Ann. For. Sci. 63 (2006) 257- 266
DOI: 10.1051/forest:2006004

Light acclimation and photosynthetic response of beech (Fagus sylvatica L.) saplings under artificial shading or natural Mediterranean conditions

Julien Parelle^{a, b}, Jean-Philippe Roudaut^a and Michel Ducrey<sup>a

a</sup>  INRA, Unité de Recherches Forestières Méditerranéennes, Avenue A. Vivaldi, 84 000 Avignon, France
^b  Present address: UMR INRA-UHP Écologie et Écophysiologie Forestières, INRA - Centre de Nancy, 54280 Champenoux, France

(Received 23 June 2005; accepted 29 September 2005; published online 4 April 2006)

Abstract - Acclimation of beech (Fagus sylvatica L.) to different light conditions was studied in natural regeneration below black pine canopies (Pinus nigra ssp. nigricans) in Mont-Ventoux (Vaucluse, France) and with potted saplings - from the same origin - under shaded tunnels in southern France (Avignon, Vaucluse), and north-eastern France (Nancy, Meurthe-et-Moselle). Leaf mass to area ratio and leaf carbon content per unit mass increased, while leaf nitrogen content per unit mass (N_m) remained constant, with increasing relative irradiance (RI). Maximum carboxylation rate (V_cmax) and maximum electron transport flux (J_max) increased with RI and were higher in the natural regeneration than in the potted saplings. These two parameters were higher for the potted saplings in north-eastern France than for those in southern France. Leaf nitrogen allocation to carboxylation (P_r) or bioenergetics (P_b) did not vary with RI. P_r and P_b were higher in the natural regeneration than in the potted saplings, whereas N_m was lower in the natural regeneration than in the fertilised potted saplings. Seasonal time course of these parameters in the natural regeneration in Mont-Ventoux, from bud burst to the beginning of summer drought, showed that after the leaf expansion period, leaf composition and photosynthetic parameters remain globally constant.

Résumé - Acclimatation à la lumière et réponse photosynthétique de jeunes plants de hêtre (Fagus sylvatica L.) sous ombrage artificiel ou en conditions naturelles en région méditerranéenne. L'acclimatation du hêtre (Fagus sylvatica L.) à la lumière a été étudiée dans des régénérations naturelles sous couvert de pin noir d'Autriche (Pinus nigra ssp. nigricans) dans le Mont-Ventoux et chez des jeunes plants en pots - de même origine - sous tunnels ombragés dans le sud de la France (Avignon, Vaucluse) et dans le nord-est de la France (Nancy, Meurthe-et-Moselle). La masse spécifique foliaire et la teneur en carbone par unité de masse foliaire augmentent avec l'éclairement relatif (RI) alors que la teneur en azote par unité de masse foliaire (N_m) reste constante. La vitesse maximale de carboxylation (V_cmax) et le flux maximum d'électrons (J_max) augmentent avec RI et sont plus élevés dans les régénérations naturelles que chez les plants en pots. Ces deux paramètres sont plus élevés pour les plants en pots du nord-est que ceux du sud de la France. L'allocation de l'azote foliaire aux processus de carboxylation (P_r) ou bioénergétiques (P_b) ne varie pas avec RI. P_r et P_b sont plus élevés pour les régénérations naturelles que pour les plants en pots alors que N_m est plus basse pour les régénérations naturelles que pour les plants en pots qui ont été fertilisés. L'évolution saisonnière de ces paramètres, pour les régénérations naturelles du Mont-Ventoux, depuis le débourrement jusqu'au début de la sécheresse estivale montre que, après la phase d'expansion des feuilles, la composition foliaire et les paramètres photosynthétiques restent globalement constants.

Key words: maximum carboxylation rate (V_cmax) / maximum electron transport flux (J_max) / nitrogen allocation / relative irradiance / seasonal variability

Mots clés : vitesse maximale de carboxylation (V_cmax) / flux maximum d'électrons (J_max) / allocation de l'azote / éclairement relatif / variabilité saisonnière

Corresponding author: Michel Ducrey ducrey@avignon.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2006