Prediction of hydraulic conductivity loss from relative water loss: new insights into water storage of tree stems and branches

More frequently occurring, drought waves call for a deeper understanding of tree hydraulics and fast and easily applicable methods to measure drought stress. The aim of this study was to establish empirical relationships between the percent loss of hydraulic conductivity (PLC) and the relative water loss (RWL) in woody stem axes with different P50, i.e. the water potential (Ψ) that causes 50% conductivity loss. Branches and saplings of temperate conifer (Picea abies, Larix decidua) and angiosperm species (Acer campestre, Fagus sylvatica, Populus x canescens, Populus tremula, Sorbus torminalis) and trunk wood of mature P. abies trees were analyzed. P50 was calculated from hydraulic measurements following bench top dehydration or air injection. RWL and PLC were fitted by linear, quadratic or cubic equations. Speciesor age-specific RWLs at P50 varied between 10 and 25% and P88, the Ψ that causes 88% conductivity loss, between 18 and 44%. P50 was predicted from the relationship between Ψ and the RWL. The predictive quality for P50 across species was almost 1:1 (r2 =0.99). The approach presented allows thus reliable and fast prediction of PLC from RWL. Branches and saplings with high hydraulic vulnerability tended to have lower RWLs at P50 and at P88. The results are discussed with regard to the different water storage capacities in sapwood and survival strategies under drought stress. Potential applications are screening trees for drought sensitivity and a fast interpretation of diurnal, seasonal or drought induced changes in xylem water content upon their impact on conductivity loss.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Rosner, Sabine. University of Natural Resources and Life Sciences. Institute of Botany; AustriaFil: Heinzeb, Berthold. Austrian Research Centre for Forest. Department of Forest Genetics; AustriaFil: Savia, Tadeja. University of Natural Resources and Life Sciences; AustriaFil: Dalla Salda, Guillermina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área Sistemas Forestales. Grupo de Ecología Forestal; Argentin

Genetic variation of xylem hydraulic properties shows that wood density is involved in adaptation to drought in Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.))

Relationships between wood density and hydraulic efficiency and safety (hydraulic specific conductivity and vulnerability to cavitation, respectively) could clarify the physiological process explaining the impact of density on fitness. We have used new, relatively high-throughput phenotyping methods to estimate genetic variation of wood hydraulic specific conductivity (ks) and vulnerability to cavitation (VC) as an important step toward demonstrating the adaptive value of wood density.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Dalla Salda, Guillermina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área de Recursos Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: Martinez Meier, Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área de Recursos Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: Cochard, Hervé. Institut National de la Recherche Agronomique (INRA); FranciaFil: Rozenberg, Philippe. Institut National de la Recherche Agronomique (INRA); Franci

¿Qué calidad de madera produciremos en el futuro?: Los desafíos de integrar el valor adaptativo y tecnológico de la madera en un clima cambiantes

La madera cumple funciones de transporte y almacenamiento de agua, nutrientes y carbohidratos, fundamentales para la sobrevivencia de las especies leñosas frente a variaciones del ambiente. La densidad de la madera, una propiedad emergente de las características anatómicas (proporción de lúmenes y paredes celulares), se relaciona con la capacidad de conducción de agua en el xilema, siendo una variable clave en la arquitectura hidráulica de la planta. Sirve de soporte mecánico y es materia prima para la industria, con lo cual se constituye en una variable de gran valor tecnológico, cobrando relevancia para los procesos de producción, creación, diseño e implementación de productos para el agregado de valor en origen. Se suele afirmar que la densidad permite identificar la calidad de una madera en relación a su uso final: estimar su dureza, porosidad, comportamiento frente a esfuerzos mecánicos, cambios dimensionales, calidad de acabados y rendimiento de distintos procesos industriales, entre otros.Fil: Martinez Meier, Alejandro Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Sergent, Anne Sophie. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Dalla Salda, Guillermina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Caballe, Gonzalo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Rozenberg, Philippe. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Fernandez, Maria Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible - Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y el Desarrollo Sostenible; Argentin

¿Qué calidad de madera produciremos en el futuro?, un análisis sobre los desafíos de integrar valor adaptativo y tecnológico ante un clima cambiante

La madera cumple funciones de transporte y almacenamiento de agua, nutrientes y carbohidratos, fundamentales para la sobrevivencia de las especies leñosas frente a variaciones del ambiente. La densidad de la madera, una propiedad emergente de las características anatómicas (proporción de lúmenes y paredes celulares), se relaciona con la capacidad de conducción de agua en el xilema, siendo una variable clave en la arquitectura hidráulica de la planta. Sirve de soporte mecánico y es materia prima para la industria, con lo cual se constituye en una variable de gran valor tecnológico, cobrando relevancia para los procesos de producción, creación, diseño e implementación de productos para el agregado de valor en origen. Se suele afirmar que la densidad permite identificar la calidad de una madera en relación a su uso final: estimar su dureza, porosidad, comportamiento frente a esfuerzos mecánicos, cambios dimensionales, calidad de acabados y rendimiento de distintos procesos industriales, entre otros.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Martinez Meier, Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área de Recursos Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: Sergent, Anne Sophie Marie. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Dalla Salda, Guillermina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área de Recursos Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: Caballe, Gonzalo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experiemental Agropecuaria Bariloche. Área de Recursos Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: Rozenberg, Philippe. Institut National de la Recherche Agronomique (INRA); FranciaFil: Fernandez, María Elena. INTA. Estación Experiemental Agropecuaria Balcarce. Agencia de Extensión Rural Tandil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Practical step-by-step recipe to construct low-cost point dendrometers

Los dendrómetros automáticos de punto son equipos de medición que se usan en la actividad forestal para medir en alta resolución espacial y temporal las variaciones en el fuste de los árboles. Esta información con gran nivel de detalle es relevante para conocer los factores y las condiciones que gobiernan la contracción, la expansión y el crecimiento de los fustes, que ocurren como resultado de balances de contenido hídrico en el tallo y de la división celular del cambium. La variación del clima, la competencia por recursos y la actividad humana pueden incidir en el crecimiento del fuste. Este trabajo plantea la construcción paso a paso de equipos de medición a un costo muy inferior al de los equipos comerciales. Para ello, se lista una serie de elementos componentes y se detalla el procedimiento de armado, las calibraciones realizadas por el grupo de trabajo y las pruebas comparativas con dendrómetros comerciales. Los resultados preliminares muestran que es factible armar dendrómetros a partir de sus partes componentes y que los registros con los equipos desarrollados son similares a los de lo comerciales. Esto permitiría ampliar las posibilidades de fenotipado a gran escala del crecimiento del fuste con un costo significativamente menor al de los equipos disponibles en el mercado.Automatic point dendrometers are measuring equipment used in forestry to measure variations in the stem of trees in high spatial and temporal resolution. This information has a high level of detail and is relevant to assess the factors and conditions governing the contraction, expansion and growth of stems. This is due to balances of water content in the stem and cell division of the cambium. Variations of climate, competition for resources and human activity may influence the growth of the stem. This work proposes the step-by-step construction of a point dendrometer at a lower cost than would imply the acquisition of commercial equipment. For this, a series of component elements is listed, as well as the assembly procedure and calibrations carried out by the workgroup, and the comparative tests with commercial dendrometers. Preliminary results show it is feasible to assemble dendrometers from their component parts and that there is a similarity of records between developed and commercial equipment. This may allow large-scale phenotyping of the stem growth, at a significantly lower cost than acquiring commercial equipment.Fil: Diez, Juan Pablo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: de Paz, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Varela, Santiago Agustín. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Dalla Sald, Guillermina Dalla Salda. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Sergent, Anne Sophie. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Martinez Meier, Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; Argentin

Mecanismos de resistencia en Nothofagus dombeyi ante agentes estresores bióticos y abióticos en un contexto de Cambio Climático

El Coihue (Nothofagus dombeyi) es una de las especies que más destacan en los bosques andino patagónicos, principalmente en los Parques Nacionales Nahuel Huapi y Los Alerces, donde constituyen un importante recurso turístico turístico, económico, y de biodiversidad. En los últimos años, el Coihue ha demostrado sensibilidad a eventos de sequías intensas, presentando decaimiento y mortalidad. En el marco del proyecto “Sanidad de los Bosques Andino Patagónicos: Etiología de Enfermedades y Mecanismos de Resistencia de Especies Emblemáticas” (PICT 2015-1933) del CIEFAP, dirigido por el Dr. Mario Rajchenberg, se busca comprender mejor los procesos que intervienen en el decaimiento y la mortalidad de los bosques de Coihue en relación a las sequías. Particularmente se busca determinar para la especie, los mecanismos asociados a la sensibilidad ante agentes estresores, tanto bióticos como abióticos.Fil: Masera, Pablo Alberto. Ministerio de Ciencia. Tecnología e Innovación Productiva. Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; ArgentinaFil: Pildain, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; ArgentinaFil: Dalla Salda, Guillermina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche; ArgentinaFil: Rajchenberg, Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; ArgentinaFil: de Errasti, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; ArgentinaFil: Sargent, Anne Sophie. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Patagonia Norte. Estación Experimental Agropecuaria San Carlos de Bariloche; ArgentinaFil: Urretavizcaya, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; Argentin

NETWOODRESIST - An international network of open laboratories between Europe and Latin America to develop new tools on wood adaptative traits on drought stress and climatic change studies

International audienc

Analyse rétrospective de l’adaptation à la sécheresse chez le douglas

For a number of years in certain regions of France the Douglas-fir trees (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) have presented symptoms of withering which have been attributed to drought. Our results show that the hydraulic function of the wood plays a part in the resistance of the Douglas-fir to dry conditions. Narrower cellular conduits, and therefore a greater wood density, contribute to the survival of trees confronted with a period of a marked water deficit. This idea is confirmed by the existence of significant relationships between wood density and hydraulic properties of wood in which the raw sap circulates, and also by the relationships found between the ecological preferences of specimens in their area of origin and the density of their wood in regions of France where they have been introduced. Those coming from dry regions have a tendency to develop wood with characteristics similar to that of trees which have survived drought. While the relationship between wood density and survival has been demonstrated, the differences in the nature of this relationship between different sites show that the mechanisms involved are complex and to a large extent still not understood.Le douglas (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) présente depuis quelques années dans certaines régions de France des symptômes de dépérissement que nous attribuons à la sécheresse. Nos résultats montrent que le fonctionnement hydraulique du bois joue un rôle dans la résistance du douglas à la sécheresse: des conduits cellulaires plus étroits, c'est-à-dire une densité plus élevée, favoriseraient la survie d'arbres confrontés à un épisode de déficit en eau marqué. Cette idée est renforcée par l'existence de relations significatives entre densité du bois et propriétés hydrauliques du bois dans lequel circule la sève brute, et par les relations trouvées entre préférences écologiques de provenances dans leur aire d'origine et densité de leur bois dans les régions d'introduction en France: les provenances issues de régions sèches ont tendance à développer un bois possédant des caractéristiques proches de celles des survivants à la sécheresse. Si la relation densité du bois–survie a bien été mise en évidence, des différences entre sites dans la nature de cette relation montrent que les mécanismes impliqués sont complexes et encore largement incompris.Seit einigen Jahren zeigt die Douglasie (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) in verschiedenen Regionen Frankreichs Absterbeerscheinungen, die wir der Trockenheit zuschreiben. Unsere Untersuchungen belegen, dass das Leitsystem des Holzes bei der Resistenz der Douglasie gegenüber Trockenheit eine Rolle spielt: Engere Gefässe, d.h. eine höhere Holzdichte, würden das Überleben der Bäume in Perioden mit ausgeprägtem Wassermangel begünstigen. Diese Idee wird durch signifikante Zusammenhänge zwischen der Holzdichte und den hydraulischen Eigenschaften des Splintholzes sowie durch die gefundenen Beziehungen zwischen den ökologischen Vorlieben der Provenienzen in ihrer Herkunftsregion und der Dichte ihres Holzes in den Regionen Frankreichs, in denen sie eingebracht wurden, belegt: Herkünfte aus trockenen Regionen haben die Tendenz, ein Holz zu entwickeln, das ähnliche Eigenschaften zeigt wie dasjenige von Bäumen, die Trockenperioden überlebten. Die Beziehung Holzdichte–Überleben konnte zwar klar herausgestellt werden, jedoch zeigen die Unterschiede zwischen den Standorten, dass die Wirkungsmechanismen komplex sind und grösstenteils noch nicht verstanden werden.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Rozenberg, Philippe. INRA. Biologie intégrée pour la valorisation de la diversité des arbres et de la forêt; FranciaFil: Sergent, Anne Sophie. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Dalla Salda, Guillermina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área de Recursos Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: Martinez Meier, Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área de Recursos Forestales. Grupo de Ecología Forestal; ArgentinaFil: Marin, Sara. INRA. Biologie intégrée pour la valorisation de la diversité des arbres et de la forêt; FranciaFil: Ruiz Diaz, Manuela. INRA. Biologie intégrée pour la valorisation de la diversité des arbres et de la forêt; FranciaFil: Bastien, Jean-Charles. INRA. Biologie intégrée pour la valorisation de la diversité des arbres et de la forêt; FranciaFil: Sanchez, Leopoldo. INRA. Biologie intégrée pour la valorisation de la diversité des arbres et de la forêt; FranciaFil: Bréda, Nathalie. INRA. Biologie intégrée pour la valorisation de la diversité des arbres et de la forêt; Franci

Variation of wood density and hydraulic properties of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) clones related to a heat and drought waves in France

Drought response of three Douglas-fir clones (slow, intermediate and fast growing) inhabiting two different climatic regimes in France was examined. We used the hydraulic conductivity and the percent loss of conductivity due to embolism from stems and branches as well as wood microdensity measurements to determine the role of genetics in the control of embolism in this species. Conductivity and tree-ring’s microdensity variables (ring width: RW, mean ring density: MRD, minimum ring density: MID and maximum ring density: MAD) were compared in growth rings in all three clones during a typical year (2002) vs. an extremely dry year (2003). A new method was developed in order to assess axial hydraulic specific conductivity (Ks) within tree rings. The results show that branches are more resistant to embolism than stems, and that there are significant differences in embolism resistance among the clones between the two sites. Ks varied between years, sites and clones but the site exerted the most significant effect. Lartimache (more humid site during 2003) trees showed substantially higher Ks than those inhabiting Chassenoix (strongly affected by the 2003 heat and drought wave site). Wood analysis showed a significant year effect for all ring variables and a significant clone effect for all ring variables except for MAD, while the site effect was significant for MRD and MAD. The existence of a genetic control for the study traits indicates that Douglas-fir populations introduced in France may have a selection potential to face extreme climate events like the 2003 heat and drought wave