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Ann. For. Sci.
Volume 56, Number 6, 1999
Page(s) 493 - 500
Ann. For. Sci. 56 (1999) 493-500
DOI: 10.1051/forest:19990606

Responses of two Populus clones to elevated atmospheric CO2 concentration in the field

Roberto Tognettia, Anna Longobuccob, Antonio Raschia, Franco Migliettaa and Ivano Fumagallic

a  Istituto per l'Agrometeorologia e l'Analisi Ambientale applicata all'Agricoltura (CNR-IATA), via Caproni 8, 1-50145, Firenze, Italy
b  CeSIA, Accademia dei Georgofili, Logge Uffizi Corti, 50122, Firenze, Italy
c  ENEL Ricerche, via Reggio Emilia 39, 20093, Milano, Italy

Abstract - Two poplar clones, hybrid Populus deltoides Bartr. Ex Marsh x Populus nigra L. (Populus x euramericana), clone I-214, and Populus deltoides, clone Lux, were grown from clonal hardwood cuttings for one growing season in either ambient (360 μmol mol-1) or elevated (560 μmol mol-1) [CO,] in FACE-system rings at Rapolano Terme (Siena, Italy). Both clones I-214 and Lux exhibited a higher above-ground biomass, photosynthesis at light saturation and instantaneous transpiration efficiency (ITE) in CO2-enriched air. The elevated [CO 2]-induced responses of clone I-214 included increased investment in branch and leaf biomass, and enhanced stem volume. The elevated [CO2]-induced responses of clone Lux included an increase in the number of branches and leaf area (which might result in a higher leaf area index, LAI). Photosynthetic acclimation under elevated [CO2] was found only during the early morning and only in clone I-214. Stomatal conductance and transpiration (on a leaf area basis) decreased under elevated [CO2] particularly in clone Lux and at the end of the experiment. The effects of elevated [CO2] on leaf osmotic potential were limited, at least in conditions of non-limiting water availability. Clonal differences in response to elevated [CO2] should be taken in account when planning future poplar plantations in the forecast warmer and drier Mediterranean sites.(© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Réponses de deux clones de peuplier à l'augmentation de la concentration atmosphérique en CO2 en conditions extérieures. Deux clones de peuplier, l'hybride Populus deltoides Bartr. Ex Marsh × Populus nigra L. (Populus × euramericana), clone I-214, et Populus deltoides, clone Lux, ont été cultivés à partir de boutures ligneuses pendant une saison de croissance soit sous la concentration en CO2 ([CO2]) ambiante (360 μmol mol-1), soit sous une [CO2] élevée (560 μmol mol-1) dans des systèmes d'enrichissement en CO2 à l'air libre (FACE) près de Rapolano Terme (Sienne, Italie). Pour les deux clones, on a observé une stimulation de la croissance en biomasse aérienne, de la photosynthèse en conditions d'éclairement saturant ainsi que de l'efficience de transpiration instantanée (ITE, rapport vitesse d'assimilation CO2/vitesse de transpiration) en réponse à l'augmentation de [CO2]. Dans le cas du clone I-214, on a observé une augmentation très marquée de la biomasse des branches et des feuilles ainsi que du volume des tiges en réponse à l'augmentation de [CO2]. Dans le cas du clone Lux, l'augmentation de la [CO2] a induit une augmentation du nombre des branches et de la surface foliaire, impliquant une augmentation de l'index foliaire (LAI). Un ajustement négatif de la capacité photosynthétique sous [CO2] élevé a été observé durant la matinée et uniquement dans le cas du clone I-214. On a noté une diminution de la conductance stomatique pour la diffusion gazeuse et de la transpiration foliaire en réponse à l'augmentation de la [CO2], en particulier dans le cas du clone Lux et à la fin de l'expérience. Les effets de la [CO2] élevée sur le potentiel osmotique foliaire étaient très faibles, du moins en conditions de disponibilité en eau non limitante. Nos résultats montrent que les différences de la réponse à l'augmentation de la [CO2] entre clones doivent être prises en considération pour les plantations futures de peupliers en zone Méditerranéenne.(© Inra/Elsevier, Paris.)

Key words: biomass / elevated [CO2] / FACE-system / gas exchange / Populus / volume index / water relations

Mots clés : biomasse / échange de gaz / élevé [CO2] / FACE-système / incrément de volume / Populus / relations de l'eau