociousness of sprouting, thermal time, growth in length and duration of growing season all indicate a variation among the populations tied to the latitude of their zones of origin. Winter chilling was demonstrated to be the principal factor in the removal of dormancy in all the populations studied. In the northernmost populations a significant effect on sprouting was attributable also to photoperiodic regime. The interaction chilling x long day indicates that LD is able to partially substitute winter chilling and that once the need for removal of dormancy has been satisfied, temperature is presumably the principal environmental factor that controls sprouting.

Résumé - Variation géographique et dormance des bourgeons chez de jeunes plants de hêtre (Fagus sylvatica L). Sur de jeunes plantules de hêtre, on a étudié la variation géographique du débourrement printanier et l'influence qu'ont le froid pendant l'hiver et le régime photopériodique sur la sortie de dormance. Les altitudes des lieux de provenance du matériel sont identiques, mais les latitudes sont différentes. Dans la première expérience on a cultivé les plantules des trois populations (Bagno di Romagna, latitude 43° 49'N; Pacentro, latitude 42° 03'N; Aspromonte, latitude 39° 09'N) à Florence (latitude 43° 45'N) aux conditions climatiques naturelles. Avec l'augmentation de la latitude des stations de provenance le débourrement printanier devient plus précoce (fig 1) et la croissance en longueur, le « thermal time » et le temps entre le débourrement du bourgeon apical et celui des bourgeons latéraux raccourcissent (tableau I). D'après la deuxième expérience effectuée sur les plantules de deux provenances (Casentino, latitude 43° 48' N, et Aspromonte, latitude 38° 16' N) exposées ou non au froid hivernal puis cultivées en conditions naturelles à Florence, les résultats de la première expérience ont été confirmés en ce qui concerne le débourrement et la croissance (tableau II, figs 2 et 3). En outre un polycyclisme très net chez la population méridionale et une forte dépendance du débourrement vis-à-vis de la période de froid préalable ont été démontrés (tableau II, figs 2 et 3). Chez les deux provenances les plantules exposées aux froid en hiver présentent un débourrement plus précoce et plus rapide par comparaison avec celles qui n'ont pas été exposées. Cet effet est particulièrement évident dans le cas des bourgeons latéraux (figs 2 et 3). Lorsqu'on élève en chambre climatisée, à jours longs ou courts, les plantules des populations de la deuxième expérience en les ayant exposées ou non au froid hivernal, les différences entre populations sont confirmées en ce qui concerne la précocité du débourrement, la croissance en longueur et la durée de la période de végétation (tableau III et fig 4). L'effet très net du froid hivernal sur la sortie de dormance (tableau III) et sur le débourrement qui s'ensuit des bourgeons apicaux et axillaires (tableau V) est aussi confirmé. En effet la période nécessaire pour obtenir la totalité du débourrement est plus longue de 100-150 jours (fig 4) chez les plantules non exposées au froid. On a aussi observé un effet du photopériodisme, qui semble être une caractéristique de la population la plus septentrionale (tableaux V, VI et VII). Les effets des jours longs sont nets sur les temps moyens et sur le pourcentage de débourrement et sur la somme des degrés-jours. L'interaction entre jour long et froid en hiver laisse penser que le jour long est très impliqué dans la sortie de dormance et peut se substituer partiellement aux besoins en froid. Une fois satisfaites les exigences pour la sortie de dormance, c'est la température qui intervient comme principal facteur du milieu controlant le débourrement. Les différences observées au cours de toutes les expériences en ce qui concerne la précocité de débourrement, la croissance en longueur et la durée de la saison de végétation indiquent toutes l'existence parmi les populations de variations liées à la latitude des lieux d'origine.

Key words: bud dormancy / chilling / Fagus sylvatica / growing season / photoperiod

Mots clés : dormance des bourgeons / exposition au froid / Fagus sylvatica / saison de végétation / photopériode