Variation of the photosynthetic capacity across a chronosequence of maritime pine correlates with needle phosphorus concentration

Sylvain Delzon , Alexandre Bosc , Lisa Cantet , Denis Loustau

Changes in needle photosynthetic capacity has been studied across a chronosequence of four maritime pine stands aged 10-, 32-, 54- and 91-yr. We determined photosynthetic parameters from response curves of assimilation rate to air CO2 concentration (A-Ci) and radiation (A-Q) using gas exchange measurements on branches in the laboratory. Our data showed no shift in photosynthetic parameters (Vcmax, Jmax, a and Rd) with increasing stand age. This result means that the decline in productivity observed throughout our maritime pine chronosequence cannot be explained by a decrease in photosynthetic capacity but by a decline in stomatal conductance evidenced in a previous paper [7]. However, Vcmax was higher in the 32-yr-old stand compared to the other stands and theses between-stand differences were explained by leaf phosphorus concentration. Moreover, additional data of Vcmax suggest that the photosynthetic capacity may be higher at younger stages due to initial fertilisation. Therefore the P nutrition may contribute to productivity decline over the duration of the management cycle.

Les variations de la capacité de la photosynthèse des aiguilles de pin maritime dans une chronoséquence sont corrélées à celles des teneurs en phosphore. Nous avons étudié l'évolution des capacités photosynthétiques foliaires dans une chronoséquence constituée de quatre peuplements équiennes de Pin maritime âgés de 10, 32, 54 et 91 ans. Les paramètres photosynthétiques ont été estimés sur des courbes de réponse du taux d'assimilation à la concentration en CO2 (A-Ci) et à la lumière (A-Q) obtenues à partir de mesures d'échange gazeux foliaire. Dans la chronoséquence étudiée, aucune tendance n'a été mise en évidence entre les paramètres photosynthétiques (Vcmax, Jmax, a et Rd) et l'âge du peuplement. Ce résultat démontre que le déclin de productivité foliaire observée dans la chronoséquence ne peut être expliqué par les capacités photosynthétiques, mais bien par une diminution de la conductance stomatique mise en évidence dans un précédent article [7]. Toutefois, des valeurs de Vcmax plus élevées ont été observées dans le peuplement de 32 ans. Ces variations de capacités photosynthétiques entre peuplements sont bien expliquées par la teneur foliaire en phosphore. L'ajout de données antérieures suggère cependant des taux supérieurs de capacités photosynthétiques chez les jeunes peuplements sans doute en lien avec une fertilisation lors de la plantation. La nutrition en phosphore pourrait ainsi contribuer au déclin de productivité dans le contexte sylvicole des Landes de Gascogne.

Mots clés: Pinus pinaster Ait.; forest aging; NPP decline; maximum carboxylation rate; nutrient limitation<br>---<br>Pinus pinaster Ait.; vieillissement; déclin de productivité; vitesse maximale de carboxylation; Pinus pinaster Ait; nutrient limitation<br>---<br>Pinus pinaster Ait

Domaines: Sylviculture, foresterie

Sylvain Delzon, Alexandre Bosc, Lisa Cantet, Denis Loustau. Variation of the photosynthetic capacity across a chronosequence of maritime pine correlates with needle phosphorus concentration. Annals of Forest Science, 2005, 62 (6), pp.537-543. ⟨hal-00883908⟩