Ann. For. Sci. 55 (1998) 329-348
DOI: 10.1051/forest:19980305

Variability of initial growth, water-use efficiency and carbon isotope discrimination in seedlings of Faidherbia albida (Del.) A. Chev., a multipurpose tree of semi-arid Africa. Provenance and drought effects

Olivier Roupsard^a, Hélène I. Joly^a and Erwin Dreyer<sup>b

a</sup>  CIRAD-Forêt, Campus international de Baillarguet, BP 5035, 34032 Montpellier cedex 01, France
^b  Inra-Nancy, UR Ecophysiologie forestière, Equipe bioclimatologie et écophysiologie forestière, 54280 Champenoux, France

Abstract - The panafrican provenances of Faidherbia albida display contrasting growth and survival rates in semi-arid zones of western Africa, when they are compared in multi-local field trials. In order to identify some potential causes for such differences, we recorded the genetic variability of ecophysiological traits (including water-use efficiency, W, and carbon isotope discrimination, Δ) in seven provenances from contrasting habitats of western and south-eastern Africa. Provenance and drought effects were tested on potted seedlings in a greenhouse. After 6 months, the total dry mass of the well-irrigated seedlings ranged from 31 to 86 g, and the total water-use from 8 to 18 kg. Both initial growth and water consumption were strongly correlated with leaf area. W displayed a significant inter-provenance variability, and exhibited the highest values in the south-east African provenances, which were the most vigourous, but also presented the poorest survival rates in field trials. It was negatively correlated with the leaf-to-total dry mass ratio, LMR, and to A. The mild drought significantly reduced gas-exchange rates, leaf area, growth, water-use, specific leaf area, and Δ, in all provenances. It also increased the intrinsic water-use efficiency, A/g, and the root-to-total dry mass ratio, but did not affect W or LMR. No provenance x drought interaction was found in any variable. The initial rate of leaf area establishment probably plays a major role in explaining the contrasting water-use strategies of the provenances. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Variabilité de la croissance initiale, de l'efficience d'utilisation de l'eau, et de la discrimination isotopique du carbone de plantules de Faidherbia albida (Del.) A. Chev., un arbre à usages multiples d'Afrique semi-aride. Effets provenance et sécheresse. Les provenances panafricaines de Faidherbia albida présentent des taux de croissance et de survie très inégaux dans les essais multilocaux pratiqués dans les zones sèches d'Afrique de l'Ouest. Afin d'identifier l'origine de ces différences, nous avons enregistré la variabilité génétique de caractères écophysiologiques (incluant l'efficience d'utilisation de l'eau, W, et la discrimination isotopique du carbone, Δ) de semis issus de sept provenances d'Afrique occidentale et australe. Les effets provenance et sécheresse ont été testés en serre, sur des plantules en pot. La biomasse totale par plante des témoins bien irrigués a varié entre 31 et 86 g, et la consommation d'eau entre 8 et 18 kg. La croissance initiale et la consommation d'eau étaient toutes deux corrélées à la surface foliaire. W a montré des différences significatives entre provenances, les valeurs étant plus élevées pour les provenances les plus vigoureuses. W était corrélée négativement à LMR (rapport biomasse foliaire/biomasse totale), ainsi qu'à Δ. La sécheresse a réduit significativement les échanges gazeux, la surface foliaire, la consommation d'eau, SLA (rapport surface sur masse foliaire), et Δ. Elle a également augmenté l'efficience intrinsèque d'utilisation de l'eau (A/g), RMR (biomasse racinaire sur totale), mais n'a pas affecté W, ni LMR. Aucune variable n'a présenté d'interaction provenance x sécheresse. La vitesse d'installation de la surface foliaire est apparue essentielle pour comprendre les stratégies d'utilisation de l'eau de ces provenances. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Key words: water-use efficiency / carbon isotope discrimination / Faidherbia albida / intraspecific variability

Mots clés : efficience d'utilisation de l'eau / discrimination isotopique du carbone / Faidherbia albida / sécheresse / variabilité intraspécifique