Relationships between anatomical features and intra-king wood density profiles in Gmelina arborea applying x-ray densitometry

Abstract

Four annual tree-rings (2 of juvenile wood and 2 of mature wood) were sampled from fast-growth plantations of Gmelina arborea in two climatic conditions (dry and wet tropical) in Costa Rica. Each annual tree-ring was divided in equal parts in a radial direction. For each part, X-ray density as well as vessel percentage, length and width fiber, cell wall thickness and lumen diameter were measured. Wood density and profile patterns of cell dimension demonstrated inconsistency between juvenile and mature wood and climatic conditions. The Pearson correlation matrix showed that intra-ring wood density was positively correlated with the cell wall thickness and negatively correlated with vessel percentage, fiber length, lumen diameter and width. The forward stepwise regressions determined that: (i) intra-ring wood density variation could be predicted from 76 to 96% for anatomical variation; (ii) cell wall thickness was the most important anatomical feature to produce intra-ring wood density variation and (iii) the vessel percentage, fiber length, lumen diameter and width were the second most statically significant characteristics to intra-ring wood density, however, with low participation of the determination coefficient of stepwise regressions.

Anéis de crescimento foram extraídos do lenho de árvores de plantações de rápido crescimento de Gmelina arborea em dois tipos de clima (tropical seco e úmido). Cada um dos anéis de crescimento foi cortado em seções iguais no sentido radial e, em uma delas, foi determinada a densidade pela técnica de densitometria de raios X. A porcentagem de área do lenho ocupada pelos vasos e as dimensões das fibras (comprimento, largura, diâmetro do lume, espessura da parede) foram avaliados na segunda seção. A matrix de correlação de Pearson mostrou que a variação da densidade intra-anel de crescimento foi positivamente correlacionada com a espessura da parede celular e negativamente correlacionada com a porcentagem de vasos, comprimento, largura e diâmetro do lume das fibras. A análise de regressão forward stepwise determinou que: (i) a variação intra-anel de crescimento é altamente influenciada (de 79 a 96%) pelas variações dos elementos anatômicos do lenho; (ii) a espessura da parede celular foi a característica anatômica do lenho com maior influência na variação da sua densidade; (iii) a porcentagem dos vasos, comprimento, diâmetro do lume e largura das fibras exerceram a segunda maior influência na densidade intra-anel de crescimento, embora com baixos valores de coeficientes de correlação.