Ann. For. Sci. 56 (1999) 71-76
DOI: 10.1051/forest:19990109

Leaf gas exchange and carbohydrate concentrations in Pinus pinaster plants subjected to elevated CO₂ and a soil drying cycle

Catherine Picon-Cochard and Jean-Marc Guehl

Unité de recherches en écophysiologie forestière, Équipe bioclimatologie-écophysiologie, Inra Nancy, 54280 Champenoux, France

Abstract - Plants of maritime pine (Pinus pinaster Ait.) were acclimated for 2 years under ambient (350 μmol mol^-1) and elevated (700 μmol mol^-1) CO₂ concentrations ([CO₂]). In the summer of the second growing season, the plants were subjected to a soil drying cycle for 6 days. Drought reduced plant transpiration rate and net CO ₂ assimilation rate (A) by about 80 %. Elevated [CO,] induced a substantial increase of A (+105 % and +229 % in well-watered and in droughted plants, respectively) and of the needle starch (+145 %) and sucrose (+20 %) concentrations, whatever the watering regime. Drought did not significantly affect starch and sucrose concentrations, while hexose concentrations were slightly increased in the most severe drought condition (predawn water potential value equal to -1.5 MPa). The stimulating effect of elevated [CO,] on A was maintained along the drying cycle, whereas no significant CO₂ effect was observed on the soluble carbohydrate concentration. These compounds did not contribute to an enhancement of osmotic adjustment under elevated [CO₂] in P. pinaster. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Échanges gazeux foliaires et concentrations en glucides de plants de Pinus pinaster soumis à un enrichissement en CO₂ de l'air et à un dessèchement du sol. Des semis de pin maritime (Pinus pinaster Ait.) ont été acclimatés pendant deux ans à 350 et à 700 μmol mol ^-1 de concentrations en CO₂ atmosphérique [CO,]. Au cours de l'été de la deuxième saison de croissance, les plants ont été soumis à un dessèchement du sol pendant 6 j. La sécheresse a réduit d'environ 80 % la transpiration de la plante entière et l'assimilation nette de CO ₂ (A). L'enrichissement en CO, de l'air a induit une augmentation marquée de l'assimilation nette de CO, (+105 % et +229 % en conditions de bonne alimentation hydrique et de sécheresse, respectivement), ainsi que des concentrations en amidon (+145 %) et en saccharose (+20 %), quelle que soit l'alimentation hydrique. Le traitement sécheresse n'a pas significativement affecté les concentrations en amidon et en saccharose, tandis que les concentrations en hexoses ont légèrement augmenté en condition de sécheresse sévère (valeur du potentiel hydrique de base égale à -1.5 MPa). L'effet stimulant de la [CO ₂] sur A était maintenu au cours du dessèchement du sol, alors que cela n'était pas observé pour la concentration en glucides solubles. Ces composés ne contribuent pas à une augmentation de l'ajustement osmotique par l'enrichissement en CO₂ de l'air chez P. pinaster. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Key words: elevated [CO₂] / drought / leaf gas exchange / carbohydrate / Pinus pinaster

Mots clés : enrichissement en CO ₂ / sécheresse / échanges gazeux foliaires / glucides / Pinus pinaster