Master of Science / Department of Horticulture, Forestry, and Recreation Resources / Charles J. Barden / Contaminated water poses a major environmental and human health problem, which may be resolved by using the emerging phytoremediation technology. This plant-based cost-effective approach to remediation takes advantage of the ability of plants to concentrate elements and compounds from the environment, to absorb and transpire large amounts of water, and to metabolize various molecules in their tissues. The city of Manhattan’s Biosolids Farm located near Manhattan, Kansas is using the emerging technology of phytoremediation. The Biosolids Farm remediation began in the mid 1990’s; with a large planting of alfalfa with the goal of absorbing excess nitrates from soil and ground water. In 2004, hundreds of trees were planted, to serve as a protective buffer between the biosolids disposal area and the Kansas River. In 2006, a trench study was installed to improve tree establishment on a sandy outwash area close to the Kansas River using Siberian elm seedlings and rooted cottonwood cuttings from Nebraska and true cottonwood seedlings from Missouri. Treatments included trenching, dairy cattle composted manure, and tree shelters. This planting was done to serve as a vegetative barrier and to aid in reducing nitrate movement into the Kansas River. There were interaction between the tree sources and the trenching, compost and shelter treatments. The treatments showed significant interactions with tree sources with the addition of compost and shelters with a p value of 0.0438, and trenching and compost p-value 0.0021. Tree survival was significantly improved with the use of tree shelters.

El objetivo general de esta tesis fue producir información científico-tecnológica básica para la implementación de un sistema integrado de control de malezas, que permita reemplazar al sistema mecánico en las plantaciones de álamo (Populus spp.) del centro-norte de la Provincia de Buenos Aires. Los trabajos se agruparon en tres líneas de investigación complementarias, en donde se abordaron grupos específicos de problemas. En la primera línea de trabajo se determinó la composición específica de la comunidad de malezas y la magnitud de su interferencia, se establecieron los niveles de control y fitotoxicidad que producen diferentes herbicidas, y se evaluaron en forma comparada los efectos sobre la supervivencia y el crecimiento del cultivo de distintos tratamientos integrados de control respecto del sistema actual. La segunda línea estudió la variación temporal de la interferencia en busca de la definición del período crítico para el control de malezas, y en la tercera línea de trabajo se evaluó el resultado económico potencial de la implementación de los cambios estudiados en el sistema de control, considerando diferentes escenarios económico-financieros, grados de incorporación de tecnología y de reemplazo de mano de obra. Las distintas líneas comprendieron experiencias en campo llevadas a cabo entre los años 1998 y 2004 en el Establecimiento Forestal "María Dolores", Partido de Alberti, Provincia de Buenos Aires (34° 50' Lat. Sur; 60° 30' Long. Oeste; 55 msnm). Los trabajos se efectuaron siguiendo una estrategia progresiva de experimentación: en una primera etapa se realizaron ensayos exploratorios y posteriormente los resultados iniciales obtenidos fueron evaluados en ensayos a escala de producción y parcelas demostrativas de 5 hectáreas de superficie.

Face à la rapidité des changements climatiques, les arbres doivent faire preuve de plasticité phénotypique. Les mécanismes épigénétiques font partie des pistes de recherche actuelles pour expliquer la plasticité phénotypique. Cette thèse visait à évaluer le rôle de la méthylation de l’ADN dans la plasticité phénotypique d’un organisme pérenne séquencé, le peuplier, en réponse à des variations de disponibilité en eau du sol. Les travaux, combinant écophysiologie et épigénomique, se sont focalisés sur le méristème apical caulinaire, centre de la morphogenèse de la tige feuillée. Trois résultats majeurs sont issus de cette thèse : i) Chaque état hydrique est associé à un méthylome et un transcriptome spécifiques, ii) Certaines régions différentiellement méthylées sont conservées dans le temps et entre contextes environnementaux, iii) Des lignées RNAi hypométhylées soumises à différents contextes hydriques présentent une réponse modifiée. Les résultats acquis lors de cette thèse appuient une contribution de la méthylation de l’ADN à la plasticité phénotypique et suggèrent un rôle des mécanismes épigénétiques dans la mémoire d’un stress chez les arbres. / Due to rapid climate changes, trees must exhibit phenotypic plasticity. Epigenetic mechanisms are part of current research to explain phenotypic plasticity. This thesis aimed to evaluate the role of DNA methylation in phenotypic plasticity of a perennial sequenced organism, poplar, in response to variations in soil water availability. The work, combining ecophysiology and epigenomics, focused on the shoot apical meristem, the center of morphogenesis of the leafy stem. Three major results emerge from this thesis: (i) Each hydric state is associated with a specific methylome and transcriptome, (ii) Some differentially methylated regions are conserved in time and between environmental contexts, (iii) Hypomethylated RNAi lines subjected to different contexts show a modified response. The results obtained during this thesis support a contribution of DNA methylation to phenotypic plasticity and suggest a role of epigenetic mechanisms in stress memory in trees.