Did belowground N transfer in mixed plantations of Acacia mangium and Eucalyptus meet the Stress Gradient Hypothesis?

Belowground interactions in mixed forest plantations remain poorly understood as that of short-tenn nitrogen (N) transfer from N-fixing trees to non-N-fixing trees (Non-NFT) depending on nutrient availability. We investigated in this facilitation process met the Stress Gradient Hypothesis. which predicts that under stressful environmental conditions competition decreases and facilitation increases. A 15N pulse-labelling study was conducted in a five-year-old mixture of 50% Eucalyptus grandis x E. urophylla and 50% Acacia mangium with the hypothesis of higher transfer from acacia when no fertilization was applied. A complete randomized block design was set up with three replicates of fertilized and non-fertilized mixture. In each treatment of each block, a labeled solution of potassium nitrate (98 atom% 15N-N03) was injected into the stem of an Acacia tree with the same basal area as the average of the stand. The x (15N) was monitored over two months in each labeled acacia and four neighboring eucalypts. For both species, young leaves and tine roots were sampled at 7.14 and 30 days after injection. After 60 days. the x (15N) was determined in the wood, bark, branches, total foliage and fine roots of the 6 labeled acacias and 12 eucalypts trees The preliminary results showed that complete absorption of the labeled solution occurred between 28 and 60 days after labeling depending on Acacia trees and treatments. The dynamics in the proportion of Eucalyptus N derived from transfer will give insights into how this process may promote N nutrition of non-NFTs growing in unfertile tropical soils

Variação em propriedades da madeira de Pinus caribaea var. hondurensis e Pinus tecunumanii

Este estudo teve como objetivo caracterizar as propriedades da madeira de Pinus caribaea var. hondurensis e Pinus tecunumanii, em indivíduos de 50 anos de idade, na região de Itirapina, SP. Para isso, foram abatidas cinco árvores de cada espécie, e destas retirados um disco de 7 cm de espessura do diâmetro à altura do peito (DAP). De cada disco foram coletadas amostras em cinco posições diferentes, no sentindo medula-casca, para avaliar as seguintes propriedades: densidade básica, comprimento de traqueíde, espessura da parede de traqueíde, resistência ao cisalhamento e a retração volumétrica. Foi verificado que o Pinus caribaea var. hondurensis e o Pinus tecunumanii não diferem significativamente para as propriedades avaliadas. Entretanto, variaram significativamente, no sentido da medula-casca, para todas as propriedades. A densidade básica, comprimento de traqueíde e a retração volumétrica apresentaram uma tendência crescente no sentido da medula à casca. Para Pinus caribaea var. hondurensis ocorreram correlações positiva entre posição radial com: densidade básica, comprimento e espessura da parede de traqueídes. Com o Pinus tecunumanii ocorreram correlações entre posição radial com: densidade básica, espessura da parede de traqueídes e retração volumétrica

Propiedades de la madera de Cariniana legalis (Mart.) Kuntze de 38 años basadas en el espaciamiento de la plantación

This study aimed to analyze the properties of 38-year-old Cariniana legalis wood from trees planted with three spacings between trees: 3 × 2.5, 3 × 2, and 3 × 1.5 m. Five trees were collected from each tree spacing. Discs were collected from the trunk base of each tree and at 2.5 and 5.0 m. The vessel diameter was significantly wider for a spacing of 3 x 2.5 m compared to that of 3 x 1.5 m. Basic density, apparent density, volumetric shrinkage, and natural moisture content were influenced by longitudinal position. However, fiber length and fiber wall thickness showed no significant differences. Basic density and natural moisture content were inversely proportional. Our study shows that the anatomical features of C. legalis wood were more sensitive to variations in tree spacing than its physical properties.El objetivo de este estudio fue analizar las propiedades de la madera árboles de Cariniana legalis de 38 años plantados con tres espaciamientos: 3 × 2.5, 3 × 2 y 3 × 1.5 m. Se cortaron cinco árboles por cada espaciamiento. Se recolectaron discos de la base del tronco de cada árbol y a  2.5 y 5.0 m. El diámetro de los vasos fue significativamente más ancho en el espaciamiento de 3 x 2.5 m en contraste con el de 3 x 1.5 m. La densidad básica, la densidad aparente, la contracción volumétrica y el contenido de humedad natural fueron influenciados por la posición longitudinal. Sin embargo, la longitud de la fibra y el grosor de la pared de la fibra no presentaron diferencias significativas. La densidad básica y el contenido de humedad natural fueron inversamente proporcionales. Nuestro estudio muestra que las características anatómicas de la madera de C. legalis fueron más sensibles a la variación del espaciamiento entre árboles que sus propiedades físicas

EFFECT OF AGE AND SAMPLING POSITION ON DENSITY AND ANATOMICAL CHARACTERISTICS OF WOOD IN EUCALYPTUS TREES

The knowledge of the variations in the wood characteristics produced by eucalyptus trees according to age and sampling positions is essential for its proper use. This study had as objective to evaluate the influence of the age, longitudinal and radial positions on basic density and anatomical characteristics in Eucalyptus grandis wood. The trees were planted in 3x2 m spacing and fertilized with commercial fertilizers in planting, 6th and 12th months. According to basal area distribution, fifteen trees were selected (24, 36 and 72 months of age) - five trees per age. Disks at DBH position (1.3 m) were taken for fiber determination (length, wall thickness, lumen diameter and width) and vessels (tangential diameter, frequency and area occupied) and in other different sampling positions for basic density determination. Wood basic density increased from 0.43 to 0.46 g.cm(-3) as well as the trees age increases with a longitudinal variation model, characterized through a decrease in base-3m (0.42-0.49 -> 0.40-0.46 g.cm(-3)) and an increase to the top of the trunk (0.46 -> 0.54 g.cm(-3)) Fibers and vessels dimensions showed variations related to age and to pit-bark direction. Wood properties behavior and variations indicate that, until this period, the juvenile wood is being formed.O conhecimento das variações das características da madeira produzida pelas árvores de eucalipto em função da idade e posição no tronco é fundamental para o seu uso adequado. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da idade e das posições longitudinal na densidade básica e radial nas características anatômicas do lenho das árvores de Eucalyptus grandis plantadas no espaçamento 3x2 m e fertilizadas com adubação comercial no plantio, 6º, 12° mês. Foram selecionadas, de acordo com a distribuição de área basal, quinze árvores de eucalipto com 24, 36 e 72 meses de idade, sendo 5 árvores/idade, e cortados discos do lenho a 1,30 m da altura do solo (DAP) para as determinações das dimensões das fibras (comprimento, espessura da parede, diâmetro do lume e largura total) e vasos (diâmetro tangencial, frequência e área ocupada) e em diferentes alturas fixas do tronco para a determinação da densidade básica. A densidade básica do lenho aumentou de 0,43 g.cm-3 para 0,46 g.cm-3 com o avanço da idade das árvores, apresentando um modelo de variação longitudinal, comum as três idades, caracterizado pelo decréscimo da base-3m (0,42-0,49 g.cm-3 0,40-\ud 0,46 g.cm-3) e posterior aumento até a extremidade (0,46 g.cm-3 0,54 g.cm-3) do tronco. As dimensões das fibras e dos vasos apresentaram variações tanto em relação à idade quanto no sentido medula-casca. O comportamento e as variações das características do lenho das árvores de eucalipto indicam que o meristema cambial está formando, até este período, o lenho denominado de juvenil

Effect of age and sampling position on density and anatomical characteristics of wood in eucalyptus trees

O conhecimento das variações das características da madeira produzida pelas árvores de eucalipto em função da idade e posição no tronco é fundamental para o seu uso adequado. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da idade e das posições longitudinal na densidade básica e radial nas características anatômicas do lenho das árvores de Eucalyptus grandis plantadas no espaçamento 3x2 m e fertilizadas com adubação comercial no plantio, 6º, 12° mês. Foram selecionadas, de acordo com a distribuição de área basal, quinze árvores de eucalipto com 24, 36 e 72 meses de idade, sendo 5 árvores/idade, e cortados discos do lenho a 1,30 m da altura do solo (DAP) para as determinações das dimensões das fibras (comprimento, espessura da parede, diâmetro do lume e largura total) e vasos (diâmetro tangencial, frequência e área ocupada) e em diferentes alturas fixas do tronco para a determinação da densidade básica. A densidade básica do lenho aumentou de 0,43 g.cm-3 para 0,46 g.cm-3 com o avanço da idade das árvores, apresentando um modelo de variação longitudinal, comum as três idades, caracterizado pelo decréscimo da base-3m (0,42-0,49 g.cm-3 0,40-0,46 g.cm-3) e posterior aumento até a extremidade (0,46 g.cm-3 0,54 g.cm-3) do tronco. As dimensões das fibras e dos vasos apresentaram variações tanto em relação à idade quanto no sentido medula-casca. O comportamento e as variações das características do lenho das árvores de eucalipto indicam que o meristema cambial está formando, até este período, o lenho denominado de juvenil

Evaluation of growth and wood quality of Cariniana legalis (Martius) O. Kuntze trees under different spacings

O presente estudo tem por objetivo avaliar o crescimento e a qualidade do lenho das árvores de Cariniana legalis submetidas a diferentes espaçamentos (3x1,5; 3x2; 3x2,5 m). O experimento localiza-se na Estação Experimental de Luiz Antônio-SP, do Instituto Florestal do Estado de São Paulo. Foram selecionadas 30 árvores de jequitibá rosa (10 árvores/tratamento) e seccionados discos na base, DAP e a cada 5m do tronco até a altura comercial das árvores. Foram realizadas as análises (i) anatômicas, com a descrição macro e microscópica do lenho com ênfase aos anéis de crescimento e (ii) dendrocronológicas, para a comprovação da anuidade da formação dos anéis de crescimento; (iii) densitometria de raios X, para obtenção do perfil longitudinal - radial de densidade aparente do lenho e imagem digital do lenho; (iv) dendroclimatologia, para verificar a influência dos fatores climáticos, como a precipitação e temperatura na formação dos anéis de crescimento e da (v) influência do espaçamento no crescimento radial acumulado/médio anual do tronco e no volume das árvores/ha. Os resultados indicaram que as árvores de C. legalis apresentam anéis de crescimento distintos, com a dendrocronologia confirmando a idade das árvores (38 anos) e a anuidade da formação dos anéis de crescimento. A densidade aparente do lenho decresce da base até a região intermediária, tendendo a aumentar próximo ao topo do tronco das árvores, com o maior valor no maior e menor espaçamento. As imagens digitais do lenho indicaram um decréscimo da densidade aparente do lenho no sentido medula - casca. Nos três espaçamentos, a análise dendroclimatológica indicou uma influência significativa das variáveis climáticas no crescimento radial do tronco das árvores de Cariniana legalis. Os meses do ano que influenciaram o crescimento radial do tronco das árvores foram distintos entre os tratamentos sendo que, entretanto, verifica-se um padrão de crescimento do tronco semelhante e relacionado com a precipitação mensal acumulada. O espaçamento entre árvores influenciou diretamente no ritmo de crescimento do tronco das árvores, sendo que as do maior espaçamento apresentaram a maior produção volumétrica do lenho, e as do menor espaçamento, o maior volume de madeira/ha. Conclui-se que a área do espaço vital (espaçamento) influencia significativamente o desenvolvimento das árvores de Cariniana legalis.The present study aims to assess growth and wood quality of Cariniana legalis trees in forest plantations under different espacements (1.5x3, 3x2, 3x2.5 m). The experiment is located in Luiz Antônio, São Paulo, at the Experimental Station belonging to the Forest Institute of São Paulo. It was selected 30 trees of \"jequitibá rosa\" (10 per treatment) and sectioned discs were removed at the base, DBH and every 5m to commercial height. With these samples 5 different analyzis were performed: (i) anatomical, by means of wood macroscopic and microscopic description with a view to growth rings, (ii) dendrochronological, to prove growth rings annuality; (iii) X-ray densitometry and digital X-rays to obtain the radial density profile in the longitudinal and radial direction; (iv) dendroclimatological, for checking the influence of climatic factors (monthly precipitation and average annual temperature) in growth rings formation and (v) verification of espacement influence on cumulative and annual radial growth, volume per tree and per hectare. Wood description indicates C. legalis trees have distinct growth rings. Dendrochronology confirmed annuity formation of growth rings as the number of rings found matches with the age of plantation, 38 years old. Apparent density decreases from the base to the middle region of the stem and tends to increase near the top, with higher average values in both widest and closest espacements. The analysis of digital images indicated a decrease in apparent density in pith-bark direction. Dendroclimatology indicated there was significant influence of climatic variables on radial growth of Cariniana legalis trees. The months influencing radial growth were different between treatments, however there is a similar pattern of growth related to monthly precipitation. The espacements used influenced directly the growth rate of the trees. The ones inserted in widest espacements had the highest volumetric production, on the other hand the largest volume per hectare occurred in the closest espacements. The conclusion was that size of living space influences significantly the development of C. legalis trees

O impacto dos fatores ambientais e silviculturais nos processos de facilitação e competição em plantações puras e mistas de Eucalyptus e Acacia mangium

Mixed forest plantations of N2 -fixing trees (NFT) and non- N2 -fixing trees (non-NFT) have been proposed to increase productivity and ecosystem services in regions with N- deficient soils. These intercropped systems can increase availability, use, and efficiency of natural resources (light, water, nutrients) when compared to monocultures. However, mixed- species plantations in Brazil cover a very small area in comparison to monocultures. To overcome this situation, studies must be carried out on the relationships between species, soil, and climate conditions, and management techniques by characterizing ecosystem functions and interactions to increase productivity of mixed-species plantations compared to monocultures, in an ecologically friendly and efficient way. Our study aimed to gain insights into facilitation and competition processes in pure and mixed-species plantations of Eucalyptus and Acacia mangium. The thesis is structured in three main parts where we aimed to better understand the ecological processes of pure and mixed-species plantations under contrasting silvicultural and edaphoclimatic conditions. We used 15N isotopic tracer, MAESTRA model, and inventory and biomass data to assess the effects of competition and facilitation process in pure and mixed-species plantations of Eucalyptus and Acacia mangium under contrasting nutrient supply, different planting densities, and spatial arrangements, as well as different climatic and soil conditions. In the first part, our results showed that the N released from forest floor decomposition was 31% higher in fertilized than in unfertilized plots, and that short-term belowground N transfer from Acacia to Eucalyptus was found close to harvest age and higher with lower nutrient supply. In the second part, we showed that the differences between treatments in the stem biomass growth (SBG) of Eucalyptus was mainly explained by differences in light absorption, while the differences in SBG of Acacia was explained by light absorption and light use efficiencies. The highest stand productivity was observed in 100E with 1666 trees ha-1. However, Eucalyptus in the arrangement 33A:67E with 1111 trees ha-1 had a greater SBG than in 50A:50E and a similar production than in 100E. Moreover SBG, light absorption and light use efficiency of Acacia resulted from the combined effects of stand density and presence of Eucalyptus, while for Eucalyptus these variables were strongly dependent on Eucalyptus stand with low or no impact of Acacia. In the third part, our results showed that stressful conditions, such as hotter droughts, led to higher Eucalyptus mortality in Sinop-MT and higher Acacia mortality rates in Colinas-TO. The greatest growth and highest biomass production of Eucalyptus trees was found in Itatinga-SP, while the highest tree growth and stand production for Acacia occurred in Sinop- MT. Our results provided insights into how silvicultural practices may impact the behavior of pure and mixed-species plantations of Eucalyptus and Acacia mangium and how changes in climate and soil properties may affect the survival and development of each species. In this project, we stressed the interest to associate Acacia to Eucalyptus in forest plantations to limit N eucalypt deficiencies when stands are established in low-fertility soils and/or fertilizers are not applied. We highlighted the importance to define optimal planting design and planting density to improve forest production, as well as account for climatic, and soil characteristics under stressful conditions to avoid large mortality rate and promote sustainable forest plantation management.Plantações mistas de árvores fixadoras de N2 (NFT) e árvores não fixadoras de N2 (não- NFT) tem sido propostas para aumentar a produtividade e os serviços ecossistêmicos em regiões com solos deficientes em N. Essas plantações podem aumentar a disponibilidade, e a eficiência do uso dos recursos naturais (luz, água, nutrientes) quando comparados às monoculturas. No entanto, plantações de espécies mistas no Brasil ainda cobrem uma área muito pequena em comparação às monoculturas. Para mudar esta realidade, estudos sobre as relações entre espécies, condições do solo, do clima e das técnicas de gestão caracterizando as funções e interações com os ecossistemas devem ser realizados a fim de aumentar a produtividade dessas plantações, de uma forma ecológica e eficiente. Nosso estudo teve como objetivo obter informações sobre os processos de facilitação e competição em plantações puras e mistas de Eucalyptus e Acacia mangium. A tese está estruturada em três partes principais nas quais procuramos compreender melhor os processos ecológicos de plantação puras e mistas sob diferentes condições silviculturais e edafoclimáticas. Utilizamos o traçador isotópico 15N, o modelo MAESTRA, e dados de inventário e biomassa para avaliar os efeitos de competição e de facilitação em plantações puras e mistas de Eucalyptus e i>Acacia mangium. Condições contrastantes de fertilização, diferentes densidades de plantio,arranjos espaciais, e condições edafoclimáticas foram consideradas. Na primeira parte, nossos resultados mostraram que o N liberado da decomposição do solo florestal foi 31% maior em parcelas fertilizadas do que em parcelas não fertilizadas, e que houve uma transferência a curto prazo de N abaixo do solo da acacia para os eucaliptos perto da idade da colheita, sendo maior nos tratamentos não fertilizados. Na segunda parte, mostramos que as diferenças entre os tratamentos no crescimento da biomassa do lenho (CBL) do eucalipto foram principalmente explicadas pelas diferenças na absorção de luz, enquanto que as diferenças no CBL de acácia foram explicadas pela absorção de luz e eficiência na utilização de luz. A maior produtividade do povoamento foi observada em 100E com 1666 árvores ha-1. Contudo, o eucalipto no arranjo 33A:67E com 1111 árvores ha-1 teve um CBL maior do que em 50A:50E e uma produção semelhante ao 100E. Além disso, o CBL, a absorção de luz e a eficiência do uso da luz de Acacia resultaram dos efeitos combinados da densidade do povoamento e da presença de Eucalyptus, enquanto que para os Eucalyptus estas variáveis foram fortemente dependentes dele mesmo, com baixo ou nenhum impacto daAcacia. Na terceira parte, os nossos resultados mostraram que condições estressantes, como secas mais quentes, levaram à uma maior mortalidade dos eucaliptos em Sinop-MT e das acácias em Colinas-TO. O maior crescimento e maior produção de biomassa dos eucaliptos foi encontrado em Itatinga-SP, enquanto que o maior crescimento e produção da Acacia ocorreu em Sinop-MT. Nós mostramos como o manejo florestal pode impactar o comportamento das plantações de espécies puras e mistas de Eucalyptus e A. mangium e como as mudanças no clima e nas propriedades do solo podem afetar a sobrevivência e desenvolvimento de cada espécie. Neste projeto, evidenciamos o interesse de associar a acácia aos eucaliptos em plantações florestais para limitar as deficiências de N do eucalipto quando os povoamentos são estabelecidos em solos de baixa fertilidade e/ou quando não são aplicados fertilizantes. Destacamos a importância de definir o arranjo e densidade de plantio ótima para melhorar a produção florestal, bem como a importância das características edafoclimáticas em condições de stress para evitar uma grande taxa de mortalidade e promover a gestão sustentável das plantações florestais