Ann. For. Sci. 53 (1996) 395-406
DOI: 10.1051/forest:19960222

The effect of excess nitrogen and of insect defoliation on the frost hardiness of bark tissue of adult oaks

FM Thomas and R Blank

Niedersächsische Forstliche Versuchsanstalt, Abt B, Grätzelstr 2, 37079 Göttingen, Germany

Abstract - Deep winter frost, causing severe bark necroses, and insect defoliation are two of the causal factors for the present oak damages in northern Germany. In earlier investigations, a majority of oak stands had shown high leaf nitrogen concentrations. Therefore, the effect of nitrogen status and of insect defoliation on the frost hardiness of the bark of adult oaks was tested. At several dates during winter, samples from the living inner bark tissue were taken from adult sessile (Quercus petraea [Matt] Liebl) and pedunculate oaks (Q robur L) i) with normal or elevated leaf nitrogen concentrations, and ii) defoliated or nondefoliated in the preceding spring. Frost hardiness of bark was determined by electrolyte leakage after artificial freezing in the laboratory. During frost periods in January and February, oaks with lowered C/N ratios in bark or leaves as well as defoliated trees tended to reduced frost hardiness. Although the differences were insignificant for some temperature treatments, it is concluded that the effect of winter frost on oak damage is enhanced by a supply of excess nitrogen and by preceding insect defoliation.

Résumé - Influence d'un excès d'azote et de la défoliation par des insectes sur la résistance au gel du liber de chênes adultes. Les grands froids de l'hiver qui produisent des nécroses sévères du liber, ainsi que la défoliation causée par les insectes, sont deux causes probables du dépérissement actuel des chênes en Allemagne du Nord. Dans la majorité des peuplements de chêne explorés on a détecté une forte concentration d'azote dans les feuilles. On a donc recherché l'influence de l'alimentation en azote et de la défoliation sur la résistance au gel du liber de chênes âgés. En hiver on a prélevé périodiquement des échantillons du liber de chênes sessile et pédonculé (Quercus petraea [Matt] Liebl et Q robur L), i) qui présentaient une concentration d'azote normale ou élevée dans les feuilles ou ii) qui présentaient ou non des lésions causées par la défoliation. La résistance au gel a été déterminée au laboratoire par la perte d'électrolytes. En janvier et en février les chênes qui avaient un faible rapport C/N dans les feuilles ou dans le liber ainsi que ceux qui présentaient des lésions importantes avaient une résistance au gel réduite. Quoique les différences trouvées n'aient pas toujours été significatives, on peut conclure que la sensibilité aux froids d'hiver est renforcée par une teneur en azote excessive et par une défoliation antérieure.

Key words: bark / frost hardiness / insect defoliation / nitrogen / oak decline / Quercus

Mots clés : azote / défoliation / dépérissement du chêne / liber / Quercus / résistance au gel