Ann. For. Sci. 61 (2004) 293-298
DOI: 10.1051/forest:2004022

Excess nitrogen affects the frost sensitivity of the inner bark of Norway spruce

Anna Maria Jönsson, Ulrika Rosengren and Bengt Nihlgård

Department of Ecology, Plant Ecology and Systematics, Lund University, Ecology Building, 223 62 Lund, Sweden

(Received 15 February 2002; accepted 16 June 2003)

Abstract - The sensitivity to frost in the living inner bark of trees have been hypothesised to be influenced by acid rain and N deposition through changes in nutrient balance and carbon metabolism. At the Skogaby experimental site, situated in southern Sweden, Norway spruce in control plots, plots fertilized with ammonium sulphate and plots fertilized with mineral nutrients except N were compared in this respect. Frost sensitivity was measured by electrolytic leakage and expressed as an index of injury. The results showed increased sensitivity to frost in the bark of trees treated with continuous applications of ammonium sulphate for 11 years. This was probably not only a direct effect of high nitrogen availability, but also caused by insufficient levels of other nutrients due to the rapid growth and changes in soil chemistry induced by the addition of ammonium sulphate. Mainly Mg and K seemed to be of importance for retaining a good frost resistance, supporting the hypothesis that nutrient imbalances increases the risk for development of frost related bark lesions in southern Sweden.

Résumé - Effets d'un excès d'azote sur la sensibilité au froid de l'écorce interne de l'Epicéa. On a émis l'hypothèse selon laquelle la sensibilité au froid de la partie vivante interne de l'écorce des arbres serait influencée par les pluies acides et les dégâts azotés, par suite de changements de l'équilibre d'azote et du métabolisme du carbone. À la station expérimentale de Skogaby, située en Suède méridionale, on a comparé le comportement, sous cet angle, de l'épicéa dans un dispositif comportant des parcelles fertilisées avec divers nutrients à l'exclusion d'azote, ainsi que des parcelles témoins. La sensibilité au froid a été évaluée par des mesures de conductivité électrolitique, et exprimée par un indice de l'importance des dommages observés. Les résultats montrent une sensibilité accrue au froid de l'écorce des arbres traités d'une manière continue pendant 11 ans avec du sulfate d'ammoniac. Cela est probablement dû, non seulement à l'effet direct d'une importante disponibilité en azote, mais aussi à un niveau insuffisant de celle des autres nutrients, cela résultant d'une croissance plus rapide ainsi que de modifications des équilibres chimiques du sol induits par l'apport du sulfate d'ammoniac. Le rôle de Mg et K semble particulièrement important pour assurer une bonne résistance au froid, ce qui appuie l'hypothèse selon laquelle des déséquilibres entre nutrients augmentent le risque de lésions de l'écorce dans le sud de la Suède.

Key words: carbohydrates / index of injury / nutrient status / Picea abies / Skogaby / stem damage

Mots clés : hydrates de carbone / indices de dommages / statut de nutrient / Picea abies / Skogaby / dégâts sur les tiges

Corresponding author: Anna Maria Jönsson Anna-Maria.Jonsson@ekol.lu.se

© INRA, EDP Sciences 2004