Fisiologia foliar e eficiência do uso de água em dois clones de Eucalyptus sob manejo de alto fuste e talhadia

Abstract

O estudo buscou de forma pioneira trazer informações até então inexploradas a respeito de possíveis diferenças entre os sistemas de manejo por alto fuste e talhadia tanto pelo aspecto foliar, através de parâmetros fisiológicos envolvidos nas relações hídricas, como também no âmbito do indivíduo em relação ao uso e eficiência no uso de água entre dois genótipos de Eucalyptus, de características contrastantes. No aspecto foliar os parâmetros fisiológicos obtidos foram: Assimilação líquida de CO2 sob luz saturante (Asat), condutância estomática (gs), transpiração (E), e Concentração intercelular de CO2 (Ci), como também as relações entre alguns parâmetros em curvas A/Ci, gs/VpdL, e gs/A. As coletas ocorreram em campanhas ao longo de 8 meses, sendo 4 meses mais secos no ano de 2021 e 4 meses chuvosos no ano de 2022 na região, em 4 blocos manejados por alto fuste e 4 por talhadia. No âmbito do indivíduo, o monitoramento de fluxo de seiva, foi instalado em 10 árvores de cada clone em um bloco por talhadia, com um fuste por cepa, e outro por alto fuste, totalizando 40 árvores nos períodos de 2020 a 2021 (Ano 1), 2021 a 2022 (Ano 2), e 2022 a 2023 (Ano 3). A quantificação das transpirações diárias foi determinada para todos os indivíduos da parcela em cada tratamento a partir transpiração (área do alburno) e seus respectivos CAPs (circunferência à altura do peito). A eficiência de uso de água (EUA) foi calculada através da divisão dos períodos de uso de água pelo incremento corrente anual em biomassa do mesmo período. O período de 2021 (seco), apresentou baixa precipitação ao longo do ano, principalmente no mês de setembro, onde houve redução drásticas em todos os tratamentos clone + manejo, porém C12 no alto fuste apresentou maior A e menor E, em relação aos demais tratamentos. Em relação as curvas gs/VPDL, o C16 se comportou de forma semelhante em ambos os manejos, sendo mais responsivo aos aumentos em VPDL. Já a relação da gs com A, foi acentuadamente responsiva ao aumento na gs, sobretudo para o C12, independentemente de manejo no ano de 2021. No período chuvoso em 2022 com maior disponibilidade de água os tratamentos obtiveram seus picos, com destaque para C16 no alto fuste com A (19 µmol CO2 m-2 s -1), gs (0,52 mol m-2 s -1), E (8,22 mmol m-2 s-1), e Ci (310 µmol CO2 m-2 s -1), além de melhor desempenho estomático, quando comparado ao C12, apresentando elevados valores de gs (0,76 mol m-2 s -1), e consequentemente maior A. O período também favoreceu a maior área foliar específica (SLA), onde os indivíduos no manejo por alto fuste apresentaram maior SLA (8,2 m2/kg-1), com destaque para C16 (10,4 m2/kg-1), em resposta ao período de arranque de crescimento no alto fuste 2,5 e 3,4 anos, com maior demanda de água no Ano 2 (2021 a 2022), onde os clones transpiraram em torno de 1670 mm, excedendo precipitação no período em 41%. Analisando o uso de água no âmbito dos indivíduos nos demais períodos, a transpiração no Ano 1 (2020 a 2021), foi maior para os clones na talhadia, principalmente C16 (1741mm), que transpirou 35% a mais do que no alto fuste. No Ano 3 (2022 e 2023), o C16 apresentou maior transpiração independente de manejo (1800 mm) excedendo em 30% a precipitação do período. C12, transpirou 37% a menos no alto fuste, e 72% na talhadia. A eficiência de uso também refletiu o comportamento dos clones, no segundo e terceiro períodos de medições, a associação do C12, clone produtivo com a talhadia foi significativamente elevada comparado aos demais tratamentos com 1,1 Kg.m³ e 1,8 Kg.m³ respectivamente. Dessa forma, o clone C12 demonstrou estratégias fisiológicas mais eficientes, melhor controle estomático, principalmente no ambiente seco quando comparado a C16. O manejo não influenciou os parâmetros fisiológicos, porém, a talhadia potencializou o uso de água no C16 no crescimento inicial, que manteve a elevada demanda nos anos subsequentes independentemente de manejo. Para C12, a após o crescimento inicial a talhadia proporcionou menores taxas de transpiração e elevada eficiência de uso de água, demonstrando que a sua utilização ainda pode ser viável para regiões de déficit hídrico intermediário, sobretudo por se tratar de um manejo economicamente mais rentável para os gestores e empresas do setor.

The study sought to pioneer in providing previously unexplored information regarding potential differences between high forest and coppice management systems, both from the foliar aspect through physiological parameters involved in water relations, as well as at the individual level regarding water use and water use efficiency among two contrasting genotypes of Eucalyptus. In the foliar aspect, the physiological parameters obtained were: net CO2 assimilation under saturating light (Asat), stomatal conductance (gs), transpiration (E), and intercellular CO2 concentration (Ci), as well as the relationships between some parameters in A/Ci, gs/VpdL, and gs/A curves. Collections took place during campaigns over 8 months, including 4 drier months in 2021 and 4 rainy months in 2022 in the region, in 4 blocks managed by high forest and 4 by coppice. At the individual level, sap flow monitoring was installed in 10 trees of each clone in one coppice block, with one stem per stool, and another by high forest, totaling 40 trees over the periods of 2020 to 2021 (Year 1), 2021 to 2022 (Year 2), and 2022 to 2023 (Year 3). Daily transpiration quantification was determined for all individuals in the plot in each treatment based on transpiration (sapwood area) and their respective DBHs (diameter at breast height). Water use efficiency (WUE) was calculated by dividing the water use periods by the annual biomass increment for the same period. The year 2021 (dry) had low precipitation throughout, especially in September, resulting in drastic reductions in all clone + management treatments; however, C12 in high forest had higher A and lower E compared to the other treatments. In terms of gs/VPDL curves, C16 behaved similarly under both managements, being more responsive to increases in VPDL. The relationship of gs with A was significantly responsive to increased gs, especially for C12, independent of management in 2021. During the rainy period in 2022, with greater water availability, the treatments peaked, notably C16 in high forest with A (19 µmol CO2 m-2 s-1), gs (0.52 mol m-2 s-1), E (8.22 mmol m-2 s-1), and Ci (310 µmol CO2 m-2 s-1), and better stomatal performance compared to C12, which showed high gs values (0.76 mol m-2 s-1), and consequently higher A. The period also favored higher specific leaf area (SLA), with high forest management showing greater SLA (8.2 m2/kg-1), particularly C16 (10.4 m2/kg-1), in response to the growth spurt period in high forest at 2.5 and 3.4 years, with higher water demand in Year 2 (2021 to 2022), where clones transpired around 1670 mm, exceeding precipitation during the period by 41%. Analyzing individual water use in other periods, transpiration in Year 1 (2020 to 2021) was higher for clones in coppice, mainly C16 (1741 mm), which transpired 35% more than in high forest. In Year 3 (2022 and 2023), C16 had higher transpiration regardless of management (1800 mm), exceeding precipitation for the period by 30%. C12 transpired 37% less in high forest, and 72% less in coppice. Water use efficiency also reflected the behavior of the clones; in the second and third measurement periods, the association of the productive clone C12 with coppice was significantly higher compared to other treatments with 1.1 kg.m³ and 1.8 kg.m³, respectively. Thus, clone C12 demonstrated more efficient physiological strategies, better stomatal control, especially in dry environments compared to C16. Management did not influence physiological parameters, however, coppice enhanced water use in C16 during initial growth, maintaining high demand in subsequent years regardless of management. For C12, after initial growth, coppice resulted in lower transpiration rates and high water use efficiency, demonstrating that its use can still be viable for regions with intermediate water deficit, particularly as it is a more economically profitable management for sector managers and companies.