Dendroenergía a partir de plantaciones de rotación corta con Salix spp.: rendimientos y calidad de biomasa obtenidos en La Plata, Buenos Aires

En este trabajo se estudió un sistema SRC con sauces con los siguientes objetivos: a- determinar el efecto de la composición clonal, la densidad de plantación y el riego complementario sobre la producción de biomasa y b- estudiar la variación de la calidad de la biomasa según los factores silvícolas mencionados mediante determinaciones de densidad de la madera, contenido de humedad, poder calorífico, contenido de cenizas y energía acumulada por hectárea a través de la biomasa leñosa. La hipótesis es que los factores analizados (genotipo, densidad de plantación y disponibilidad hídrica) afectarán tanto la producción de biomasa como su calidad

Physiological responses to alternative flooding and drought stress episodes in two willow (Salix spp.) clones

Climate change will increase the occurrence of flash floods as a consequence of extreme rain events, creating alternate periods of drought and flooding during the growing season. We analyzed the responses of two willow clones with contrasting responses to flooding (clone B, Salix matsudana × Salix alba hybrid; clone Y, Salix alba) to different combinations of stress treatments: continuous flooding or drought for six weeks, or cyclic treatments of two weeks of stress separated by two weeks of watering at field capacity. Drought reduced growth, stomatal conductance, and total leaf area in both clones, but flooding did not. Flooding reduced the root to shoot ratio in both clones. The hydraulic conductivity of the main stem was significantly reduced by drought only in clone Y. The area of the vessels was decreased by both drought and flooding, but the number was increased only by drought. The occurrence of drought before flooding reduced the vessel area, but the opposite treatment did not. An episode of drought after one of flooding is more stressful than the opposite situation, especially for clone Y, which could not adjust its water transport capacity during the drought period.Instituto de Fisiología Vegeta

¿Los experimentos en invernáculo predicen las respuestas de sauces a períodos largos de inundación a campo?

Flooding tolerance should be included as a trait in breeding programs in forested areas where extreme flooding events lasting several months can occur. In this context, it is difficult to carry out controlled, long-term flooding experiments with big trees due to the large number of specimens to screen. The hypothesis in this work was that a relatively short-term flooding experiment in a greenhouse would be useful to select clones capable of enduring long term flooding events in the field. The survival of 4 willow clones in a long term, 12 years field trial that was subjected twice to long term flooding events, was compared with the survival, growth and gas exchange of those same clones subjected to flooding in the greenhouse for three months. There were differences in flooding survival in the field: clone AN4 showed a 100 % survival, followed by clone 395 (43 %), clone 131-27 (18 %) and clone 13-44 (14 %). In the greenhouse, all plants survived and only flooded plants of clone 13-44 experienced a statistically significant growth and stomatal conductance reduction. The flood tolerance ranking in the field and in the greenhouse only partially overlapped; the worst clone in the field could be identified in the short-term greenhouse experiment, though the best one could not. It was not possible to identify clones with tolerance to long-term flooding episodes in the field. Nevertheless, the greenhouse results were useful to identify clones showing flooding sensitivity and tolerance to short term flooding episodes.Es necesario incluir la tolerancia a la inundación como un carácter en programas de mejoramiento para zonas forestadas donde eventos extremos de inundación que pueden durar meses son comunes. En este contexto, es difícil llevar a cabo experimentos controlados de larga duración con árboles de gran tamaño, debido al elevado número de ejemplares que es necesario evaluar. La hipótesis de este trabajo fue que un experimento relativamente corto de inundación en el invernáculo sería útil para seleccionar clones capaces de soportar eventos de inundación de varios meses en el campo. Se comparó la supervivencia de cuatro clones de sauces en un ensayo a campo que experimentó dos episodios largos de inundación a lo largo de 12 años, y la supervivencia, crecimiento e intercambio gaseoso de los mismos clones inundados por tres meses en invernáculo. Se encontraron diferencias en la supervivencia en el ensayo a campo, del clon AN4 sobrevivieron el 100 % de las plantas, seguido por el clon 395 (43%), clon 131-27 (18%) y clon 13-44 (14%). En el invernáculo, todas las plantas sobrevivieron y sólo las plantas inundadas de 13-44 experimentaron una reducción significativa del crecimiento y la conductancia estomática. El ranking de tolerancia en el campo y en invernáculo sólo coincidió parcialmente, el clon menos tolerante en el campo pudo ser identificado en el invernáculo, pero no el clon más tolerante. Si bien no fue posible identificar clones con tolerancia a episodios largos de inundación, los datos del ensayo en invernáculo permitieron identificar clones con sensibilidad a la inundación, y con tolerancia a episodios cortos de anegamiento.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Yield of a short rotation coppice plantation of Salix spp. in Buenos Aires, Argentina

La matriz energética de Argentina depende principalmente de los combustibles fósiles, por lo que resulta deseable diversificarla, incluyendo fuentes renovables como la biomasa forestal. Una limitación para este desarrollo es la falta de información sobre la productividad de sistemas de rotación corta de alta densidad (SRC) destinados a la producción de biomasa en condiciones locales. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del genotipo, la densidad de plantación y la disponibilidad hídrica sobre la productividad de un sistema SRC con sauces en un suelo agrícola en la provincia de Buenos Aires. La principal limitación para la productividad es la disponibilidad de agua, que explica entre el 83 y el 92 % de la variabilidad en la biomasa seca, mientras que no hubo efectos significativos del genotipo y la densidad de plantación. Los rendimientos de biomasa seca obtenidos en este ensayo son comparables a los reportados para sistemas SRC en otros países, variando entre 11,1 y 22,6 Mg ha-1 año-1.In Argentina, energy production depends mostly on fossil fuels; hence it is desirable to diversify the energy sources including renewable fuels such as forest biomass. A drawback for this development is the lack of information about the productivity of short rotation coppice systems (SRC) under local conditions. Willows are used in several countries as a source of biomass for energy, although in Argentina the information about yield at local level is scarce. An SRC system was established in agricultural soil in Buenos Aires Province, Argentina. The aim of this work was to estimate the effects of irrigation, plantation density and genotype on biomass production. The clones used were the hybrid Salix matsudana x Salix alba `Barrett 13-44 INTA´ and the open pollinated Salix alba `Yaguareté INTA - CIEF´. There were no statistically significant effects of clone and plantation density on biomass productivity. The only significant factor was irrigation, which explained 83 to 92 % of yield variability. The dry biomass yields are similar to those reported elsewhere for rainfed SRC willows, ranging between 11.1 and 22.6 Mg ha-1 year-1.Instituto de Fisiología Vegeta

Physiological responses to alternative flooding and drought stress episodes in two willow (Salix spp.) clones

Climate change will increase the occurrence of flash floods as a consequence of extreme rain events, creating alternate periods of drought and flooding during the growing season. We analyzed the responses of two willow clones with contrasting responses to flooding (clone B, Salix matsudana × Salix alba hybrid; clone Y, Salix alba) to different combinations of stress treatments: continuous flooding or drought for six weeks, or cyclic treatments of two weeks of stress separated by two weeks of watering at field capacity. Drought reduced growth, stomatal conductance, and total leaf area in both clones, but flooding did not. Flooding reduced the root to shoot ratio in both clones. The hydraulic conductivity of the main stem was significantly reduced by drought only in clone Y. The area of the vessels was decreased by both drought and flooding, but the number was increased only by drought. The occurrence of drought before flooding reduced the vessel area, but the opposite treatment did not. An episode of drought after one of flooding is more stressful than the opposite situation, especially for clone Y, which could not adjust its water transport capacity during the drought period.Instituto de Fisiología Vegeta

Yield of a short rotation coppice plantation of Salix spp. in Buenos Aires, Argentina

La matriz energética de Argentina depende principalmente de los combustibles fósiles, por lo que resulta deseable diversificarla, incluyendo fuentes renovables como la biomasa forestal. Una limitación para este desarrollo es la falta de información sobre la productividad de sistemas de rotación corta de alta densidad (SRC) destinados a la producción de biomasa en condiciones locales. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del genotipo, la densidad de plantación y la disponibilidad hídrica sobre la productividad de un sistema SRC con sauces en un suelo agrícola en la provincia de Buenos Aires. La principal limitación para la productividad es la disponibilidad de agua, que explica entre el 83 y el 92 % de la variabilidad en la biomasa seca, mientras que no hubo efectos significativos del genotipo y la densidad de plantación. Los rendimientos de biomasa seca obtenidos en este ensayo son comparables a los reportados para sistemas SRC en otros países, variando entre 11,1 y 22,6 Mg ha-1 año-1.In Argentina, energy production depends mostly on fossil fuels; hence it is desirable to diversify the energy sources including renewable fuels such as forest biomass. A drawback for this development is the lack of information about the productivity of short rotation coppice systems (SRC) under local conditions. Willows are used in several countries as a source of biomass for energy, although in Argentina the information about yield at local level is scarce. An SRC system was established in agricultural soil in Buenos Aires Province, Argentina. The aim of this work was to estimate the effects of irrigation, plantation density and genotype on biomass production. The clones used were the hybrid Salix matsudana x Salix alba `Barrett 13-44 INTA´ and the open pollinated Salix alba `Yaguareté INTA - CIEF´. There were no statistically significant effects of clone and plantation density on biomass productivity. The only significant factor was irrigation, which explained 83 to 92 % of yield variability. The dry biomass yields are similar to those reported elsewhere for rainfed SRC willows, ranging between 11.1 and 22.6 Mg ha-1 year-1.Instituto de Fisiología Vegeta

¿Los experimentos en invernáculo predicen las respuestas de sauces a períodos largos de inundación a campo?

Flooding tolerance should be included as a trait in breeding programs in forested areas where extreme flooding events lasting several months can occur. In this context, it is difficult to carry out controlled, long-term flooding experiments with big trees due to the large number of specimens to screen. The hypothesis in this work was that a relatively short-term flooding experiment in a greenhouse would be useful to select clones capable of enduring long term flooding events in the field. The survival of 4 willow clones in a long term, 12 years field trial that was subjected twice to long term flooding events, was compared with the survival, growth and gas exchange of those same clones subjected to flooding in the greenhouse for three months. There were differences in flooding survival in the field: clone AN4 showed a 100 % survival, followed by clone 395 (43 %), clone 131-27 (18 %) and clone 13-44 (14 %). In the greenhouse, all plants survived and only flooded plants of clone 13-44 experienced a statistically significant growth and stomatal conductance reduction. The flood tolerance ranking in the field and in the greenhouse only partially overlapped; the worst clone in the field could be identified in the short-term greenhouse experiment, though the best one could not. It was not possible to identify clones with tolerance to long-term flooding episodes in the field. Nevertheless, the greenhouse results were useful to identify clones showing flooding sensitivity and tolerance to short term flooding episodes.Es necesario incluir la tolerancia a la inundación como un carácter en programas de mejoramiento para zonas forestadas donde eventos extremos de inundación que pueden durar meses son comunes. En este contexto, es difícil llevar a cabo experimentos controlados de larga duración con árboles de gran tamaño, debido al elevado número de ejemplares que es necesario evaluar. La hipótesis de este trabajo fue que un experimento relativamente corto de inundación en el invernáculo sería útil para seleccionar clones capaces de soportar eventos de inundación de varios meses en el campo. Se comparó la supervivencia de cuatro clones de sauces en un ensayo a campo que experimentó dos episodios largos de inundación a lo largo de 12 años, y la supervivencia, crecimiento e intercambio gaseoso de los mismos clones inundados por tres meses en invernáculo. Se encontraron diferencias en la supervivencia en el ensayo a campo, del clon AN4 sobrevivieron el 100 % de las plantas, seguido por el clon 395 (43%), clon 131-27 (18%) y clon 13-44 (14%). En el invernáculo, todas las plantas sobrevivieron y sólo las plantas inundadas de 13-44 experimentaron una reducción significativa del crecimiento y la conductancia estomática. El ranking de tolerancia en el campo y en invernáculo sólo coincidió parcialmente, el clon menos tolerante en el campo pudo ser identificado en el invernáculo, pero no el clon más tolerante. Si bien no fue posible identificar clones con tolerancia a episodios largos de inundación, los datos del ensayo en invernáculo permitieron identificar clones con sensibilidad a la inundación, y con tolerancia a episodios cortos de anegamiento.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Resilience of willows (<i>Salix</i> spp.) differs between families during and after flooding according to floodwater depth

Although the morphological and physiological responses of willows to flooding have already been characterized, less is known about their responses during the post- flooding period. After the end of the stress episode, plants may modify some leaf and plant traits to compensate for biomass loss. The aim of this work was to analyze the post-flooding responses of different willow genotypes under two different depths of floodwater. The hypothesis was that the growth recovery in the post-flooding period would be different according to the genotype and the floodwater depth. We analyzed three genotypes of five willow families (4 interspecific hybrids and one open-pollinated family). The treatments were: 1) Control: plants watered to field capacity; 2) T10: water covering 10 cm above soil level; 3) T65: water covering 65 cm above soil level. Both flooding treatments were followed by a period of recovery (without flooding). Growth was reduced by flooding in T65 but not in T10, while root-to-shoot ratio was reduced in both flooding treatments. The relative growth rate in height, leaf nitrogen concentration, stomatal conductance and electron transport rate changed in a different manner during the post-flooding period, depending on the treatment and genetic background. These results emphasize the need for evaluating a post - flooding recovery period for the breeding of willow genotypes destined for areas under risk of flooding. According to our results, Salix matsudana could be a source of flooding tolerance for willow breeding programs.Instituto de Fisiología Vegeta

Respuestas a la inundación de clones comerciales y experimentales de sauce (Salix spp.)

En este trabajo, se evaluaron las respuestas a la inundación de clones de sauce en dos ensayos: 1- en invernáculo en macetas con suelo; 2- en campo. En invernáculo, se utilizaron cinco clones comerciales: “americano” (Salix babylonica var. sacramenta), “131-27” (Salix babylonica x Salix alba `Ragonese 131-27 INTA´); “13- 44” (Salix matsudana x Salix alba `Barrett 13-44 INTA´), “AN4” (Salix nigra `Alonzo nigra 4 INTA´), “395-112” ( Salix babylonica x Salix alba `395-112´) y dos experimentales: E1 (cruzamiento libre Salix alba) y E2 [Salix matsudana x (Salix x argentinensis)]. La inundación se impuso sumergiendo las macetas en agua, que cubrió 5 cm por encima del suelo durante 3 meses. Un grupo de plantas se mantuvo con buen drenaje (controles). Al final del experimento, se midió el crecimiento en altura, diámetro, área foliar y peso seco. La inundación disminuyó el crecimiento en diámetro, altura y área foliar en relación a los controles solamente en el clon “13-44”, mientras que los clones experimentales no fueron afectados. El peso seco total disminuyó en los clones “13-44” y “131-27”. La partición de la materia seca fue alterada en todos los clones, con una disminución de la relación biomasa radicular / biomasa aérea. El ensayo a campo comprendió parte de los clones utilizados en invernáculo: “AN4”, “131-27”,”13-44” y “395-112” en un diseño de bloques completos aleatorizados, con 4 repeticiones y 25 plantas por parcela. Soportó dos períodos de anegamiento: 1 - al año de edad (aproximadamente 5 meses) y 2- a los 7 años (aproximadamente 14 meses). A los 8 años de la plantación, se evaluó la supervivencia: con el 100% de supervivencia, “AN4” contrastó con los demás clones, conservando los fustes originales. Los demás clones rebrotaron con un nivel diferencial: la supervivencia (de rebrote) fue 43% (“395-112”), 18% (“131-27”) y 14% (“13-44”). El experimento en invernáculo no demostró que “AN4” fuera mas tolerante que los demás clones, posiblemente porque el tiempo que duró el tratamiento fue inferior al período de inundación a campo. A pesar de las diferencias en las condiciones de crecimiento y de anegamiento, los clones con peor porcentaje de supervivencia en el campo (“131-27” y “13-44”) fueron también los más afectados por la inundación en el experimento en invernáculo. Estos resultados indican consistencia entre los resultados en invernáculo y a campo, al menos para identificar los clones susceptibles a la inundación.Instituto de Fisiología Vegeta