Height growth determinants and adaptation to temperature in pines: a case study of Pinus contorta and Pinus monticola

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Abstract

In this study we aimed to compare and explain the height growth performance of two contrasting pine species: lodgepole pine (Pinuscontorta Dougl. ex. Loud) and western white pine(Pinusmonticola Dougl. ex D. Don.). We compiled measurements of total height growth at different ages and shoot elongation phenology realized in several provenance test trials for 109 provenances of lodgepole pine and 54 provenances of western white pine. The response of shoot elongation to temperature was assessed using a phenological model fitted on provenance mean growth curves. Although total height growth followed the same geographic trends in both species, the response of shoot elongation to temperature was different between the two, with few (lodgepole pine) or no differences among provenances (western white pine) from diverse geographic regions. The temperature for which potential cell growth rate is 50% was 10.8 ± 0.13 °C (mean ± standard error) for western white pine compared to 5.26 ± 0.075 °C for lodgepole pine. Phenology did not explain growth performance differences among geographical regions in both species, which instead were explained by differences in the number of internodes set the preceding summer; provenances originating from stressful environments produced the fewest internodes, possibly due to reallocation of carbohydrates to stress resistance.

Cette étude avait pour but de comparer et d'expliquer les performances de croissance en hauteur de deux espèces de pins très différentes: pin lodgepole (Pinuscontorta Dougl. ex. Loud) et pin blanc de l'Ouest (Pinus monticola Dougl. ex D. Don.). Nous avons compilé des mesures de croissance en hauteur totale à différents âges ainsi que des mesures de phénologie d'élongation des pousses de l'année, réalisées dans plusieurs tests de provenances pour 109 provenances de lodgepole pine et 54 provenances de pin blanc de l'Ouest. La réponse de l'élongation des pousses à la température a été déterminée à l'aide d'un modèle phénologique ajusté sur les courbes de croissance moyenne des provenances. Alors que la croissance totale en hauteur suivit les mêmes patrons de variations géographiques chez les deux espèces, la réponse de l'élongation des pousses à la température était très différente entre les deux espèces, avec peu (pin lodgepole) ou pas de différences entre les provenances (pin blanc de l'Ouest) des diverses régions géographiques. La température pour laquelle le taux de croissance potentielle des cellules est 50% était de 10.8 ± 0.13 °C (moyen ± erreur-type) pour pin blanc de l'Ouest et de 5.26 ± 0.075 °C pour pin lodgepole. La phénologie n'expliqua pas les différences de performance de croissance entre les différentes régions géographiques chez les deux espèces, qui étaient davantage expliquées par les différences de nombre d'entre-nœuds produit pendant l'été précédent, les provenances originaires d'environnements stressant produisant moins d'entre-noeuds, possiblement du fait de la réallocation des hydrates de carbone à la résistance aux stresses.

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