Effects of root damage associated with Phytophthora cinnamomi on water relations, biomass accumulation, mineral nutrition and vulnerability to water deficit of five oak and chestnut species

English. The effects of root damage associated with Phytophthora cinnamomi on water relations, biomass accumulation, mineral nutrition and vulnerability to water deficit were investigated in pedunculate oak (Quercus robur), red oak (Quercus rubra) and holm oak (Quercus ilex) saplings over two years. Comparison was made with sweet chestnut (Castanea sativa), a susceptible species to infection by P. cinnamomi, and with a resistant hybrid chestnut (Castanea crenata C. sativa). Trees were inoculated in 1998 and were subjected to water shortage in 1999. All inoculated sweet chestnuts died before the application of water shortage. Hybrid chestnut, pedunculate oak and red oak displayed low root susceptibility to P. cinnamomi. In these species, water relations, aerial growth and mineral nutrition were slightly affected by inoculation. By contrast, holm oak was the most susceptible oak species to P. cinnamomi as inoculated well-watered trees displayed the highest root loss (67%) and a 10% mortality. Root loss was associated with a decrease in predawn leaf water potential, a 61% reduction in stomatal conductance, a 55% reduction in aerial biomass, a decrease in leaf carbon isotope discrimination and reduced leaf N and P contents in comparison with controls. In hybrid chestnut and pedunculate oak, water shortage resulted in a similar decrease of predawn leaf water potential, stomatal conductance and aerial biomass in inoculated and non-inoculated trees. In red and holm oaks, soil volumetric water content of inoculated trees subjected to water shortage remained high. The effects observed in those trees were similar to those of inoculated well-watered trees and were probably the result of root infection only.

German. Die Auswirkungen von Wurzelschaeden, die mit P. cinnamomi assoziiert waren, auf den Wasserhaushalt, das Wachstum, die Naehrstoffversorgung und die Anfaelligkeit gegenueber Wassermangel wurden ueber zwei Jahre an Saemlingen von Quercus robur, Q. rubra, Q. petraea und Q. ilex untersucht. Die Befunde wurden mit der gegenueber P. cinnamomi anfaelligen Edelkastanie (Castanea sativa) und einer resistenten Hybridkastanie (C. crenata C. sativa) verglichen. Die Pflanzen wurden 1998 inokuliert und 1999 einem Wassermangel ausgesetzt. Alle inokulierten Kastanien starben bereits vor der Wassermangel-Exposition ab. Die Wurzeln von Hybridkastanie, Traubeneiche und Roteiche waren gegenueber P. cinnamomi wenig anfaellig. Bei diesen Arten wurde der Wasserhaushalt, das Wachstum der oberirdischen Pflanzenteile und die Mineralstoffernaehrung durch P. cinnamomi nur wenig beeintraechtigt. Q. ilex erwies sich als die anfaelligste Eichenart; die inokulierten und gut bewaesserten Pflanzen zeigten die hoechsten Wurzelverluste (67%), und 10% der Baeume starben ab. Der Wurzelverlust war mit folgenden Symptomen gekoppelt: Rueckgang des Wasserpotentials in den Blaettern (gemessen vor Tagesanbruch), Reduktion der stomataeren Leitfaehigkeit um 61%, Rueckgang der oberirdischen Biomasse um 55%, Rueckgang der Kohlenstoffisotopen-Diskrimination in den Blaettern sowie reduzierte N- und P-Gehalte in den Blaettern. Bei Hybridkastanien und Stieleichen fuehrte der Wassermangel zu einem aehnlichen Rueckgang des Wasserpotentialsin den Blaettern (gemessen vor Tagesanbruch), der stomataeren Leitfaehigkeit und der oberirdischen Biomasse sowohl bei inokulierten als auch bei nicht inokulierten Baeumen. Bei Q. rubra und Q. ilex blieb der Bodenwassergehalt (auf Volumenbasis) bei den inokulierten Baeumen auch in der Wassermangel-Behandlung relativ hoch. Die bei diesen Baeumen beobachteten Symptome waren sehr aehnlich wie bei den inokulierten und gut bewaesserten Baeumen, sie waren deshalb wahrscheinlich eine Folge der Wurzelinfektion.