Investigations on tree species suitable for the recultivation of degraded land areas in Central Amazonia

English. The present Brazilian-German research cooperation on growth and wood formation of native tree species of Central Amazonia is part of the SHIFT-project (Studies on Human Impact on Forests and Floodplains in the Tropics) for the development of sustainable landuse systems in this region. Especially for the recultivation of degraded land areas, a small portion of long-life trees for high-quality timber production might contribute to the stabilization of mixed culture plantation systems. For most of the tree species used for timber production in the Manaus region, only few information on growth and site demands for high-quality timber production are available. Therefore, in this project the influence of site conditions of degraded land areas on growth and wood formation of eight selected native tree species (Swietenia macrophylla King, Carapa guianensis (Aubl.), Cedrela odorata L., Dipteryx odorata (Aubl.) Willd., Hymenaea courbaril L., Ceiba pentandra (L.) Gaertn., Virola surinamensis (Rol.) Warb., Tabebuia heptaphylla (Vell.) Toledo) were investigated. In order to study the influence of the management of degraded areas on growth and wood formation of the tree species, the investigations on the relationship of environmental input and tree growth were carried out in three different plantation systems (monoculture system, mixed culture system, enrichment of a 25-year-old secondary forest) established in 1992/ 1993 at the Centro de Pesquisa Agroflorestal da Amazonia Ocidental (EMBRAPA Amazonia Ocidental) - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria (EMBRAPA), Manaus. Due to the specific site conditions of degraded land areas, the investigations were carried out with special reference to water and mineral element supply of the trees and their impact on the growth dynamics and wood production throughout the year. For this reason, in all experimental plots meteorological data, the element input, the element output, the water input, and the water output of the plant systems were registered continuously since June 1995. The water conducting system of the trees was investigated by morphological and anatomical investigations, as well as by sap-flow measurements. The demand of different plant tissues and meristems for mineral elements was studied by bulk and subcellular element analyses. The biomass production of the trees was quantified annually. The intraannual growth dynamics of the trees is characterized by lifecycle analyses of leaves and roots, as well as by the study of cambial growth dynamics dated by the pin-marker technique. In addition, studies on parameters suitable for the prediction of wood properties which might be expected in the future were carried out. From these investigations, some practical help for the selection of tree species for high-quality timber production in mixed culture plantation systems on degraded land areas with special regard to ecological and economic aspects can be derived.

German. Die vorliegende brasilianisch-deutsche Forschungskooperation fur Untersuchungen des Wachstums und der Holzbildung der heimischen Baumarten in Zentralamazonien ist Teil des SHIFT-Projekts (Studies on Human Impact on Forests and Floodplains in the Tropics). Dessen Ziel ist es, nachhaltige Bewirtschaftungsmethoden fur diese Region zu entwickeln. Besonders bei der Rekultivierung degradierter Flachen konnen einige langlebige Baumarten, die qualitativ hochwertiges Holz liefern, zur Stabilisierung von Mischkulturplantagen beitragen. Jedoch ist bisher bei den meisten der Baumarten, die in Manaus angepflanzt werden, sehr wenig uber ihr Wachstum und ihren Nahrelementbedarf bei der Produktion qualitativ hochwertigen Holzes bekannt. Deshalb wurde dieses Forschungsprojekt darauf konzentriert, den Einfluss des Standortes dieser degradierten Flachen auf das Baumwachstum und die Holzbildung von acht ausgesuchten heimischen Baumarten (Swietenia macrophylla King, Carapa guianensis (Aubl.),Cedrela odorata L., Dipteryx odorata (Aubl.) Willd., Hymenaea courbaril L., Ceiba pentandra (L.) Gaertn., Virola surinamensis (Rol.) Warb., Tabebuia heptaphylla (Vell.) Toledo) zu erforschen. Zu diesem Zweck wurden die Versuche in drei verschiedenen Plantagensystemen durchgefuhrt (Monokultur, Mischkultur und Anreicherungskultur eines 25-jahrigen Sekundarwaldes). Die Versuche begannen 1992/ 1993 am Centro de Pesquisa Agroflorestal da Amazonia Ocidental (EMBRAPA Amazonia Ocidental) - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria (EMBRAPA) in Manaus. Aufgrund der spezifischen Standortbedingungen degradierter Flachen, wurde bei den Versuchen besonderes Augenmerk auf die Wasserversorgung und den Mineralelementgehalt der Baume sowie ihre Auswirkungen auf die Wachstumsdynamik und die Entwicklung der jahrlichen Holzproduktion gelegt. Aus diesem Grund wurden in allen drei Systemen meteorologische Daten gesammelt und der Elementeintrag, die Elementauswaschung, die Wasserversorgung und der Wasseraustrag der Systeme kontinuierlich seit Juni 1995 registriert. Das Wasserleitsystem der Baume wurde mit Hilfe morphologischer und anatomischer Parameter sowie mit Messungen des Wasserflusses untersucht. In der gleichen Zeit wurde der Bedarf der verschiedenen Pflanzengewebe und Meristeme an wichtigen Mineralelementen zellular und subzellular analysiert. Die Biomasse-Produktion der Baume wurde jahrlich quantifiziert. Die Wachstumsdynamik uber das Jahr hinweg wurde charakterisiert durch "lifecycle"-Analysen der Blatter und Wurzeln sowie durch Datierungen der kambialen Wachstumsdynamik mit Hilfe der pin-marker Technik. Zusatzlich wurden Versuche unternommen, um aus den Eigenschaften des juvenilen Holzes die Eigenschaften des entstehenden"adult wood" vorhersagen zu konnen. Von einer synthetischen Bewertung der Ergebnisse lassen sich praktische Hinweise zur Auswahl von Baumarten fur die Produktion qualitativ hochwertigen Holzes in Mischkulturplantagen auf degradierten Flachen ableiten.