Report 37. Five year results of the Pinus trial near Kenscoff, Haiti

Abstract

The Pinus genus is one of the most important sources of lumber in the world. It is represented in Haiti by P. occidentalis, a species that is endemic to the island of Hispaniola. The increasing demand for wood products, coupled with the deforestation of the pine forests in Haiti for agriculture, have seriously reduced the native populations of P. occidentalis. The ever increasing economic needs of peasants merit the testing of improved pine provenances that can offer greater value and be more efficiently managed in the current agroforestry systems of the high-elevation mountains. In 1989, 29 seed lots, representing 12 species of pine, were established in a species/provenance trial at Viard, near Kenscoff (alt. 1,500 m). A randomized complete block design was used with 3 replications. Survival, height and stem diameter measurements were recorded at 1, 2, 3 and 5 years after trial establishment. Merchantable volume was estimated at 7 years. Survival: Site survival, including all seed lots, was 80% after 5 years. Following a first year mortality of 10%, each additional year averaged an annual drop of 2.5%. The highest surviving species was P. taeda (90.3%), as compared to the lowest survivor, the P. occidentalis provenance from Cuba (62.7%). The only statistical difference detected at the species level was at the 3-year stage when P. taeda (91.9%) was shown to be superior to the Cuban P. occidentalis (67.0%). A large range of differences were observed among seed lots, though no statistical differences were detected by means comparison tests. The top three surviving seed lots were represented by P. taeda (94.7%, 93.3%, and 90.7%) compared to the lowest survival, 60.5%, exhibited by a P. caribaea hondurensis seed lot acquired from a commercial seed supplier. Average survival of the control (78.0%) was about the same as the overall site survival (79.6%) and approximately mid-ranked among all accessions tested. The control, a P. occidentalis seed lot from Séguin, Haiti, showed virtually no difference in survival from the other two seed lots originating in the Dominican Republic (both 76.7%). Height Growth: The overall mean height for the site, after 5 years, was 3.8 m. Growth rates during the initial 3 years averaged 0.5 m/yr overall, then jumped to 1.2 m/yr between 3 and 5 years. The P. occidentalis control grew an average 4.2 m (0.8 m/yr) - faster than the other two seed lots from the Dominican Republic (0.6 m/yr), though the means were not significantly different at the 95% probability level. P. oocarpa 15319 from Zimbabwe was the top performer, averaging 5.9 m over 5 years with an increment rate of 1.7 m/yr during the third and fourth year. It maintained its dominance throughout the measurement period. Three other seed lots exceeded an annual height growth rate of 1 m: P. patula 15275 and P. taeda 15169 from Zimbabwe and P. taeda 496 from SETROPA, a commercial seed company in Holland. These seed lots are superior to the local P. occidentalis in both growth rates and form. The slowest seed lot, P. caribaea caribaea 15/83 from Marbajitas, Cuba, averaged 1.8 m after 5 years. In general, the poorest performing seed lots were represented by P. caribaea caribaea, P. caribaea hondurensis, the P. occidentalis provenance from Cuba, and P. radiata. These species should be eliminated as candidates for agroforestry or reforestation at mid- to upper-elevation areas in Haiti. The P. taeda seed lots (496, 1003 and 15169) and P. elliottii 15441 exhibited a high degree of uniform growth, followed by P. oocarpa 15319. The most variable growth rates were exhibited by P. radiata, P. oocarpa 497, P. caribaea hondurensis 36/83, 19/85 and 17/85, P. elliottii 561. These seed lots are the same as those that showed poor adaptability. Diameter Growth: The overall site mean for DBH was 2.0 cm and 6.3 cm at 3 and 5 years, respectively. Differences were observed between height and stem diameter rankings among the pine seed lots. These differences reflect differences in taper form. The largest stem diameters (DBH) were achieved by P. taeda 496 (9.1 cm), P. oocarpa 15319 (8.8 cm) and P. caribaea bahamensis 3/80 (8.8 cm) after 5 years. This corresponds to a mean annual increment of 1.8 cm, as compared to 1.1 cm for the P. occidentalis control. The top seed lot for basal diameter, measured at a stump height of 0.1 m, was P. khasya 15212 (14.0 cm). The slowest diameter growths were exhibited by the seed lots that achieved the slowest height growth. Those species with seed lots below the mean annual growth rate of the control (1.1 cm/yr) included the following: the P. occidentalis provenance from Cuba (0.6 cm/yr), P. elliottii 651 (0.8 cm/yr), P. caribaea 9/76 and 15/83 (0.9 and 0.6 cm/yr, respectively), P. caribaea hondurensis 563 and 19/85 (0.7 and 1.0 cm/yr, respectively), P. occidentalis 38/77 and 66 (7293) (both 1.0 cm/yr), P. oocarpa 497 (0.8 cm/yr), and P. radiata 1008 (0.8 cm/yr). The 1.1 cm/yr rate of the 5-year old P. occidentalis in this trial should increase as the trees enter into the pole stage and selective thinning is conducted as recommended below. Merchantable Volume: The closely related species - P. patula, P. oocarpa, and P. tecunumanii - exhibited the highest yields of merchantable wood volume. The poorest performers at Kenscoff were P. caribaea caribaea, P. occidentalis, the P. occidentalis provenance from Cuba and P. elliottii. The difference between the top seed lot, P. patula 15275, and the P. occidentalis control is about a 3-fold difference. In addition to P. patula 15275, seven seed lots, representing 5 species, showed greater volume yield than the control, significant at the 95% probability level. Recommendations: (1) Eliminate the inferior seed lots from the Kenscoff trial. Selectively thin the promising seed lots, keeping the best trees, selected for form and size, for longer term study. Conduct selective thinning during the month of November and early December when the trial is most vulnerable to vandalism. Conduct the first phase of volume studies on the harvested trees for regression analyses. (2) Establish and distribute seed lots and provenances of known origin under similar growing conditions, particularly those with the greatest potential of making an economic impact among farmers: P. patula 15275, P. oocarpa 15319, P. tecunumanii 7/77, P. taeda 496 and P. caribaea bahamensis 3/80. Establish isolated stands for an in-country source of seed. Continue to distribute a balanced mix of P. occidentalis seed lots, harvested from trees selected for form and vigor from healthy populations in Haiti. Avoid collecting seed from the trial for extension purposes. The genetic quality of the seed harvested from a particular provenance or seed lot cannot be guaranteed because of the possibility of outcrossing. (3) Observe carefully any natural regeneration in the trials to confirm whether the imported pines can spread naturally. Observe any evidence of natural hybridization with P. occidentalis. (4) Study the social dimensions of the Kenscoff trial, especially encroachment problems and the use of the trial by neighboring peasants for cash cropping purposes. Develop suitable strategies to increase the security of the trial and establish control of land use. This has serious implications on the ability of government to address governance problems and encourage landowners to invest in alternative land use strategies that conserve natural resources. (5) Inform the Service des Ressources Forestière (MARNDR) of the uniqueness and importance of the Kenscoff trial and investigate the possibility for the SRF to collaborate with the Wynnes in managing and protecting the trial for future studies. The trial should be studied for long-term observations of pest and diseases, wood quality, natural regeneration, hybridization, tolerance to winds, form development and quantitative parameters of survival, height and stem diameters.

Le genre Pinus est l'une des sources les plus importantes de bois dans le monde. Il est représenté en Haiti par P. occidentalis, une espèce endémique à l'île d'Hispaniola. La demande croissante pour les produits ligneux, ainsi que le défrichement des forêts de pins en Haiti pour l'agriculture, a séreusement réduit les populations natives de P. occidentalis. Les besoins économiques sans cesse croissants des paysans portent à tester des provenances améliorées de pins le systèmes agroforestiers en cours dans les montagnes de haute altitude. En 1989, 29 lots de semances, représentant 12 espèces de pins, ont été établis dans un essai espèce/provenance à Viard, près de Kenscoff (alt. 1.500 mètres). Le dessin expérimental utilisé était le bloc complètement au hasard avec 3 répétitions. Des données ont été recueillies sur la survivance, la hauteur et le diamètre de tige à 1, 2, et 5 ans après l'établissement de l'essai. Le volume marchand a été estimé à 7 ans. Survivance: Le taux de survivance, pour tous les lots de semences, était de 80% après 5 ans. Après une première année où le taux de mortalité était de 10%, une diminution moyenne de 2,5% chaque année, a été observée. L'espèce qui a donné le taux le plus élevé de survivance était le P. Taeda (90,3%), comparativement au Pinus sp. de Cuba, qui a accusé le taux le plus bas (62,7%). La seule différence statistique décelée au niveau de l'espèce était au stade de 3 ans quand le P. taeda (91,9%) s'est montré supérieur au Pinua sp. de Cuba (67,0%). De grandes différences ont été observées parmi les lot de semences, bien qu'aucune différence significative n'ait été détectée en analysant les lots séparément. Les trois meilleurs lots de semences au point de vue survivance, étaient représentés par P. taeda (94,7%, 93,3% et 90,7%), comparativement à ceux ayant le plus bas taux de survivance, 60,5%, accusé par un lot de P. hondurensis, obtenu d'un fournisseur commercial de semances au EUA. Le taux moyen de survivance du contrôle (78,0%) était à près le même que celui de tout le site 79,6%) et approximativement classé au milieu de tous les lots testés. Le contrôle, un P. occientalis en provenance de Seguin, Haiti, n'a virtuellement montré aucune différence de survivance avec les deux autres lots venant de la République Dominicaine (76,7% pour les duex). Croissance en hauteur: Le hauteur totale moyenne pour le site, après 5 ans, était de 3,8 m. Les taux de croissance pendant les 3 premières années furent de 0,5 m/an en moyenne pour tout le site, ensuite grimpèrent à 1,2 m/an entre 3 et 5 ans. Le contrôle P. occidentalis, grandit de 4,2 m (0,8 m/an) en moyenne - plus vite que les deux autres lots de la République Dominicaine (0,6 m/an), bien qu'il n'y ait pas de différence significative à 95% de probabilité. P. oocarpa 15319 de Zimbabwe était le plus performant, donnant en moyenne 5,9 m après 5 ans avec un taux d'ccroissement de 1,7 m/an pendant la troisième et la quatrième année. Il a maintenu sa domination pendant toute la période de mensurations. Trois autres lots de semences dépassa un taux de croissance annuel de 1 m; P. patula 15275 et P. taeda 15169 de Zimbabwe et P. taeda 469 de Setropa, une compagnie commerciale de semances établie en Hollande. Ces lots de semences sont supérieurs à ceux de l'espèce locale, P. occidentalis, tant pour les taux de croissance que pour la forme. Le lot de semences qui a manifesté la croissance la plus lente, P. Caribaea 15/83 de Marbajitas, Cuba, a donné une moyenne de 1,8 m après 5 années. En général, les lots de semences les moins performants furent représentés par P. Caribaea caribaea, P. Caribaea hondurensis, Pinus sp. de Cuba, et P. raidata. Ces espèces, généralement adaptées aux conditions de basse altitude, devraient être éliminées comme candidats pour l'agroforesterie ou le reboisement dans des zones de moyenne et de haute altitude en Haiti. Les lots de P. taeda (496, 1003 et 15169) et P. elliottii 15441 ont montré une plus grande uniformité de croissance, suivis de P. oocarpa 15319. Les taux de croissance les plus variables ont été ceux de P. radiata, P. oocarpa 497, P. caribaea hondurensis 36/83, 19/85 et 17/85, P. elliottii 561. Ces lots de semences sont les mêmes qui se sont montrés les moins adaptés. Croissance en diamètre: La moyenne de DHP pour tout le site était de 2,0 cm et 6,3 cm à3 et 5 ans, respectivement. Des différences de classement ont été observées pour la hauteur et le diamètre de tige parmi les lot de semences de pin. Elles reflètent des différences dans la forme de défilement. Les plus grands diamètres ont été atteints par P. taeda 496 (9,1 cm), P. oocarpa 15319 (8,8 cm) et P. caribaea bahamensis 3/80 (8,8 cm) après 5 ans. Ceci correspond à un accroissement annuel moyen de 1,8 cm, comparé à 1,1 cm pour le contrôle P. occidentalis. Le lot le plus performant pour le diamètre basal, mesuré à hauteur de souche de 0,1 m, était le P. khasya 15212 (14,0 cm). Les chiffres de croissance en diamètre les plus bas ont été accusés par les lots de semences qui ont montré la croissance en hauteur la plus lente. Ces espèces avec les lots de semences au-dessous du taux de croissance annuelle moyenne du contrôle (1,1 cm/an) comprennent: le Pinus sp. en provenance de Cuba (0,6 cm/an), P. elliottii 561 (0,8 cm/an), P. caribaea 9/76 et 15/83 (0,9 et 0,6 cm/an, respectivement), P. caribaea hondurensis 563 et 19/85 (0,7 et 1,0 cm/an, respectivement), P. occidentalis 38/77 et 66 (7293) (les deux 1,0 cm/an), P. oocarpa 497 (0,8 cm/an), et P. radiata 1008 (0,8 cm/an). Le taux de 1,1 cm/an du P. occidentalis âgé de 5 ans dans cet essai, devrait augmenter à mesure que les arbres entrent dans le stade de perchis et que l'éclairie sélective est pratiquée, comme recommandée ci-dessous. Volume marchand: Les espèces étroitement liées - P. patula, P. oocarpa, et P. tecunumanii - ont accusé les rendements les plus élevés de volume en bois marchand. Les moins performantes à Kenscoff furent P. caribaea caribaea, P. occidentalis, Pinus sp. de Cuba et P. elliottii. La différence entre le lot le plus performant, P. patula 15275, et le contrôle P. occidentalis, est d'environ 3 fois plus élevée. En plus du P. patula 15275, sept lots de semences, représentant 5 espèces, montrèrent un rendement en volume plus élevé que le contrôle, significatif à 95% de niveau de probabilité. Recommandations: (1) Eliminer les lots de semences inférieurs de l'essai de Kenscoff. Eclaircir sélectivement les lots prometteurs, en gardant les meilleurs arbres, sélectionnés pour leur forme et leur dimension, pour une étude à plus long terme. Pratiquer une éclaircie sélective pendant le mois de novembre et au début de décembre quand l'essai est le plus susceptible au vandalisme. Mener la première phase d'études de volume sur les arbres récoltés pour des analyses de régression. Eviter de collecter des semences de l'essai pour propagation, excepté pour la recherche. (2) Etablir et distribuer des lots de semences et provenances d'origine connue sous des conditions de croissance similaires, particulièrement ceux pouvant potentiellement avoir le plus d'impact économique sur les planteurs: P. patula 15275, P. oocarpa 15319, P. tecunumanii 7/77, P. taeda 496 et P. caribaea bahamensis 3/80. Etablir des peuplements isolés comme source de semences pour tout le pays. Continuer à distribuer un mélange balancé de lots de semences de P. occidentalis, récoltés d'arbres sélectionnés pour leur forme et leur vigueur, à partir de populations saines en Haiti. (3) Observer soigneusement toute régénération naturelle dans les essais pour confirmer si les pins importés peuvent se répandre naturellement. Observer tout signe d'hybridation naturelle avec le P. occidentalis. (4) Etudier les dimensions sociales de l'essai de Kenscoff, spécialement les problèmes d'incursions et l'utilisation de l'essai par les paysans avoisinants comme source de revenus. Développer des stratégies viables pour augmenter la sécurité de l'essai et établir un contrôle sur l'utilisation de la terre. Ceci a de sérieuses implications concernant la capacité du gouvernement à alternatives d'utilisation de la terre, qui conservent les ressources naturelles. (5) Informer le Service des Ressources Forestières (SRF du MARNDR) de l'aspect unique et de l'importance de l'essai de Kenscoff, et investiguer la possibilité pour le SRF de collaborer avec les Wynne dans la gestion et la protection de l'essai pour des études futures. L'essai devrait être étudié pour des observations à long terme sur les pestes et maladies, qualité de bois, régénération naturelle, hybridation naturelle, tolérance aux vents, développement de forme et paramètres quantitatifs de survivance, hauteur et diamètres de tige.