Water use in plantations of eucalypts and pines: a discussion paper from a tree breeding perspective

Plantation forests are being established on more marginal, harsh sites to accommodate expansion of agriculture. Because of this, tree breeders and silviculturists are interested in improving drought hardiness of trees. Breeding approaches to improve drought hardiness includes the assessment of trees as dead or alive in trials after severe droughts followed by the selection of the best surviving phenotypes for the establishment of seed orchards or land races. Physiologists estimate water utilization in trees in terms of water use efficiency (WUE). It is a function of biomass per unit of evapotranspiration and is calculated on a leaf or wood scale in clonal plots and stands. The gene complexes that control drought hardiness and WUE are probably different. It one respect, traditional breeding might have a limited impact on changing WUE since it will be difficult to alter rate of evapotranspiration through selection. In another respect, one could argue that selecting trees for high productivity is indirectly selecting for high WUE in some environments. Alternative approaches such as assessing heavy isotopes of carbon and oxygen in leaf tissue are being used by some scientists as a surrogate measure of water use in crops and trees. This paper presents the general findings from catchment studies on water uptake in pines and eucalypts and discusses how tree breeders might use results to further the development of drought hardy varieties grown in seasonally dry environments.

Spanish
Las plantaciones forestales están siendo establecidas en sitios más marginales y áridos para favorecer la expansión de la agricultura. Por esta razón, los genetistas forestales y los silvicultores están interesados en mejorar la resistencia de los árboles a la sequía. Los métodos de mejoramiento genético para mejorar la resistencia a la sequía incluyen la evaluación de los árboles como muertos o vivos en los ensayos después de sequías severas seguidas por la selección de los mejores fenotipos sobrevivientes para el establecimiento de huertos semilleros o razas locales. Los fisiólogos estiman la utilización del agua por los árboles en términos del uso eficiente del agua (WUE por las siglas en inglés). Es una función de la biomasa por unidad de evapotranspiración y es calculada en una escala de las hojas o la madera en lotes clonales y rodales. Los complejos de genes que controlan la resistencia a la sequía y el WUE son probablemente diferentes. Por un lado, el mejoramiento genético forestal tradicional podría tener un impacto limitado en el cambio del WUE ya que será difícil alterar la tasa de evapotranspiración a través de la selección. Por otro lado, uno podría argumentar que seleccionar árboles por alta productividad corresponde indirectamente a seleccionarlos por el WUE alto en algunos ambientes. Métodos alternativos tales como la evaluación de isótopos pesados de carbono y oxígeno en los tejidos de las hojas están siendo usados por algunos científicos como una medida de remplazo del uso del agua en los cultivos y los árboles. Este artículo presenta lo que se ha encontrado en general en los estudios de captación en toma del agua en pinos y eucaliptus y discute cómo los genetistas forestales podrían usar los resultados para avanzar en el desarrollo de variedades resistentes a la sequía plantadas en ambientes con sequías estacionales.

French
Les plantations forestières sont établies sur les sites plus marginaux et rudes pour accommoder l'expansion agricole. A cause de ceci, les sélectionneurs d' arbres et les sylviculturistes sont intéressés par l'amélioration de la résistance à la sécheresse des arbres. Les approches de l'amélioration génétique pour la résistance à la sécheresse incluent l'évaluation des arbres dans les essais comme mort ou vivant après une sécheresse sévère, suivie par la sélection des meilleurs phénotypes survivants pour l'établissement des vergers à graines ou une rasse locale. Les physiologistes estiment l'utilisation d'eau pour les arbres dans des termes d'efficacité d'utilisation d'eau (WUE). C'est une fonction de la biomasse par l'unité d'évapotranspiration et est calculée à l'échelle des feuilles ou du bois dans les parcelles et peuplements clonaux. Les complexes géniques qui contrôlent la résistance à la sécheresse et la WUE sont probablement différents. D'un côté, l'amélioration génétique traditionnelle pourrait avoir un impact limité pour changer la WUE puisqu'il sera difficile de modifier le taux d'évapotranspiration à travers la sélection. D' un autre côté, on pourrait dire que sélectionner les arbres pour la haute productivité sélectionne indirectement pour la haute WUE dans quelques environnements. Les approches alternatives comme l'évaluation des isotopes lourds de carbone et d'oxygène dans les tissus foliaires sont utilisées par certains scientifiques comme une substitution pour la mesure d'usage d'eau dans les récoltes et les arbres. Cet article présente les conclusions générales des études au niveau des bassins sur la prise d'eau dans les pins et eucalyptes et discute comment les sélectionneurs des arbres pourraient utiliser des résultats pour promouvoir le développement des variétés résistantes a la sécheresse cultivées dans des environnements avec les saisons sèches.