Growth and survival in Quercus ilex L. seedlings after irrigation and artificial shading on Mediterranean set-aside agricultural land

Abstract - Considerable quantities of agricultural land are being transformed into forested lands in E.U. countries. To assess afforestation practice, we analyzed the growth and survival of 800 Quercus ilex sp. ballota seedlings in set-aside agricultural land under semi-arid Mediterranean climate conditions in central Spain. The survival and growth of the seedlings were monitored for 3 years after planting with an experimental design that included all four combinations of: i) irrigation or no irrigation during the dry season; and ii) artificial shading or no shading. Significant differences in survival and growth (height, stem diameter and crown projected area) were found among treatments. Survival was lowest (53 %) in the control plots, and very similar (around 93 %) for the irrigation, shade and combined treatments. Most of the mortality occurred after the first dry season. The high survival rate in irrigated but not shaded plots coincided with a thick layer of the weed Amaranthus retroflexus L. (in the first dry season). Seedling growth was greatest on average under irrigation and shade conditions. Shade was found to have a significant effect for all growth measurements, while irrigation alone only affected stem diameter growth and crown projected area in interaction with shade. Growth measurements were correlated to microclimatic conditions in the plots as measured by the amounts of water and actual evapotranspiration. We conclude that the attenuation of summer stress must be considered in the early stages of successful plantation practice of set-aside agricultural land in a dry environment. (© Inra /Elsevier, Paris.)

Résumé - Croissance et survie de plantules de Quercus ilex L. après irrigation et ombrage artificiel sur des terres agricoles méditerranéennes en déprise. En Europe, de nombreuses terres agricoles ont été boisées. La politique agricole de l'Union européenne subventionne actuellement la transformation de terres cultivées en forêt avec une attention spéciale accordée aux espèces feuillues. Pour évaluer les pratiques de boisement, nous avons analysé la croissance et la survie de 800 plants de Quercus ilex sub-espèce ballota sur une ancienne terre agricole soumise aux conditions climatiques semi-arides du climat méditerranéen du Centre de l'Espagne. Après plantation, la survie et la croissance des plants ont été suivies pendant trois ans. Le dispositif incluait quatre combinaisons : 1) irrigation ou non irrigation pendant la saison sèche, 2) ombrage artificiel ou non ombrage. Les traitements ont différé en évapotranspiration potentielle (ETP) (p < 0,0002) et évapotranspiration réelle (ETR) (p < 0,0001). Ces traitements ont induit des différences dans la production d'adventices (p < 0,0001) lesquelles étaient uniquement affectées par l'irrigation. L'irrigation, l'ombrage et l'interaction entre l'irrigation et l'ombrage ont induit un effet positif sur la survie des plants (valeurs-p plus petites que 0,007, 0,0007 et 0,01 respectivement). Les plus grandes différences en terme de survie des plants sont apparues au cours de la fin de la première saison sèche (figure 1). La survie ne différait cependant pas de façon significative entre les traitements d'irrigation, d'ombrage et combiné. En revanche, chacun des trois traitements ont induit de manière significative moins de mortalité que le témoin. La forte survie des plants du traitement irrigué non ombragé coïncidait avec une forte couverture des adventices (Amaranthus retroflexus L.) au cours de la première année. Des effets significatifs des traitements sur la croissance des plants ont été notés : p < 0,002 pour le diamètre de la tige, et p < 0,0001 pour la hauteur et la surface projetée du houppier (SPH) (figure 2). L'effet de l'ombrage était significatif pour toutes les mesures de croissance (p < 0,003 diamètre de la tige et p < 0,0001 pour la hauteur et la SPH). L'irrigation seule a eu un effet significatif sur le diamètre de la tige (p < 0,03) et l'interaction entre l'irrigation et l'ombrage a produit un effet significatif sur la croissance en diamètre (p < 0,04) et en SPH (p < 0,02). À la fin de la première année, le plus fort diamètre correspondait aux parcelles irriguées non ombragées. Toutes les variables mesurées de la croissance étaient correlées avec la quantité d'eau et avec l'ETR (r compris entre 0,35 et 0,78, et valeurs-p entre 0,01 et 0,0001). Les coefficients de corrélation étaient plus élevés de 50 % pour la quantité d'eau que pour l'ETR. Nous concluons qu'il faut chercher à réduire le déficit hydrique des plants si l'on veut améliorer le succès des plantations en terres agricoles dans des milieux secs. L'irrigation des plants pendant l'été crée des conditions qui permettent ta survie des plants après plantation. En deuxième et troisème année, les traitements d'irrigation et/ou ombrage augmentent la croissance des plants. (© Inra /Elsevier, Paris.)