Biochar for Forest Restoration in Western States

This factsheet introduces biochar, bio-oil, synthesis gas, pyrolysis, and torrified wood products to the reader. We describe biochar production methods and applications for forest restoration projects in the Intermountain West

Protect Your Home from Wildfire: Ember Awareness Checklist

Many communities in the western U.S. are fire-prone, as are many other areas in the world. These areas will always face wildfire, and will likely experience an increased number of extreme wildfire events in the future, resulting in substantial economic, social, and environmental impacts. Over the last 10 years, 3.4 to 10.1 million acres have burned annually in the U.S. In terms of area burned, 2017 has been one of the largest fire years in the last decade, with over 8.5 million acres burned across the U.S. (NIFC). Figure 1 shows the distribution of wildfires in the western U.S. in 2017. Unprecedented amounts of live and dead fuel, combined with warmer University of Arizona Cooperative Extension has also produced fire mitigation education materials to help communities understand how to coexist with wildfire. Please visit https:// extension.arizona.edu/pubs and type “wildfire” in the search box for specific Firewise® defensible space materials. This fact sheet was developed to help you and members of your community understand the danger of embers during a wildfire and take proactive steps to reduce the risk

Iron Behaving Badly: Inappropriate Iron Chelation as a Major Contributor to the Aetiology of Vascular and Other Progressive Inflammatory and Degenerative Diseases

The production of peroxide and superoxide is an inevitable consequence of aerobic metabolism, and while these particular "reactive oxygen species" (ROSs) can exhibit a number of biological effects, they are not of themselves excessively reactive and thus they are not especially damaging at physiological concentrations. However, their reactions with poorly liganded iron species can lead to the catalytic production of the very reactive and dangerous hydroxyl radical, which is exceptionally damaging, and a major cause of chronic inflammation. We review the considerable and wide-ranging evidence for the involvement of this combination of (su)peroxide and poorly liganded iron in a large number of physiological and indeed pathological processes and inflammatory disorders, especially those involving the progressive degradation of cellular and organismal performance. These diseases share a great many similarities and thus might be considered to have a common cause (i.e. iron-catalysed free radical and especially hydroxyl radical generation). The studies reviewed include those focused on a series of cardiovascular, metabolic and neurological diseases, where iron can be found at the sites of plaques and lesions, as well as studies showing the significance of iron to aging and longevity. The effective chelation of iron by natural or synthetic ligands is thus of major physiological (and potentially therapeutic) importance. As systems properties, we need to recognise that physiological observables have multiple molecular causes, and studying them in isolation leads to inconsistent patterns of apparent causality when it is the simultaneous combination of multiple factors that is responsible. This explains, for instance, the decidedly mixed effects of antioxidants that have been observed, etc...Comment: 159 pages, including 9 Figs and 2184 reference

Transient physiological responses of planting frozen root plugs of Douglas-fir seedlings

Short-term physiological responses of planting frozen (FR) and rapidly thawed (TR) root plugs of Douglas-fir (Pseudotsuga rnenziesii (Mirb.) Franco) seedlings were examined through time series (0 h, 6 h, 12 h, 1 day, 3 days, and 7 days) measurements in two separate experiments: 10 °C day : 6 °C night, RH 75% and 30 °C day : 20 °C night, RH 50%, respectively. Net photosynthesis, transpiration, shoot water potential, and root hydraulic conductance were lower in FR compared with TR seedlings under both growing conditions. Magnitude of difference in root hydraulic conductance was higher under warm-dry conditions. Chlorophyll fluorescence (Fv/Fm) values were higher for TR than FR seedlings at 0 h, but similar thereafter for both growing conditions. Needle electrolyte leakage and chlorophyll content did not differ between FR and TR seedlings under both environmental regimes. Higher root 0 2 uptake was observed in FR seedlings in warm-dry conditions and in TR seedlings under cool-moist conditions. TR seedlings planted under warm-dry conditions had more flushed buds and new roots than FR seedlings, while no buds flushed for both FR and TR seedlings under cool-moist conditions. Comparatively higher photosynthesic rates in TR seedlings planted under warm-dry conditions likely contributed toward more new roots, which could be advantageous for survival and early growth

Fall fertilization of Pinus resinosa seedlings: nutrient uptake, cold hardiness, and morphological development

•  Fall fertilization may increase plant nutrient reserves, yet associated impacts on seedling cold hardiness are relatively unexplored. •  Bareroot red pine (Pinus resinosa Ait.) seedlings in north-central Minnesota, USA were fall fertilized at the end of the first growing season with ammonium nitrate (NH$_{4}$NO$_{3})$ at 0, 11, 22, 44, or 89 kg N ha$^{-1}$. Seedling morphology and cold hardiness [assessed by freeze induced electrolyte leakage (FIEL)] were evaluated six weeks after fertilization and following the second growing season. •  Seedling height and number of needle primordia increased with fertilizer rate for both sampling years. Seedlings fertilized with 44 and 89 kg N ha$^{-1}$ attained target height (15 cm) after the second growing season. Shoot and root N concentration increased after the first growing season in fall fertilized seedlings compared to controls. Fall fertilized seedlings had lower FIEL (i.e., increased cold hardiness) compared to controls when tested at –40 °C after the first growing season, but no significant differences in FIEL of control and fertilized seedlings were observed after the second growing season. •  Results suggest that fall fertilization of red pine seedlings can help render desired target height in the nursery, while maintaining or increasing cold hardiness levels.Fertilisation automnale des plants de Pinus resinosa : absorption des éléments nutritifs, rusticité au froid, et développement morphologique. • La fertilisation automnale peut augmenter les réserves en éléments nutritifs des plants, mais les répercussions sur la rusticité au froid des semis sont encore relativement inexplorées. •  Des plants à racines nues de Pinus resinosa Ait.dans le centre-nord du Minnesota (USA) ont été fertilisés à l'automne à la fin de la première saison de croissance avec du nitrate d'ammonium (NH$_{4}$NO$_{3})$ à 0, 11, 22, 44, ou 89 kg N ha$^{-1}$. La morphologie des plants et la rusticité au froid [estimée par la fuite d'électrolyte (FIEL) induite par le gel] ont été évaluées six semaines après la fertilisation et à la suite dans la deuxième saison de croissance. •  La hauteur des plants et le nombre de primordiums d'aiguilles ont augmenté avec le taux de fertilisation pour les deux années d'échantillonnage. Les plants fertilisés avec 44 et 89 kg N ha$^{-1}$ ont atteint l'objectif de hauteur (15 cm) après la deuxième saison de croissance. La concentration en N des tiges et des racines a augmenté après la première saison de croissance chez les plants fertilisés à l'automne par rapport aux témoins. Les plants fertilisés à l'automne ont eu un plus faible FIEL (c'est-à-dire, une augmentation de rusticité), comparativement aux témoins lors du test à –40 °C après la première saison de croissance, mais aucune différence significative de FIEL entre plants fertilisés et témoins n'a été observée après la deuxième saison de croissance. • Les résultats suggèrent que la fertilisation d'automne des plants de Pinus resinosa Ait. peut aider à obtenir l'objectif de hauteur souhaité dans la pépinière, tout en maintenant ou en augmentant les niveaux de rusticité au froid

Growth, physiology, and nutrient retranslocation in nitrogen-15 fertilized Quercus rubra seedlings

We evaluated gas exchange, chlorophyll index (CI) using SPAD-502 chlorophyll meter, and leaf nutritional responses in one-year-old northern red oak (Quercus rubra L.) container seedlings transplanted into control (unfertilized) or fertilized (0.86 g N plant$^{-1})$ sand culture and grown in a greenhouse for 90 days. We labeled current nitrogen (N) uptake with ($^{15}$NH$_{4})_{2}$SO$_{4}$ and directly quantified proportional contributions of N derived from fertilizer (NF) compared with retranslocation or N derived from plant (NP) in leaf growth of red oak seedlings. NF met a greater N demand in leaf growth of fertilized plants while unfertilized seedlings relied entirely on NP for their leaf growth. Fertilization increased leaf dry mass by 67% and new stem dry mass by 253% 90 days after transplanting compared to control seedlings. Specific leaf area (SLA) was not significantly altered but CI increased 90 days after transplanting. Higher leaf N concentration and content in fertilized compared with control seedlings was linked to greater chlorophyll concentrations in the former plants. The higher coefficient of determination ($r$$^{2}$ = 0.72) noted between leaf N concentrations and CI suggests that the SPAD meter could be a useful tool for assessing leaf N status in northern red oak seedlings. Fertilized seedlings exhibited higher net assimilation, stomatal conductance, and transpiration rates compared with controls. Increased seedling growth in response to fertilization was related to maintenance of higher gas exchange and greater nutrient uptake, which could improve outplanting success.Croissance, échanges gazeux et réponses nutritionnelles de jeunes semis de Quercus rubra soumis à une fertilisation par ($^{15}$NH$_{4})_{2}$SO$_{4}$. Nous avons estimé les échanges gazeux foliaires, un index de teneurs en chlorophylles (IC) avec un chlorophylle-mètre SPAD-502 et les teneurs en nutriments dans les feuilles de jeunes plants de chêne rouge d'Amérique (Quercus rubra L.) âgés d'un an. Les plants ont été transplantés dans du substrat sableux non fertilisé (témoins) ou fertilisé avec 0.86 g N par plante, et cultivés pendant 90 jours sous serre. L'azote apporté par la fertilisation était marqué avec ($^{15}$NH$_{4})_{2}$SO$_{4}$ et nous avons directement quantifié les contributions à la croissance foliaire de N apporté par la fertilisation (NF) par rapport à celle de N remobilisé depuis les pools de réserve de la plante (NP). NF constituait la fraction la plus importante d'azote foliaire de plants fertilisés, alors que l'azote foliaire des plants non fertilisés était exclusivement constitué de NP. La fertilisation s'est traduite par une augmentation, par rapport aux plantes témoins, de 67 % de la biomasse foliaire et de 253 % de la biomasse de tiges nouvellement formées 90 jours après la transplantation. La surface spécifique des feuilles n'était pas affectée par la fertilisation alors que CI avait significativement augmenté. Des teneurs plus élevées en N foliaire en comparaison des témoins, étaient donc liées à des concentrations plus fortes en chlorophylles. Le coefficient de détermination élevé ($r$$^{2}$ = 0.72) des relations entre concentration de N et CI montrent que le SPAD-502 pourrait être un instrument utile pour l'évaluation des teneurs en N dans des semis de chêne rouge. Les semis fertilisés présentaient également des niveaux d'assimilation nette de CO$_{2}$, de conductance stomatique et de transpiration plus élevés que les plants témoins. La croissance plus forte des semis en réponse à la fertilisation était liée à des échanges gazeux plus actifs et une plus forte assimilation de nutriments, ce qui peut augmenter les chances de succès à la transplantation en forêt

Winter variation in physiological status of cold stored and freshly lifted semi-evergreen Quercus nigra seedlings

• Water oak (Quercus nigra L.) is a tardily deciduous species commonly planted in afforestation projects in the Lower Mississippi River Alluvial Valley, USA. Field performance is often marked by low survival rates and top dieback, which may be associated with poor physiological quality of planting stock. • We investigated physiological status of cold stored (2–4 °C; CS) and freshly lifted (FL) seedlings during the period between lifting and planting (December – February). In mid-February, seedlings were transplanted into a controlled greenhouse environment for 90 d to evaluate post-transplant growth performance. • Net photosynthetic rates were positive until late January (generally greater in CS seedlings) and became negative thereafter. FL seedlings generally had lower LT$_{50}$ values from freeze-induced electrolyte leakage (FIEL), reflecting greater cold hardiness. FIEL of foliage provided the best indicator of physiological status, though terminal buds may serve as a suitable substitute. All seedlings experienced top dieback following transplant; CS seedlings had less relative root-collar diameter, height, and root volume increments. • Cold storing seedlings did not appear to prolong dormancy, increase stress resistance, or hold promise as a means to improve outplanting success. Regardless of storage regime, seedlings appeared to be most cold hardy and perhaps stress resistant until late January.Variation hivernale de l'état physiologique de plants semi décidus de Quercus nigra stockés au froid et récemment arrachés. • Quercus nigra L. est une espèce semi décidue, plantée dans les projets de reboisement dans la Basse vallée alluviale du fleuve Mississippi aux Etats-Unis. Les performances en plantation sont souvent marquées par un faible taux de survie et un dépérissement de la flèche du plant, ce qui peut être associé à leur mauvaise qualité physiologique. • Nous avons étudié l'état physiologique de jeunes plants stockés au froid (2–4 °C ; CS) et récemment arrachés (FL), au cours de la période entre l'arrachage et la plantation (Décembre - Février). À la mi-février, les plants ont été transplantés pour 90 jours dans une serre climatiquement contrôlée, pour évaluer les performances concernant la croissance après transplantation. • Les taux de photosynthèse nette ont été positifs jusqu'à la fin janvier (généralement plus élevés pour les jeunes plants CS) et sont devenus négatifs par la suite. Les plants FL ont eu généralement des valeurs LT50 inférieures de perte d'électrolyte induit par le gel (FIEL), reflétant une plus grande tolérance au froid. Le FIEL du feuillage fourni le meilleur indicateur de l'état physiologique, même si les bourgeons terminaux peuvent servir comme un substitut approprié. Tous les plants on présenté une perte des feuilles de la flèche à la suite de la transplantation; les plants CS avaient un rapport relatif racine-diamètre du collet, une hauteur, et des accroissements du volume de racines, moindres. • Le stockage au froid des plants ne semble pas prolonger la dormance, ni accroître la résistance au stress de transplantation, ou tenir la promesse d'un moyen d'amélioration de la réussite du reboisement. Indépendamment du régime de stockage, les plants semblent être plus tolérants au froid et peut-être plus résistants au stress jusqu'à la fin janvier