Responsable
Annie DesRochers
Collaborateurs
Virginie Baldy
Étudiants
Élodie Quer, Diary Gaspard
Problématique
Le phénomène de formation de greffes racinaires est de plus en plus documenté. Comme les arbres peuvent partager des substances (eau, nutriment, sucres, hormones), ils peuvent directement influencer la croissance de leurs voisins par les greffes racinaires. Ce principe n'est généralement pas pris en compte dans l'écologie forestière et la biologie des arbres.
Objectifs
L'objectif principal est de démontrer la présence de greffes racinaires chez deux nouvelles espèces, soit le sapin baumier et le peuplier hybride, d’identifier les facteurs impliqués dans leur formation et d’évaluer les effets de la présence de greffes sur la dynamique des peuplements.
Méthodologie
1) Des peuplements naturels de sapin baumier ont été hydrauliquement excavés afin de découvrir la présence de greffes et de récolter des échantillons de racines pour analyses dendrochronologiques. Des échantillons de tissus et d’exsudats racinaires ont été récoltés pour en faire l’analyse métabolomique et identifier les composés impliqués dans la formation de greffes; 2) des plantations de peuplier hybride ont été excavées afin de révéler la présence de greffes et de récolter des données sur les facteurs pouvant être impliqués dans la formation des greffes. La présence de greffes sera mise en relation avec la croissance des arbres.
Retombées escomptées
La démonstration que les arbres ne sont pas des individus distincts nous forcera à reconsidérer certains principes d'écologie forestière (ex. la compétition) et nous aidera à mieux comprendre la dynamique de la forêt naturelle et aménagée.
Applicabilité
Forêt boréale
Livrables
Diary Gaspard, Annie DesRochers. Natural root grafting in hybrid poplar clones. 2020. Trees 34:881-890
DOI : 10.1007/s00468-020-01966-z
Root grafting in trees is a well-recognized phenomenon allowing nutrient and photosynthate redistribution between connected trees. This study assessed the influence of tree spacing on root graft formation in a 15-year-old hybrid poplar plantation with two clones (747215: Populus balsamifera?×?Populus trichocarpa and 915319: Populus maximowiczii?×?Populus balsamifera) planted and two spacings (1?×?1 m, 3?×?3 m) in Amos, Quebec, Canada. Root graft occurrence was characterized and tree growth metrics including tree diameter and height, number of roots, root cross-sectional area and root age were measured after hydraulic excavation of root systems. We showed that root grafts were present between trees distant of 1 m but not between trees planted at the 3?×?3 m spacing. An average of 38% of excavated trees was grafted in the 1?×?1 m plots with a mean of 1.14 grafts per tree, and 86% of the grafted trees were located in the exterior part of plots (the border rows), where the trees had grown larger. Root grafts were relatively young (1–6 years) and most had not yet completed, preventing us from determining the effect of root grafting on tree growth. Root grafts were more prevalent in clone 915319, and in trees that had greater above and belowground growth. These results strengthen the postulate that tree proximity enhances the frequency of root grafting.
Diary Gaspard. Les greffes racinaires naturelles chez deux clones de peuplier hybride. 2020. Mémoire de maîtrise en biologie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. 56 p.
La formation des greffes racinaires naturelles est un phénomène peu compris mais répandu permettant la fusion de deux racines provenant d’arbres initialement distincts. L’importance de la formation de ces greffes réside dans la redistribution de nutriments et de produits de photosynthèse entre arbres interconnectés. Cette étude avait pour objectif d’évaluer l’influence de l’espacement entre les arbres sur la formation de greffes racinaires chez le peuplier hybride dans une plantation de 15 ans comportant deux clones (747215: Populus balsamifera x Populus trichocarpa et 915319: Populus maximowiczii x Populus balsamifera) et deux espacements (1 x 1 m, 3 x 3 m) à Amos, Québec, Canada. L’occurrence des greffes racinaires a été caractérisée après excavation hydraulique des systèmes racinaires. Des paramètres de croissance des arbres incluant le diamètre à hauteur de poitrine, la hauteur, le nombre de racines, la surface racinaire et l’âge des racines ont été mesurés. Nous avons observé que les greffes racinaires étaient présentes chez 38% des arbres espacés de 1 m tandis qu’aucune greffe n’a été trouvée chez les arbres plantés à 3 x 3 m d’espacement. Le nombre moyen de greffes par arbre était de 1.14, et celles-ci ont été trouvées majoritairement chez les arbres en bordure des blocs de plantation, où les arbres sont plus larges. Les greffes racinaires étaient relativement jeunes (entre 1 à 6 années) et la plupart n’étaient pas complétées (64%), nous empêchant de déterminer leur influence sur la croissance des arbres. Les greffes étaient significativement plus prévalentes chez le clone 915319 (70%) et chez les arbres ayant une plus grande croissance aérienne et souterraine (p<0.001). Ces résultats renforcent l’hypothèse que la proximité entre les arbres influence la fréquence de la formation de greffes racinaires naturelles chez les espèces ligneuses et que les arbres en plantation devraient être considérés comme un groupe fonctionnel où des échanges de substances et/ou de pathogènes peuvent subsister.
Élodie Quer, Virginie Baldy, Annie DesRochers. Ecological drivers of root grafting in balsam fir natural stands. 2020. For. Ecol. Manage. 475:118388
DOI : 10.1016/j.foreco.2020.118388
Natural root grafts (anastomoses) result from the fusion of the vascular systems of two roots and allow trees to share water, nutrients and photosynthesis products, affecting tree growth and physiology. The aim of this study was to investigate the frequency of root grafting in balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill) of the boreal forest of Quebec (Canada), and to identify ecological drivers such as tree proximity or size of stems and roots. One 50 m2 area was hydraulically excavated in each of three natural balsam fir stands of various ages, tree diameters and densities. For each area, we measured the number of roots and grafts per tree, and the diameter and age of all stems, roots and grafts using dendrochronology techniques. Percentages of grafted trees and number of grafts per tree were similar between stands, corresponding to 36% (± 2.86 SE) and 1.30 (± 0.03 SE), respectively. Root grafting occurred at a wide range of tree ages from 12 to 106 years old. Mean distance between grafted trees was 47.91 cm (± 5.10 SE) and we did not observe any graft beyond a 2 m distance between trees. The number of grafts per tree increased with number of roots per tree and decreased with distance between trees. Root grafting also occurred at a wide range of root ages, from 5 to 64 years old. However, roots were relatively small at graft initiation, with an average root diameter of 3.94 cm (± 0.33 SE). These results demonstrate that balsam fir stands are highly connected through root grafting, occurring early in stand development and continuing throughout the life of the stands. The number of roots per tree and distance between trees were the best predictors for root grafting.
Quer, E., Baldy, V. and DesRochers, A. 2020. Ecological drivers of root grafting in balsam fir natural stands. Forest Ecol. Manage. 475: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118388
Quer, E. 2022. Déterminants écologiques et chimiques des greffes racinaires dans les peuplements naturels de sapins baumiers (Abies balsamea (L.) Mill.) en forêt boréale au Québec. Thèse de doctorat, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue et Aix-Marseille Université, 149 p.
Deux autres articles à venir.
Avancement
En cours
Organismes subventionnaires
CRSNG découverte
Financement annuel
32 000 $
Durée
2017-2023
Dernière mise à jour :
2022-04-28 13:31:54
