Decline in relative growth rate of 3 juvenile radiata pine clones subjected to varying competition levels in Canterbury, New Zealand

Balozi B. Kirongo; Euan G. Mason

doi:doi:10.1051/forest:2003050

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Volume 60 / No 7 (October-November 2003)

Ann. For. Sci., 60 7 (2003) 585-591

Abstract

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Issue		Ann. For. Sci. Volume 60, Number 7, October-November 2003 Technical, Environmental and Economic challenges of Forest Vegetation Management


Page(s)		585 - 591
DOI		https://doi.org/10.1051/forest:2003050

Ann. For. Sci. 60 (2003) 585-591
DOI: 10.1051/forest:2003050

Decline in relative growth rate of 3 juvenile radiata pine clones subjected to varying competition levels in Canterbury, New Zealand

Balozi B. Kirongo^a and Euan G. Mason^b

^a Research Scientist at the Kenya Forestry Research Institute (KEFRI), Gede Regional Research Centre, PO Box 201, Malindi, Kenya
^b Associate Professor, School of Forestry, University of Canterbury, Private Bag 4800, Christchurch, New Zealand

(Received 24 June 2002; accepted 7 August 2003)

Abstract - Relative growth rate (RGR) is the ratio of growth to size at the beginning of the growth period. The assumption that RGR is constant, has been the subject of debate for a long time. In this study, the changes in mean RGR ( $\overline{RGR}$ ) of 3 clones of Pinus radiata D. Don, grown under varying weed competition levels (complete weeding, weeding of 2 m diameter circles, weeding of 1 m diameter circles, and no weeding), were quantified for 3 consecutive years. $\overline{RGR}$ was calculated each winter, using the morphological and physiological characteristics of RGR change which quantified as follows:

$\begin{displaymath}RGR = \underbrace{\frac{dW}{dT}\times \frac{1}{LA}}_{ULR}\tim... ...race{\frac{LA}{LW}}_{SLA}\times \underbrace{\frac{Lw}{W}}_{LWR}\end{displaymath}$

where: LA = leaf area, Lw = leaf weight, W = dry weight of the plant, SLA = specific leaf area, i.e. the ratio of area and leaf weight, LWR = leaf weight ratio, i.e. the ratio of total leaf weight of the plant and the total dry weight of the plant, T = time (age), ULR = unit leaf rate. The results showed that the unweeded control treatment had the lowest absolute RGR. $\overline{RGR}$ declined with time and tree size in all the weeded treatments, but increased in the control. The theory that $\overline{RGR}$ is constant (RGR = k model) is shown to be false, as it varies with both time and tree size. Changes in $\overline{RGR}$ during the period studied were best described by an exponential decay function: $\overline{RGR} = a + b \times exp (-cW).$ Clonal differences were also demonstrated: clone 3 showed a lower RGR than the other two clones. This was due to the increased LWR and LAR, leaf area ratio (SLA $\times$ LWR) of this clone. The main reason for mean RGR decline were: (1) reduced ULR with age and size of the plants, (2) changes in allometry and (3) physiological aging which might have accentuated self shading effects. Tree size influenced RGR changes more than age. This study aims to dispel the notion of a constant RGR, and at the same time explains the reasons for the decline o this parameter in young trees.

Résumé - Baisse du taux de croissance relative de 3 jeunes clones de pin radiata soumis à divers niveaux de compétition, à Canterbury, Nouvelle Zelande. Le taux de croissance relative (RGR) est le rapport entre la croissance et la taille en début de période de croissance. L'hypothèse selon laquelle RGR serait constant a été l'objet depuis longtemps de débats dans divers endroits. Dans cette étude, on a quantifié, pendant 3 années consécutives, les variations de RGR moyen $\overline{RGR}$ de 3 clones de Pinus radiata D. Don soumis à divers niveaux de compétition (désherbage complet, désherbage d'un cercle de 2 m de diamètre, désherbage de 1 m de diamètre, pas de désherbage). $\overline{RGR}$ a été calculé, chaque hiver, à partir de caractéristiques morphologiques et physiologiques de l'évolution du RGR, qui ont été quantifiées comme suit :

$\begin{displaymath}RGR = \underbrace{\frac{dW}{dT}\times \frac{1}{LA}}_{ULR}\tim... ...race{\frac{LA}{LW}}_{SLA}\times \underbrace{\frac{Lw}{W}}_{LWR}\end{displaymath}$

LA = surface foliaire totale du plant, Lw = biomasse foliaire totale du plant, W = biomasse totale du plant, SLA = surface foliaire spécifique, c'est-à-dire rapport entre la surface et la biomasse des feuilles, LWR = rapport de biomasse foliaire, c'est-à-dire rapport entre la biomasse foliaire totale du plant et la biomasse totale du plant, T = âge, ULR = efficience folaire unitaire, c'est-à-dire accroissement en biomasse totale du plant rapporté à la surface foliaire. Les résultats obtenus montrent que le RGR est le moins élevé en valeur absolue pour le traitement témoin sans désherbage. $\overline{RGR}$ diminue dans le temps et avec la hauteur des arbres dans tous les traitements avec désherbage alors qu'il augmente pour le témoin. L'hypothèse d'un $\overline{RGR}$ constant (RGR = k modèle) est mise en défaut car il varie dans le temps et avec la hauteur des arbres. L'évolution de $\overline{RGR}$ pendant la période en cause est mieux décrite par une fonction exponentielle décroissante: $\overline{RGR} = a + b \times exp (-cW).$ On a mis en évidence des différences d'évolution de RGR selon les clones, le clone 3 présentant un RGR inférieur à celui des deux autres. Ceci est dû à une valeur supérieure de LWR et de LAR (SLA $\times$ LWR) de ce clone. Les principales raisons de la baisse du RGR moyen sont : (1) décroissance de ULR avec l'âge et la taille des plants, (2) changements allométriques, (3) vieillissement physiologique pouvant accentuer les effets d'auto-ombrage. La taille des arbres joue un rôle plus important que l'âge sur les changements de RGR. Cette étude contribue à supprimer la notion d'un RGR constant tout en fournissant les raisons expliquant la baisse de ce paramètre chez les jeunes arbres.

Key words: RGR / clones / weeding / LAR / ULR

Mots clés : RGR / clones / désherbage / LAR / ULR

Corresponding author: Balozi B. Kirongo kefrigede@africaonline.co.ke

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