Growth, leaf and stomatal traits of crabwood (Carapa guianensis Aubl.) in central Amazonia

Abstract

Crabwood (Carapa guianensis Aubl.) is a fast growing tree species with many uses among Amazonian local communities. The main objective of this study was to assess the effect of seasonal rainfall pattern on growth rates, and seasonal and diurnal changes in leaf gas exchange and leaf water potential (ΨL) in crabwood. To assess the effect of rainfall seasonality on growth and physiological leaf traits an experiment was conducted in Manaus, AM (03° 05 ́ 30" S, 59° 59 ́ 35" S). In this experiment, six 6-m tall plants were used to assess photosynthetic traits and Ψ L. In a second experiment the effect of growth irradiance on stomatal density (SD), size (SS) and leaf thickness was assessed in 0.8-m tall saplings. Stomatal conductance (gs) and light-saturated photosynthesis (Amax) were higher in the wet season, and between 09:00 and 15:00 h. However, no effect of rainfall seasonality was found on ΨL and potential photosynthesis (CO2-saturated). ΨL declined from -0.3 MPa early in the morning to -0.75 MPa after midday. It increased in the afternoon but did not reach full recovery at sunset. Growth rates of crabwood were high, and similar in both seasons (2 mm month-1). Leaf thickness and SD were 19% and 47% higher in sun than in shade plants, whereas the opposite was true for SS. We conclude that Ψ L greatly affects carbon assimilation of crabwood by reducing gs at noon, although this effect is not reflected on growth rates indicating that other factors offset the effect of g s on A max.

A andiroba (Carapa guianensis Aubl.) é espécie de crescimento rápido e muito utilizada pelas comunidades da Amazônia. O principal objetivo deste estudo foi determinar o efeito da sazonalidade da chuva na taxa de crescimento, variação diurna das trocas gasosas e potencial hídrico foliar ΨL em andiroba. Para determinar o efeito sazonal no crescimento e características fisiológicas foliares dessa espécie, um experimento foi realizado em Manaus, AM (03° 05 ́ 30" S, 59° 59 ́ 35" S). Assim, seis plantas (6 m de altura) da espécie foram utilizadas para determinar as suas características fotossintéticas e o ΨL. Em um segundo experimento, o efeito da irradiância na densidade estomática (SD), tamanho estomático (SS) e espessura foliar foi determinado em mudas de 0,8 m de altura. A condutância estomática (gs) e a fotossíntese em luz saturante (Amax) foram máximas na estação chuvosa e entre 9 h e 15 h . Entretanto, não houve efeito sazonal no ΨL e na fotossíntese potencial (CO2 saturada). ΨL declinou de -0,3 MPa pela manhã para -0,75 MPa após o meio-dia, aumentando à tarde e não se recuperando completamente ao anoitecer. A taxa de crescimento foi alta e similar nas duas estações do ano (2 mm mês-1). A espessura foliar e a SD foram 19% e 47% maiores nas folhas de sol, sendo o contrário observado quanto ao SS. Conclui-se que o Ψ L afeta a assimilação de carbono da andiroba pela redução da g s ao meio-dia, entretanto esse efeito não se reflete na taxa de crescimento, indicando que outros fatores podem compensar o efeito de gs em A max.