Cold hardiness and transplant response of Juglans nigra seedlings subjected to alternative storage regimes

$\bullet$ Effects of overwinter storage regimes on seedling cold hardiness and physiological vigor are relatively unexplored, particularly for temperate deciduous forest tree species. $\bullet$ We evaluated influence of storage duration (0, 66, 119, or 175 d) on electrolyte leakage of stem and root collar tissues following exposure to a series of freeze-test temperatures in black walnut (Juglans nigra L.) seedlings sampled from cold (3 °C) or freezer (–2 °C) storage. Seedlings were subsequently transplanted into a controlled growth chamber environment for two months. $\bullet$ Regardless of storage temperature, mean LT$_{50}$ was lowest for seedlings stored for 66 d ($\leq$ –34 °C) and increased dramatically after 119 d ($\geq$ –13 °C). $\bullet$ Root collar tissue had lower LT$_{50}$ than stem tissue after 119 d for cold-stored seedlings, reflecting importance of evaluative tissue type. Days to bud break shortened with increasing storage duration up to 119 d and stabilized thereafter for both storage regimes. Root growth potential was maximized after 119 d of storage, and subsequently declined for cold-stored seedlings. Height growth increased following storage, regardless of duration. $\bullet$ To promote stress resistance and transplant growth response, we recommend that black walnut seedlings from this genetic source be outplanted after approximately 66–119 d of storage.Endurcissement au froid et réponse des semis de Juglans nigra transplantés après exposition à différentes modalités de stockage. $\bullet$ Les effets de différentes modalités de stockage hivernal sur la résistance au froid des semis et sur leur vigueur physiologique ont été relativement inexplorés, en particulier pour les arbres forestiers décidus tempérés. $\bullet$ Nous avons évalué l'influence de la durée de stockage (0, 66, 119 ou 175 jours) sur la perte d'électrolyte de la tige et des tissus du collet racinaire exposés à une série de tests (témoin 4 %C, –10 °C, –20 °C, –40 °C) de température de congélation de semis de noyer noir (Juglans nigra L.), après stockage au froid (3 °C) ou au gel (–2 °C). Les semis étaient ensuite transplantés dans une chambre climatisée pour une durée de deux mois. Indépendamment de la température de stockage, la moyenne de LT50 (température létale correspondant à un endommagement de 50 % des plants) a été plus basse pour les semis stockés pendant 66 jours ($\leq$ –34 °C) et s'est accrue de façon spectaculaire après 119 jours ($\geq$ –13 °C). $\bullet$ Les tissus du collet racinaire avaient un plus bas LT50 que les tissus de la tige, après 119 jours pour les semis stockés au froid, reflétant l'importance du type de tissu pour l'évaluation. Le nombre de jours jusqu'au débourrement a été raccourci avec l'accroissement de la durée de stockage jusqu'à 119 jours et s'est stabilisé par la suite pour les deux modalités de stockage. Le potentiel de croissance racinaire a été maximisé après 119 jours de stockage et a décliné par la suite, pour les semis stockés au froid. La croissance en hauteur s'est accrue à la suite du stockage, indépendamment de sa durée. $\bullet$ Pour promouvoir une résistance élevée au stress et une forte reprise de croissance des semis transplantés, nous recommandons que les semis de noyer noir de cette source génétique soient plantés après approximativement 66 à 119 jours de stockage

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