Ann. For. Sci. 60 (2003) 277-284
DOI: 10.1051/forest:2003019

Effects of temperature on growth and stress hardening development of phytotron-grown seedlings of Aleppo pine (Pinus halepensis Mill.)

Manuel Fernández^{a, b}, Antonio Royo^a, Luis Gil^a and José A. Pardos<sup>a

a</sup>  Dpto. de Silvopascicultura, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes, Universidad Politécnica de Madrid, 28040 Madrid, Spain
^b  Current address: Dpto. Ciencias Agroforestales, Escuela Politécnica Superior, Universidad de Huelva, 21819, La Rábida, Palos de La Frontera, Huelva, Spain

(Received 25 February 2002; accepted 24 June 2002)

Abstract
One year-old Pinus halepensis seedlings, grown in peat-vermiculite-pine bark mix in 200 cm ³ containers, were moved to a growth chamber and submitted to a progressive decrease of temperature and photoperiod for three months. Morphological parameters and nutrient and non-structural carbohydrate content were measured. Root growth potential, freezing and drought resistance tests were assessed. Although height growth stopped when the minimum temperature fell below 9 °C, shoot dry weight increased further. Needle potassium concentration and K/N ratio increased progressively and significantly throughout the trial. This may be attributed to potassium accumulation. As height growth stopped, physiological changes were detected in shoot nitrogen and soluble sugar concentrations, root activity and hydraulic conductance maintenance. Nevertheless, cold and drought resistance tests, as well as root regeneration potential, did not reveal any sign of plant stress tolerance until the minimum temperature decreased to 8 °C and photoperiod to 9 h. This latter temperature may be considered to be the threshold for Pinus halepensis to accumulate the required chilling hours that make seedlings suitable for afforestation purposes. At least, more than 330 chilling hours ( 8 °C) are required to reach a minimum level of stress hardiness. The Fv/Fm chlorophyll fluorescence ratio, measured just one day after the freezing test, provides a good estimate of plant frost tolerance.

Résumé
Effets de la température sur la croissance et le développement de la résistance au stress de semis de Pin d'Alep (Pinus halepensis Mill.). Des semis de Pin d'Alep (Pinus halepensis), âgés d'un an, croissant sur un mélange de tourbe-vermiculite-écorce de pin dans des containers de 200 cm ³, ont été mis en place dans une chambre de croissance et soumis, pour une période de 3 mois, à une température et photopériode décroissant progressivement. Des paramètres morphologiques, de nutrition et de teneur carbonée non structurale ont été mesurés. Des tests de potentiel de croissance racinaire, de résistance au froid et à la sécheresse ont été réalisés. Bien que la croissance en hauteur se soit arrêtée lorsque la température minimum eu atteint 9 °C, la masse sèche des pousses continue d'augmenter. La concentration en potassium des aiguilles, le rapport K/N augmente progressivement et significativement au cours de l'essai. Ceci peut être attribué à une accumulation de potassium. Lorsque la croissance en hauteur s'est arrêtée, des changements physiologiques ont été constatés pour la concentration en azote et en sucre soluble des pousses, dans l'activité des racines et dans le maintien de la conductance hydraulique. Cependant, les tests de résistance au froid et à la sécheresse, de même que le potentiel de régénération racinaire, ne révélèrent aucun signe de tolérance de la plante au stress jusqu'à ce que la température minimum décroisse à 8 °C et la photopériode à 9 h. Cette dernière température pourrait être considérée, pour Pinus halepensis, comme le seuil d'accumulation des heures de froid qui sont nécessaires avant une utilisation en milieu forestier. Plus de 330 heures de froid ( < 8 °C) sont nécessaires pour atteindre le niveau minimum de résistance au stress. Le rapport Fv/Fm de fluorescence de la chlorophylle, mesuré juste le jour suivant après le test au froid, donne une bonne estimation de la tolérance du plant au froid.

Key words: Pinus halepensis / plant quality / stress tolerance / chilling hours / chlorophyll fluorescence / plant nutrition

Mots clés : Pinus halepensis / qualité des plants / tolérance au stress / heure de froid / fluorescence de la chlorophylle / nutrition des plants

Correspondence and reprints: José A. Pardos Tel.: (34) 91 3367113; fax: (34) 91 5439557;
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