Biomass dynamics of Erythrina lanceolata as influenced by shoot-pruning intensity in Costa Rica

Abstract

Pruning of agroforestry trees, while reducing shade of the crops, usually reduces both biomass production and nitrogen fixation. Short pruning cycles are often not sustainable on the long run, because tree production declines over subsequent pruning cycles. We compared biomass and labile carbohydrate dynamics of Erythrina lanceolata Standley (Papilionaceae) shade trees under total and partial pruning regimes in a vanilla (Vanilla planifolia L.) plantation in South-western Costa Rica. The highest biomass production was measured in the unpruned control, followed by trees with 50% of the leaf pruned every three months, while total pruning every six months resulted in the lowest biomass pruduction. In the more productive treatments, a higher proportion of the production was in branches. Because, the N content of woody branches was high, they were important for nitrogen cycling. In the partial pruning treatment more nitrogen was returned to the soil from litter and woody branches than from pruned leaf. Sugar concentrations were not different between treatments and the dynamics of non-structural carbohydrates (sugar and starch) seems to depend more on plant phenology than pruning treatment. However, the starch concentrations in the total pruning were lower than in the other treatments.La poda de árboles agroforestales, al tiempo que reduce la sombra de los cultivos, generalmente reduce tanto la producción de biomasa como la fijación de nitrógeno. Los ciclos de poda cortos a menudo no son sostenibles a largo plazo, porque la producción de árboles disminuye durante los ciclos de poda posteriores. Comparamos la biomasa y la dinámica de carbohidratos lábiles de árboles de sombra de Erythrina lanceolata Standley (Papilionaceae) bajo regímenes de poda total y parcial en una plantación de vainilla (Vanilla planifolia L.) en el suroeste de Costa Rica. La mayor producción de biomasa se midió en el control sin podar, seguido por árboles con el 50% de la hoja podada cada tres meses, mientras que la poda total cada seis meses resultó en la menor producción de biomasa. En los tratamientos más productivos, una mayor proporción de la producción fue en ramas. Debido a que el contenido de N de las ramas leñosas era alto, eran importantes para el ciclo del nitrógeno. En el tratamiento de poda parcial se devolvió más nitrógeno al suelo de la hojarasca y las ramas leñosas que de la hoja podada. Las concentraciones de azúcar no fueron diferentes entre tratamientos y la dinámica de los carbohidratos no estructurales (azúcar y almidón) parece depender más de la fenología de la planta que del tratamiento de poda. Sin embargo, las concentraciones de almidón en la poda total fueron menores que en los otros tratamientos.A poda de árvores agroflorestais, ao mesmo tempo que reduz a sombra das lavouras, geralmente reduz a produção de biomassa e a fixação de nitrogênio. Ciclos de poda curtos geralmente não são sustentáveis ​​no longo prazo, porque a produção de árvores diminui ao longo dos ciclos de poda subsequentes. Comparamos a dinâmica da biomassa e dos carboidratos lábeis de árvores de sombra de Erythrina lanceolata Standley (Papilionaceae) sob regimes de poda total e parcial em uma plantação de baunilha (Vanilla planifolia L.) no sudoeste da Costa Rica. A maior produção de biomassa foi medida no controle não podado, seguido por árvores com 50% da folha podada a cada três meses, enquanto a poda total a cada seis meses resultou na menor produção de biomassa. Nos tratamentos mais produtivos, uma maior proporção da produção foi em ramos. Como o conteúdo de N dos ramos lenhosos era alto, eles eram importantes para o ciclo do nitrogênio. No tratamento de poda parcial, mais nitrogênio foi devolvido ao solo da serapilheira e dos galhos lenhosos do que da folha podada. As concentrações de açúcar não foram diferentes entre os tratamentos e a dinâmica dos carboidratos não estruturais (açúcar e amido) parece depender mais da fenologia da planta do que do tratamento de poda. No entanto, as concentrações de amido na poda total foram menores que nos demais tratamentos.