Original article

Effect of root pruning on competitive ability in Chinese jujube tree

Effet de la taille des racines sur les performances du jujubier chinois

Efecto del tamaño de las raíces en los rendimientos del azufaifo chino

¹  Yantai Inst., China Agric. Univ., 264670, Yantai, Shandong, P.R. China
² Shandong For. Acad., 250014, Jinan, Shandong, P. R. China
xingsj_1126@126.com

^* Correspondence and reprints

Received: 10 August 2011
Accepted: 27 January 2012

Abstract

Introduction. The Chinese jujube tree always presents some unfavorable performances because its vegetative growth is very vigorous. Our study was conducted to apply root pruning to test whether it can effectively inhibit the vigorous vegetative growth by regulating the competitive ability of the root system for water and nutrients. Materials and methods. For our experiment, roots were cut at three different distances from the trunk (light, moderate and severe root pruning) on both inter-row sides of jujube trees to the depth of 20 cm. Roots of control jujube trees were not pruned. Then we determined for three years the competitive indicators of Chinese jujube trees including the length, number and thickness of primary branches; photosynthetic characteristics and nutrient concentrations of leaves; hormone contents in the jujube head, flower number and fruiting percentage, yield, and fruit quality. Results and discussion. In the early stage after root treatment, root pruning decreased lots of indicators such as concentrations of nitrogen, phosphorus, and potassium in leaves, photosynthesis, transpiration, stomatal conductance, and intercellular CO₂ concentration of leaves, relative to the same indicators as the control group. With the gradual emergence of new roots, these indexes appeared to have adverse patterns with respect to those in the early stage after root pruning. Compared with the control, root pruning significantly decreased the length and number of primary branches and flower number, but thickened primary branches, enhanced fruiting percentage and increased the amount of ethylene release of the jujube head in the whole experiment. Fruit quality was improved with root pruning, as indicated by increases in vitamin C and total sugar and a decrease in titrable acidity. No effects of root pruning were noticed on yield. From our results, we conclude that the removal of the root system at a distance of three times the trunk diameter (severe pruning) from the trunk is the most effective in regulating the competitive ability of the Chinese jujube tree.

Résumé

Introduction. Le jujubier chinois présente toujours certaines performances désavantageuses du fait de sa croissance végétative très vigoureuse. Notre étude a été menée pour tester la taille des racines afin de vérifier si elle peut freiner efficacement la croissance végétative en régulant la compétitivité du système racinaire pour l’eau et les nutriments. Matériel et méthodes. Pour notre expérimentation, les racines de jujubiers chinois ont été coupées à trois distances différentes à partir du tronc (taille légère, modérée et sévère des racines), de chaque côté entre les rangs de jujubiers, à 20 cm de profondeur. Les racines des jujubiers témoins n’ont pas été taillées. Nous avons ensuite suivi pendant trois années certains indicateurs de compétitivité du jujubier chinois, dont la longueur, le nombre et l’épaisseur des branches primaires ; les caractéristiques photosynthétiques et les concentrations en éléments nutritifs des feuilles ; les teneurs en hormones dans le haut des arbres ; le nombre de fleurs et le taux de fructification, ainsi que le rendement et la qualité des fruits. Résultats et discussion. Au début, après traitement des racines, la taille des racines a induit la diminution de nombreux indicateurs tels que les concentrations en azote, en phosphore, en potassium des feuilles, ainsi que la photosynthèse, la transpiration, la conductance stomatique, la concentration en CO₂ intercellulaire des feuilles, par rapport aux mêmes indicateurs mesurés sur les arbres du groupe témoin. Avec l’émergence progressive de nouvelles racines, ces indices ont eu un comportement inverse par rapport à ceux mesurés à ce stade précoce faisant suite à la taille des racines. Par rapport aux arbres témoins, la taille des racines a diminué significativement la longueur et le nombre de branches primaires et le nombre de fleurs, mais elle a induit un épaississement des branches primaires, une amélioration du taux de fructification et une augmentation de la quantité d’éthylène libérée par la tête des arbres. La qualité des fruits a été améliorée avec la taille des racines : augmentation de la teneur en vitamine C et des sucres totaux et diminution de l’acidité titrable. La taille des racines n’a pas eu d’effets sur le rendement. Nous déduisons de nos résultats que la suppression du système racinaire à une distance du tronc égale à trois fois son diamètre (taille sévère) est le traitement le plus efficace pour réguler la compétitivité du système racinaire du jujubier chinois.

Resumen

Introducción. El azufaifo chino presenta siempre ciertos rendimientos desventajosos por el hecho de su crecimiento vegetativo muy vigoroso. Nuestro estudio se llevó a cabo para testear el tamaño de las raíces con el fin de verificar si puede frenar eficazmente el crecimiento vegetativo regulando la competitividad del sistema de raíces para el agua y los nutrientes. Material y métodos. Para nuestro experimento, se cortaron las raíces del azufaifo chino a tres distancias diferentes a partir del tronco (tamaño ligero, moderado y severo de las raíces), a ambos lados entre las filas de azufaifos, a 20 cm de profundidad. No se tallaron las raíces de los azufaifos testigos. A continuación, hicimos el seguimiento durante tres años de ciertos indicadores de competitividad del azufaifo chino, entre los cuales, la longitud, el número y el grosor de las ramas primarias; las características fotosintéticas y las concentraciones en elementos nutritivos de las hojas; los contenidos de hormonas en lo alto de los árboles, el número de flores y el índice de fructificación, así como el rendimiento y la calidad de los frutos. Resultados y discusión. Al principio, después del tratamiento de las raíces, el tamaño de las raíces indujo que disminuyeran numerosos indicadores, tales como las concentraciones de nitrógeno, fósforo, potasio de las hojas, o la fotosíntesis, la transpiración, la conductancia estomática, la concentración de CO₂ intercelular de las hojas, en relación con los mismos indicadores medidos en los árboles del grupo testigo. Con la progresiva emergencia de nuevas raíces, según el tamaño de las mismas, estos índices se comportaron inversamente a los índices medidos en la fase precoz. En comparación con los árboles testigo, el tamaño de las raíces hizo que disminuyeran significativamente la longitud, el número de ramas primarias y el número de flores, pero llevó a un aumento de las ramas primarias, una mejora del índice de fructificación y un aumento de la cantidad de etileno liberado por la corona de los árboles. La calidad de los frutos se mejoró con el tamaño de las raíces: aumento del contenido de vitamina C y de azúcares totales y disminución de la acidez valorable. El tamaño de las raíces no tuvo efectos en el rendimiento. Deducimos de nuestros resultados que la supresión del sistema de raíces a una distancia del tronco igual a tres veces su diámetro (tamaño severo) es el tratamiento más eficaz para regular la competitividad del sistema de raíces del azufaifo chino.