Variação da anatomia e da densidade básica da madeira de Gmelina arborea (Roxb.), em diferentes condições de clima e de manejo na Costa Rica

Abstract

A Gmelina arborea Roxb. (Verbenaceceae) tem sido plantadas em países de clima tropical devido a sua elevada taxa de crescimento, resistência ao ataque de pragas e doenças e aos curtos ciclos de rotação. Foi introduzida no Costa Rica no início dos anos de 1970 e rapidamente difundiu-se sua utilização nos programas de reflorestamento, compreendendo diferentes regiões ecológicas e intensidade de manejo para a produção de madeira para construção civil, movelaria, entre outros. Por outro lado, as características anatômicas e a densidade da madeira de árvores de gmelina procedentes das diferentes condições ecológicas na Costa Rica são pouco pesquisadas. Pela importância do conhecimento destas propriedades da madeira, a presente pesquisa teve como objetivos: descrever a estrutura anatômica do seu lenho, a variação radial dos elementos celulares (vasos, fibras e parênquimas radial e longitudinal) e a densidade da madeira (densitometria de raios-X) de duas diferentes regiões ecológicas (climas tropical úmido e seco) e três intensidades de manejo florestal. Os resultados da presente pesquisa são apresentados em 3 capítulos, a saber: No Capítulo 1 são descritas a estrutura anatômica macro e microscópica do lenho da gmelina procedente das duas regiões climáticas. Os resultados da análise multivariada de componentes principais mostraram que os vasos, parênquima paratraqueal e radial são os elementos anatômicos mais afectados pela variação das condições ecológicas e que as variações macro-microscópica do lenho podem ser explicadas por quatro componentes principais. No Capítulo 2 é apresentada a variação radial das dimensões das fibras, dos vasos, parênquimas longitudinal e radial. Os resultados representam uma amostra de trinta árvores de gmelina procedentes de duas regiões climáticas e três intensidades de manejo, evidenciando a ocorrência de variação radial de todos os parâmetros anatômicos, à excepção do diâmetro do lume das fibras e presença de vasos múltiplos. As variações das dimensões dos elementos anatômicos do lenho em relação ao clima (tropical úmido e seco), posição geográfica, nível de precipitação e das dimensões das árvores de gmelina, são também analisadas. No Capítulo 3 é apresentada a variação radial da densidade da madeira pela técnica de densitometria de raios-X para as trinta árvores de gmelina procedentes das duas regiões climáticas e três intensidades de manejo. A densidade média do lenho aumentou no sentido medula-casca para essas condições de clima e de manejo, com a posição geográfica, precipitação e dimensões das árvores de gmelina afetando esta propriedade. As densidades máxima e mínima da madeira não foram afetadas pela idade e dimensões das árvores de gmelina, clima, manejo e pelas coordenadas geográficas. A variação de densidade intra-anel de crescimento foi afetada, da mesma forma, observando-se uma diminuição com a idade das árvores. Os resultados do presente trabalho contribuem para um melhor conhecimento da estrutura anatômica da madeira das árvores de gmelina cultivadas na Costa Rica, proporcionando informações sobre a sua variabilidade e influência das condições de clima e de manejo florestal e possibilitando a prognose da qualidade da madeira a ser produzida, bem como a aplicação tecnicamente recomendada.

La especie Gmelina arborea ha sido plantada en los países de clima tropical debido a su excelente crecimiento, resistencia a plagas y enfermedades y posibilidades de tener bajos turnos de rotación. La especie fue introducida en Costa Rica no inicio de 1970 y rápidamente se expandió utilización a grandes áreas, involucrando áreas de diferentes regiones ecológicas y diferentes intensidades de manejo para la producción de madera aserrada, muebles, contracción civil, entre otros. Por otro lado, las características anatómicas y la densidad de la madera de árboles procedentes de diferentes condiciones ecológicas de Costa Rica son poco investigadas. Debido a la importancia de este tipo de características, la presente investigación tiene como objetivo de describir la estructura anatómica de la madera, la variación radial de los elementos celulares y de la densidad de la madera (por densitometria de rayos X) de 2 condiciones regiones (climas tropical húmedo y seco) y 3 intensidades de manejo silvicultural. Los resultados de la presente investigación son presentados en 3 capítulos, a saber: en el Capítulo 1 es descrita la estructura anatómica macro e microscópica de la madera de gmelina procedentes de regiones climáticas. Los resultados del análisis multivariada por componentes principales mostraron que los vasos, parénquima paratraqueal e radial son los elementos mas afectados por las variaciones de las condiciones ecológicas y que estas variaciones poden ser explicadas por 4 componentes principales. En el Capítulo 2 es presentado la variación radial de las dimensiones de las fibras, de los vasos, del parénquima longitudinal y radial. Los resultados provienen de una muestra de 30 árboles de gmelina de 2 regiones climáticas y 3 intensidades de manejo. En todas los elementos se evidenciaron variaciones radiales, con la excepción del diámetro del lumen de las fibras y la abundancia de vasos múltiplos. Estas variaciones de las dimensiones también son analizadas con relación al tipo de clima (tropical húmido y seco), la posición geográfica, el nivel de precipitación y dimensiones de los árboles. En el Capítulo 3 es presentada la variación radial de la densidad de la madera medida por densitometria de rayos X para los 30 árboles de gmelina procedentes de las 2 regiones climáticas y las 3 intensidades de manejo. La densidad media de la madera aumentó en el sentido medula-corteza para esas condiciones de clima y de manejo, y se presenta una variación con la posición geográfica, precipitación y dimensiones de los árboles. Las densidades máxima y mínima de la madera no fueron afectadas por la edad y dimensiones de los árboles de gmelina, clima, manejo y las coordenadas geográficas. La variación de la densidad dentro del anillo de crecimiento se observo que diminuyo con la edad de los árboles, siendo resultado de la variación del porcentaje de vasos, largo de las fibras, diámetro del lumen y espesor de la pared celular de las fibras. Los resultados del presente trabajo contribuyen a mejorar el conocimiento de la estructura anatómica de la madera de gmelina plantada en las condiciones de Costa Rica, proporcionando informaciones sobre su variabilidad y influencia de las condiciones de clima y de manejo silvicultural, y así posibilitar el mejoramiento de la calidad de la madera a ser producida, o bien la aplicación de técnicas más adecuadas.

Gmelina arborea had been introduced in the tropical area due to excellent growth rate, its resistance to pests and diseases, its fast growth and wood suitability as pulp and raw material for solid products in very fast time. Gmelina was introduced in Costa Rica in 1970 used for raw material for lumber, furniture and civil constructions and have been planted in different ecological zones and under different silvicultural management regimes. In the other hand, the anatomical features and wood density knowledge of gmelina from Costa Rica are unknown and few researched. For this reason, this research presents the macro and micro wood description, the woody cells variation and wood density from x-ray technique for trees from different ecological conditions (dry and wet tropical climate) in three silvicultural management regimes. The anatomical-technology description has the objective of increase the knowledge about gmelina wood from fast-growing plantation of different growing ecological and management conductions. The results of this research are presented in 3 parts and are detailed subsequently: In the part 1: macro and micro anatomical description of gmelina wood are detailed of trees from two climatic conductions. These descriptions were agreed with anatomical description for other countries. Multivariate analysis for principal components demonstrated that the vessels, longitudinal parenchyma and radial parenchyma were the anatomical features highest affect for ecological condition variation. Four principal components explained 91,74% of the total variation of the macro and microscopic variation. In the part 2: the fibers, vessels, longitudinal parenchyma percentage and rays were demonstrated its variation from pith to bark in this part. Thirty adult trees from 2 climatic and 3 silvicultural management regimes (5 for each intensive management) were sampled and were measured the fiber dimensions for each growth ring and the remaing woody cells were determinated at 0, 25, 50, 75 and 100% between pith of bark. There were variation from the pith to bark for anatomical features measured, with the exception to lumen diameter and multiple vessels presence. The anatomical features were affected for climatic conditions, geographical position, rainfall/year and tree dimensions sampled. In the part 3: The mean, minimum and maximum wood density and intra-ring density variation from x-ray techniques for the same 30 adult trees sampled at 2 climatic conditions and 3 silvicultural management regimes were determinated and its variation from pith to bark. The mean density increased to increasing tree age in two climatic conditions and all management regimes and these densities were affected for geographical positions, rainfall and tree dimensions sampled. Although the maximum and minimum density were not affected for tree age, climatic type, silvicultural management, dimensions of trees or ecological and geographical conditions. The intra-ring density variation decreased for increasing tree age and was produced for vessel percentages, fiber length, lumen diameter and cell wall thickness variation across the growth rings. The result increases the knowledge about anatomical structures of gmelina wood from fast growing plantations in Costa Rica. There are presented informations about variability and climatic and management effects on wood anatomy. There is possibility to predict wood quality and its future end-uses.