A note on root development, bud activity, and survival of Douglas-fir, and survival of western hemlock and noble-fir seedlings, following exposure to ethylene during cold storage

John I. Blake and Robert G. Linderman

Abstract: Three cold storage experiments were conducted with bare-root Douglas-fir (Pseudotsugamenziesii (Mirb.) Franco) seedlings from coastal Oregon and eastern Washington Cascade sources. The objectives were to determine the effects of ambient, below-ambient (KMnO4 pellets), and 0.5 and 5 ppm ethylene during short-term storage on subsequent root development (expt. 1) and bud activity (expt. 2), and to relate these results to survival in the field after prolonged cold storage (expt. 3). Root numbers and lengths were measured 28 days following a 7-day storage period after lifting seedlings on September 27 and December 1. In the coastal source, root numbers and lengths in the 5 ppm ethylene treatment were, respectively, 46 and 49% greater in September, and 22 and 13% greater in December, than the controls. No comparable treatment effects were found for the Cascade source. Neither the KMnO₄ nor the 0.5 ppm ethylene treatments affected root development in either seed source. For terminal buds in the controls, the number of days to 50% bud break was increased 2–8 days by a 30-day cold storage period compared with a 7-day period. For the coastal source, no increase in the time to 50% bud break was observed in the 5 ppm ethylene treatment. Seedling survival was evaluated in the field for the same treatments following 4 months cold storage for the Douglas-fir sources, coastal western hemlock (Tsugaheterophylla (Raf.) Sarg.), and noble fir (Abiesprocera Rehd.). Survival for the 5 ppm ethylene treatment compared with the control was increased by 55% in the coastal Douglas-fir source and by 13% in western hemlock. These results suggest that stimulated root development and bud activity may be partially responsible for the observed survival increase following cold storage at elevated ethylene levels.

Résumé : Trois expériences d'entreposage au froid furent conduites avec des semis à racines nues de Douglas taxifolié (Pseudotsugamenziesii (Mirb.) Franco) issus de provenances de la région côtière de l'Orégon et des Cascades dans l'est de l'État de Washington. Ces expériences avaient comme objectifs de déterminer les effets de la concentration ambiante d'ethylene, d'une concentration d'éthylène inférieure à la concentration ambiante (pastilles de KMnO₄) et de 0,5 et 5 ppm d'éthylène pendant un entreposage de courte durée sur le développement racinaire subséquent (expt. 1) et l'activité au niveau des bourgeons (expt. 2) et de relier ces résultats à la survie au champ après une période prolongée d'entreposage (expt. 3). La longueur et le nombre de racines furent mesurés 28 jours après une période d'entreposage de 7 jours qui suivait l'arrachage des semis le 27 septembre et le 1 décembre. Chez la provenance d'origine côtière, la longueur et le nombre de racines étaient 49 et 46% plus élevés en septembre 13 et 22% plus élevés en décembre que les témoins pour le traitement avec 5 ppm d'éthylène. Les traitements n'avaient pas d'effets comparables chez la provenance des Cascades. Les traitements avec KMn0₄ et avec 0,5 ppm d'éthylène n'ont pas influencé le développement des racines chez ni l'une ni l'autre des provenances. Dans le cas du bourgeon terminal chez les semis témoins, le nombre de jours requis pour atteindre 50% de débourrement a été augmenté de 2 à 8 jours par une période d'entreposage au froid de 30 jours comparativement à une période de 7 jours. Dans le cas de la provenance côtière, aucune augmentation du temps requis pour atteindre 50% de débourrement n'a été observée pour le traitement avec 5 ppm d'éthylène. La survie des semis a été évaluée au champ pour les mêmes traitements après 4 mois d'entreposage au froid avec les provenances de Douglas taxifolié et des provenances côtières de pruche de l'Ouest (Tsugaheterophylla (Raf.) Sarg.) et de sapin noble (Abiesprocera Rehd.). Comparé au témoin, le traitement avec 5 ppm d'éthylène a augmenté le taux de survie de 55% chez la provenance côtière de Douglas taxifolié et de 13% chez la provenance de pruche de l'Ouest. Ces résultats suggèrent que la stimulation du développement racinaire et de l'activité au niveau des bourgeons serait en partie responsable de l'augmentation observée du taux de survie suite à un entreposage au froid en présence de niveaux élevés d'éthylène.

[Traduit par la rédaction]