Ann. For. Sci. 65 (2008) 609
DOI: 10.1051/forest:2008038

Root elongation in tropical Eucalyptus plantations: effect of soil water content

Armel Thongo M'bou^{1, 2, 3}, Christophe Jourdan⁴, Philippe Deleporte^{1, 4}, Yann Nouvellon^{1, 4}, Laurent Saint-André⁴, Jean-Pierre Bouillet⁴, Fidèle Mialoundama², André Mabiala¹ and Daniel Epron<sup>3

1</sup>  Unité de Recherche sur la Productivité des Plantations Industrielles, BP 1291 Pointe-Noire, Congo
²  Université de Brazzaville, Faculté des Sciences, BP 69, Brazzaville, Congo
³  Nancy-Université - Université Henri Poincaré, UMR INRA UHP 1137 Ecologie et Ecophysiologie Forestières, Faculté des Sciences, BP 239, 54506 Vandoeuvre les Nancy Cedex, France
⁴  CIRAD, UPR Écosystèmes de Plantations, 34398, Montpellier, France

Received 25 February 2008; accepted 2 April 2008; published online 19 July 2008

Abstract - Sustainability of Eucalyptus plantations is often questioned in resource-limited environments, especially in areas characterized by soils with poor nutrient and water holding capacities. Yet, field-based observations of fine root dynamics in relation with the seasonality of rainfall are lacking. This study was undertaken on two Eucalyptus stands planted in the Kouilou Region (south-western Congo), which is characterized by a four-month-long dry season. Fine root (less than 2 mm in diameter) dynamics were studied using rhizotron observations of root elongation in the field. Fine root elongation rates displayed a seasonal variation in the two stands, with higher elongation rates during the rainy season than during the dry season. Positive and significant correlations were found between fine root elongation rates and soil water content at all depths, but a better correlation was found with soil water content in the deep soil horizon than in the superficial horizons. These results suggest that the temporal variations in fine root elongation were related to the seasonality of rainfall, and they were probably associated with seasonal changes in tree water status, carbon assimilation and belowground allocation.

Résumé - Élongation des racines dans les plantations tropicales d'Eucalyptus : effet du contenu en eau du sol. La question de la durabilité des plantations d'Eucalyptus est souvent posée dans les environnements où les ressources sont limitées, en particulier les zones où les sols ont une faible capacité à retenir l'eau et les nutriments et où la saison sèche est longue. Pourtant, les observations in situ de la dynamique racinaire en relation avec la saisonnalité des pluies sont inexistantes. Cette étude a été réalisée dans deux plantations d'Eucalyptus de la région du Kouilou dans le sud ouest du Congo, qui est caractérisée par quatre mois de saison sèche. La dynamique des racines fines (moins de 2 mm de diamètre) a été étudiée à l'aide de rhizotrons permettant d'observer l'élongation racinaire au champ. La vitesse d'élongation des racines fines montrait une variation saisonnière dans les deux plantations, avec des vitesses plus élevées en saison des pluies qu'en saison sèche. Des corrélations positives et significatives ont été trouvées entre la vitesse d'élongation des racines fines et la teneur en eau du sol à toutes les profondeurs, mais les meilleures corrélations ont été observées avec la teneur en eau des horizons profonds. Cela suggère que les variations temporelles de l'élongation des racines fines sont reliées à la saisonnalité des précipitations, et qu'elles sont associées aux changements saisonniers d'état hydrique des arbres, d'assimilation carbonée et d'allocation vers les parties souterraines.

Key words: fine roots / growth / rhizotron / Eucalyptus / soil water content

Mots clés : racines fines / croissance / rhizotron / Eucalyptus / teneur en eau du sol

Corresponding author: daniel.epron@scbiol.uhp-nancy.fr

© INRA, EDP Sciences 2008