J. For. Sci., 2012, 58(9):391-399 | DOI: 10.17221/109/2011-JFS

Effects of nitrogen on growth properties and phenology of silver birch (Betula pendula Roth)

E. Kula, A. Pešlová, P. Martinek
Faculty of Forestry and Wood Technology, Mendel University in Brno, Brno, Czech Republic

Effects of stress caused by differentiated inputs of nitrogen after the application of ammonium nitrate (NH4NO3) on silver birch (Betula pendula Roth) were monitored in a greenhouse. The applied ammonium nitrate did not affect pH values but increased differently the content of nitrogen in soil and leaves. With increased inputs of nitrogen the height and diameter increment of birch also decreased, budbreak was delayed and the autumn leaf-fall slowed down. Frost heaving of shoots occurred particularly in the lower half of the birch stem. With the increasing content of nitrogen in leaves the content of phosphorus decreased and the level of potassium increased.

Keywords: nitrogen; silver birch; stress; phenology of budbreak; leaf-fall; frost heaving

Published: September 30, 2012  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Kula E, Pešlová A, Martinek P. Effects of nitrogen on growth properties and phenology of silver birch (Betula pendula Roth). J. For. Sci. 2012;58(9):391-399. doi: 10.17221/109/2011-JFS.
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. Bergmann W. (1988): Ernährungsstörungen bei Kulturpflanzen (Entstehung, visuelle und analytische Diagnose). Jena, VEB Gustav Fischer Verlag: 762.
    2. Borowiec S., Zabocki Z., Lesnik T., Cedro A. (2005): Evaluation of the effect of pollution emitted by the chemical works "Police" in the years 1969-2000 on annual tree-ring increments of Scots pine from selected research plots in the primeval forest "Puszcza Wkrzanska", forest inspectorate trzebiez: Part II. Changes of average annual growth ring widths of Scots pine. Folia Universitatis Agriculturae Stetinensis, Agricultura, 99: 31-41.
    3. Braun S., Thomas V. F. D., Quiring R., Fluckiger W. (2010): Does nitrogen deposition increase forest production? The role of phosphorus. Environmental Pollution, 158: 2043-2052. Go to original source... Go to PubMed...
    4. Fadrhonsová V., Šrámek V., Kroupová M. (2002): Vývoj depozic v oblasti Krušných hor. [Development of deposition in the Ore Mts.] In: Sborník referátů Výsledky lesnického výzkumu v Krušných horách v roce 2001, Teplice, 14. March 2002. Jíloviště-Strnady, VÚLHM: 49-54.
    5. Feng Z., Brumme R., Xu Y.J., Lamersdorf N. (2008): Tracing the fate of mineral N compounds under high ambient N deposition in a Norway spruce forest at Solling/Germany. Forest Ecology and Management, 255: 2061-2073. Go to original source...
    6. Heilmeier H., Baronius K., Kuhn A.J., Nebe W. (2000): Biomass and nutrient relationships of Betula pendula, Fagus sylvatica, Picea abies and Abies alba with varying nitrogen and sulphur additions in a pot experiment. Forstwissenschaftliches Centralblatt, 119: 161-176. Go to original source...
    7. Hejný S., Slavík B. (1990): Květena České republiky 2. [Flora of the Czech Republic 2.] Praha, Academia: 540.
    8. Hrdlička P., Kula E. (2001): Obsah prvků v listech břízy v transektu Litvínov v průběhu vegetačního období. [Content of elements in leaves of birch in the transect Litvínov during vegetation periode.] In: Sborník semináře Výsledky a postupy výzkumu v imisní oblasti SV Krušnohoří, Phare program. Teplice, 1. March 2001. Jíloviště-Strnady, VÚLHM: 63-68.
    9. Hrdlička P., Kula E. (2004): Changes in the chemical content of birch (Betula pendula Roth) leaves in air polluted Krusne hory Montains. Trees, 18: 237-244. Go to original source...
    10. Hrdlička P., Kula E. (2007): Effect of liming on element content in leaves of birch (Betula pendula Roth). In: Sborník celostátní vědecké konference Výsledky lesnického výzkumu v Krušných horách v roce 2006, Teplice, 19. April 2007. Brno, Mendelova univerzita v Brně: 19-25.
    11. Chadwick M.J., Hutton M. (1990): Acid depositions in Europe. Stockholm, Stockholm Environment Institute: 376.
    12. Ingestad T. (1990): Nitrogen and plant grow; maximum efficiency of nitrogen fertilizers. In: Perala D.A., Alm A.A.: Reproductive ecology of birch: A review. Forest Ecology and Management, 32: 1-38. Go to original source...
    13. Kaňová D., Kula E. (2004): The effect of stress factors on birch Betula pendula Roth. Journal of Forest Science, 50: 399-404. Go to original source...
    14. Kreutzer K. (1994): Folgerungen aus der Höhwald - Forschung. Allgemeine Forstzeitschrift, 49: 769-774.
    15. Kula E. (2000a): Burst phenology and birch bud resistance to frost. Ekológia Bratislava, 19: 251-257.
    16. Kula E. (2000b): Responses of birch buds to frost. Journal of Forest Science, 46: 127-132.
    17. Kula E. (2009): Půdní a epigeická fauna stanovišť ovlivněných vápněním a její dynamika. [Soil and Epigeous Fauna of Sites Affected by Liming and Their Dynamics.] Hradec Králové, Edice GS LČR, 06: 438.
    18. Kula E., Pešlová A., Martinek P., Mazal P. (2012a): Effects of nitrogen on the bionomics and food consumption of Cabera pusaria (Lepidoptera, Geometridae). Entomologica Fennica (in press).
    19. Kula E., Pešlová A., Martinek P., Mazal P. (2012b): The development of caterpillars of gypsy moth (Lymantria dispar L.) on food affected by nitrogen. Šumavské listy (in press).
    20. Kula E., Pešlová A., Martinek P., Mazal P. (2012c): Vliv dusíku na vývoj housenek a výběr hostitelské rostliny některými fytofágy. [Effects of nitrogen on the development of caterpillars and the selection of a host plant by some phytophages.] Zprávy lesnického výzkumu (in press).
    21. Kulhavý J., Formánek P. (2002): Dusík v lesních ekosystémech Krušných hor. [Nitrogen in forest ecosystems of the Krušné hory Mts.] In: Sborník semináře Výsledky lesnického výzkumu v Krušných horách v roce 2001, Teplice 14. March 2002. Jíloviště-Strnady, VÚLHM: 37-46.
    22. Larcher W. (1976): Ökologie der Pflanzen. 2. verbesserte Aufl. Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart: 320.
    23. Marschner H. (1995): Mineral Nutrition of Higher Plants. 2nd Ed. London, Academic Press: 889.
    24. Nillson J., Grennfelt P. (1998): Critical Loads for Sulphur and Nitrogen. Copenhagen, Nordic Council of Ministers: 418.
    25. Omarov R.T., Akaba S., Koshiba T., Lips S.H. (1999): Aldehyde oxidase in roots, leaves and seeds of barley (Hordeum vulgare L.). Journal of Experimental Botany, 50: 63-69. Go to original source...
    26. Oulehle F., Hofmeister J., Cudlin P., Hruska J. (2006): The effect of reduced atmospheric deposition on soil and soil solution chemistry at a site subjected to long-term acidification, Nacetin, Czech Republic. Science of the Total Environment, 370: 532-544. Go to original source... Go to PubMed...
    27. Palátová E., Mauer O. (1998): Vliv zvýšených depozic dusíku a stresu suchem na vývoj borovice lesní. [Effects of the Increased Depositions of Nitrogen and Drought Stress on the Development of Scots pine.] Brno, Mendelova univerzita v Brně: 135.
    28. Palátová E., Mauer O., Libus J. (2008): Bioelement contents in the planting stock tissues of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) and European beech (Fagus sylvatica L.) after excessive N and Mg fertilization. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 56(1): 259-266. Go to original source...
    29. Podrázský V. (2001): Určování stavu a potřeby úpravy výživy lesních dřevin a cílové parametry obsahu bioelementů. [Determination of forest tree species nutrition, fertilisation need and target parameters of bioelement content.] In: Sborník semináře Výsledky lesnického výzkumu v Krušných horách, Teplice 1. March 2001. Jíloviště-Strnady, VÚLHM: 15-20.
    30. Pokorny R., Salanska P. (1999): Vliv hnojení dusíkem na asimilační aparát a přírůst smrku rostoucího v různých hustotách sponu. [The influence of nitrogen fertilization on assimilatory apparatus and growth increment of spruce growing in different densities.] Zpravodaj Beskydy, 12: 29-34.
    31. Prietzel J., Stetter U., Klemmt H.J., Rehfuess K.E. (2006): Recent carbon and nitrogen accumulation and acidification in soils of two Scots pine ecosystems in Southern Germany. Plant and Soil, 289: 153-170. Go to original source...
    32. Spinner K., Heinze M., Fiedler H.J. (1996): The effect of nitrogen, magnesium and potassium fertilizers on the nutrition of one-year-old beech (Fagus sylvatica) seedlings. Beiträge für Forstwirtschaft und Landschaftsökologie, 30: 70-73.
    33. StatSoft (2007): STATISTICA (software system for data analysis). Version 8.0. StatSoft Inc., Tulsa. Available at www.statsoft.cz
    34. Šrámek V., Hadaš P., Lachmanová Z., Fadrhonsová V., Vortelová L., Lomský B., Kulhavý J. (2008): Imisní zatížení Krušných hor. [Air pollution in the Krušné hory Mts.] In: Slodičák M., Balcar V., Novák J., Šrámek V., Borůvka L., Derco D., Detz E., Fadrhonsová V., Fiala P., Hadaš P., Hajnala M., Havránek F., Hellebrandová K., Humplík J., Hynek V., Jarský V., Jurásek A., Kacálek D., Kaňák J., Kmínek A., Kobliha J., Kula E., Kulhavý J., Lachmanová Z., Lehner J., Lehnerová L., Lehečka J., Leugner J., Lomský B., Martincová J., Matějka K., Mauer O., Menšík L., Mutínský V., Nárovcová J., Nárovec V., Navrátil P., Novotný R., Nový L., Pěnička L., Pospíšil J., Pulkrab K., Skoblík J., Sloup M., Smejkal J., Sychrava J., Šišák L., Vortelová L., Vyslyšel K.: Lesnické hospodaření v Krušných horách. [Forest Management in Krušné Hory Mountains.] Hradec Králové, Edice grantové služby LČR, 03: 45-70.
    35. Šrámek V., Novotný R., Lomský B., Maxa M., Neuman L., Fadrhonsová V. (2009): Změny obsahů prvků v porostech smrku, buku, jeřábu a břízy v průběhu roku. [Seasonal Change of Element Content in the Forest Stands of Norway Spruce, European Beech, Mountain Ash and White Birch.] Hradec Králové, Edice grantové služby LČR, 02: 109.
    36. Thomas F.M., Blank R. (1996): The effect of excess nitrogen and of insect defoliation on the frost hardiness of bark tissue of adult oaks. Annales des Sciences Forestieres, 53: 395-406. Go to original source...
    37. Thomas V.F.D., Braun S., Flückiger W. (2006): Effects of simultaneous ozone exposure and nitrogen loads on carbohydrate concentrations, biomass, growth, and nutrient concentrations of young beech trees (Fagus sylvatica). Environmental Pollution, 143: 341-354. Go to original source... Go to PubMed...
    38. Viewegh J., Kusbach A., Mikeska M. (2003): Czech forest ecosystem classification. Journal of Forest Science, 49: 74-82. Go to original source...
    39. Wright E.A. (1987): Effects of sulphur dioxide and nitrogen dioxide, singly and in mixture, on the macroscopic growth of three birch clones. Environmental Pollution, 46: 209-221. Go to original source... Go to PubMed...
    40. Zapletal M., Chroust P., Kunak D. (2003): The relationship between defoliation of Norway spruce and atmospheric deposition of sulphur and nitrogen compounds in the Hruby Jesenik Mts (the Czech Republic). Ekologia (Bratislava), 22: 337-347.

    This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY NC 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


    Return to the content