Ann. For. Sci. 53 (1996) 279-290
DOI: 10.1051/forest:19960211

Effect of shade on stomatal conductance, net photosynthesis, photochemical efficiency and growth of oak saplings

K Gross^a, A Homlicher^b, A Weinreich^a and E Wagner<sup>b

a</sup>  Institute of Silviculture, University of Freiburg, 79104 Freiburg, Germany
^b  Institute of Biology II, University of Freiburg, 79104 Freiburg, Germany

Abstract - The European oak species, pedunculate (Quercus robur) and sessile oak (Q petraea), both considered to be light demanding, were tested for their shade tolerance. Two- and 3-year-old nursery grown seedlings were planted either in the open field or with 50% reduction in sun irradiance, in the spring of 1992. During the following 3 years, growth was monitored. In the third summer, the following ecophysiological parameters were measured: stomatal conductance, net photosynthesis, photochemical efficiency of dark-adapted leaves, as well as carotenoid and chlorophyll content. Stomatal conductance and photosynthesis were increased in the open field treatments, while the shaded plants had larger leaves with fewer stomates per unit leaf area, more chlorophyll per unit dry weight and increased chlorophyll/carotenoid ratio. The photochemical efficiency of photosystem II as measured on dark-adapted leaves was 3-4% lower in the open field plants as compared to the shade grown ones. During the day it exhibited a decrease at noon in plants of both treatments; this decrease recovered completely at the end of the afternoon. There was no difference in overall height of the plants between the two treatments; however, the root collar diameter was significantly smaller in the shade grown plants. Thus, results of some other investigations, according to which young oak plants grow better under shade, could not be confirmed.

Résumé - Effets de l'ombrage sur la conductance stomatique, l'assimilation nette de CO₂, l'efficience photochimique et la croissance de semis de chênes. Les chênes européens (Quercus robur et Q petraea) sont considérés comme des espèces de lumière. Nous avons testé leur tolérance à l'ombrage, en plantant au cours du printemps 1992 des semis de 2 et 3 ans en plein découvert ou sous une ombrière réduisant le rayonnement de 50 %. La croissance de ces semis a été suivie pendant 3 ans. Lors de la troisième année, des paramètres écophysiologiques ont été mesurés : conductance stomatique, assimilation nette de CO₂, efficience photochimique de feuilles maintenues à l'obscurité, ainsi que les teneurs en caroténoides et en chlorophylles. Conductance stomatique et assimilation nette étaient plus élevées en plein découvert, alors que les plants d'ombre présentaient des feuilles plus grandes avec moins de stomates, plus de chlorophylles par unité de poids sec, et un rapport chlorophylle/caroténoïdes plus élevé. L'efficience photochimique mesurée sur des feuilles préconditionnées à l'obcurité était plus faible de 3-4% en plein découvert. Pendant la journée, ce paramètre présentait une décroissance dans les deux traitements, avec une bonne récupération à la fin de l'après-midi. La hauteur finale des plants était identique dans les deux traitements, mais le diamètre au collet était plus faible sur les plants d'ombre. La croissance des jeunes plants n'a donc pas été sensiblement meilleure à l'ombre qu'en plein découvert.

Key words: Quercus / stomatal conductance / net photosynthesis / photochemical efficiency / shade tolerance

Mots clés : Quercus / conductance stomatique / photosynthèse nette / efficience photochimique / tolérance à l'ombrage