Effect of aluminum on the growth and nutrition of tulip-poplar seedlings


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Abstract

Atmospheric deposition of nitrogen and sulfate is acidifying some ecosystems, potentially increasing the availability of aluminum in the soil solution. The effects of Al on tulip-poplar (Liriodendron tulipifera L.) were investigated with seedlings grown in sand culture. Seedlings were exposed to Al at four concentrations ranging from 0 to 800 μM. Reductions of 77% in shoot biomass and 71% in root biomass were observed at 200 μM Al. Aluminum reduced the concentrations of multivalent cations in leaves and roots. The Ca concentration of leaves was reduced at 400 μM Al, and the Mg concentration of roots was significantly reduced at 200 μM Al. Relationships between tissue Ca, Mg, and Al indicated that Al alters the translocation of Ca and Mg to the shoots and the accumulation of Mg in the roots. If mature trees respond in a similar fashion as seedlings noted here, then tulip-poplar has a low threshold for A1 toxicity, which may lead to declines in the health of tulip-poplar populations in ecosystems exposed to elevated levels of acidic deposition.RésuméLes dépôts atmosphériques d'azote et de sulfate causent l'acidification de certains écosystèmes, ce qui pourrait augmenter la disponibilité de l'aluminium dans la solution du sol. Les effets de Al sur le tulipier de Virginie (Liriodendron tulipifera L.) ont été étudiés avec des semis cultivés dans le sable. Les semis ont été exposés à quatre concentrations de Al allant de 0 à 800 μM. Des réductions de 77% de la biomasse de la tige et de 71% de la biomasse racinaire ont été observées en présence de Al 200 μM. L'aluminium a réduit la concentration des cations multivalents dans les feuilles et les racines. La concentration de Ca foliaire a été réduite avec Al 400 μM et la concentration de Mg dans les racines a été significativement réduite avec Al 200 μM. Les relations entre Ca, Mg et Al dans les tissus montrent que Al altère la translocation de Ca et Mg vers la tige et l'accumulation de Mg dans les racines. Si les arbres matures réagissent de façon similaire à ce que nous avons observé chez les semis, cela signifie que le tulipier de Virginie a un seuil de toxicité à Al bas, ce qui pourrait entraîner un déclin de la santé des populations de tulipier de Virginie dans les écosystèmes exposés à des niveaux élevés de dépôts acides.

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