Influence of near-ultraviolet light enhancement and photosynthetic photon flux density during photoperiod extension on the morphology and lignin content of black spruce seedlings

Abstract

When containerized black spruce seedlings (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) are grown rapidly in greenhouse culture, they sometimes bend over, grow horizontally and become deformed. This phenomenon has been known to affect between 5% and 10% of a winter greenhouse crop. In this study, near-ultraviolet lamps were used to supplement the artificial light received from high-pressure sodium lamps and the effects on seedling morphology and lignin contents were examined. Neither height to diameter ratios nor lignin concentrations were significantly affected by UV radiation flux density. However, seedling biomass, height, root collar diameter, lignin content, and lignin to cellulose ratios of stems were significantly correlated with total photosynthetic photon flux density (PPFD) received during photoperiod extension. Height to diameter ratios were negatively correlated with PPFD during photoperiod enhancement because of a greater relative increase in diameter growth compared with height growth. Neither UV nor PAR flux density affected the percentage of black spruce seedlings having stem deformations greater than 30 ° from the vertical.

Résumé

Lorsque des semis d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) en conteneur sont forcés d'avoir une croissance rapide en serre, leur tige est parfois courbée ou déformée. Ce phénomène peut affecter entre 5% et 10% d'une culture serricole hivernale. Dans la présente étude, un enrichissement du rayonnement près de l'ultraviolet a été appliqué sur des semis en complément à l'éclairage artificiel procuré par des lampes au sodium à haute pression. La morphologie et le contenu en lignine des semis ont alors été examinés. Le rapport entre la hauteur et le diamètre des semis, et la concentration en lignine n'ont pas été significativement affectés par la densité du flux photonique ultraviolet. Cependant, la biomasse, la hauteur, le diamètre au collet, le contenu en lignine et le ratio lignine: cellulose des tiges des semis ont été significativement corrélés à la densité du flux photonique photosynthétique (PPFD) reçue pendant l'extension de la photo′priode. Le rapport entre la hauteur et le diamètre a été négativement corrélé à la PPFD pendant l'augmentation de la photopériode à cause de la plus grande croissance en diamètre des semis comparativement à leur croissance en hauteur. La densité du flux photonique au niveau de l'ultraviolet comme au niveau de la radiation photosynthétiquement active n'a pas affecté le pourcentage de semis d'épinette noire ayant des déformations de leur tige plus grande que 30 ° comparativement à la verticale.