Effects of sodium chloride salinity on root growth and respiration in oak seedlings

Abstract - Root and shoot biomass of oak seedlings were reduced after 9 days of watering with a nutrient solution containing either 50 or 250 mM NaCl. Both moderate and high salinity treatment strongly altered root elongation. In contrast, specific respiration of roots was unaffected by the moderate salinity treatment while it was reduced by 62 % after 9 days of watering with a nutrient solution containing 250 mM NaCl. Na⁺ content strongly increased in all plant tissues with increasing NaCl concentration in the nutrient solution. Na⁺ contents in leaves and in twigs were lower than in roots at 50 mM NaCl in the nutrient solution while they were similar at 250 mM. Prevention of Na⁺ translocation in shoot in moderately stressed oak probably requires extra energy, which may be provided by an increase in maintenance respiration. At higher salinity (250 mM), root respiration was strongly inhibited, which might explain the inability of severely stressed oak seedling to prevent Na⁺ translocation to the shoot. An increase in the respiratory cost for maintenance, for active ion transport and/or for growth processes in oak root encountering sodium chloride salinity is therefore consistent with the occurrence of a high rate of root respiration while growth rate was reduced. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Effets de la salinité (NaCl) sur la croissance et la respiration des racines de semis de chêne. La biomasse racinaire et aérienne de semis de chêne est réduite après 9 j d'arrosage avec une solution nutritive contenant 50 ou 250 mM de NaCl. Les traitements salins modérés et élevés altèrent fortement l'élongation des racines. Au contraire, la respiration spécifique des racines reste inchangée pour le traitement salin modéré, alors qu'elle est réduite de 62 % après 9 j d'arrosage avec une solution nutritive contenant 250 mM de NaCl. Le contenu en Na⁺ augmente dans tous les tissus lorsque la concentration en NaCl augmente dans la solution nutritive. Les contenus des feuilles et des tiges en Na⁺ sont plus faible que celui des racines à 50 mM de NaCl alors qu'ils sont similaires à 250 mM. Cette faible translocation du sodium dans les parties aériennes des chênes modérément stressés a probablement un coût énergétique compensé par une augmentation de la respiration de maintenance. Pour une salinité plus forte (250 mM), la respiration racinaire est fortement inhibée. Ceci explique peut-être l'incapacité des chênes fortement stressés à s'opposer à une translocation de Na⁺ dans les parties aériennes. Une augmentation du coût respiratoire des processus d'entretien, des transports ioniques actifs et/ou du métabolisme associé à la croissance, est donc susceptible d'expliquer le maintien d'une intensité respiratoire racinaire inchangée alors que la croissance des racines est inhibée. (© Inra/Elsevier, Paris.)