Effects of irrigation, plantation density and clonal composition on woody biomass quality for bioenergy in a short rotation culture system with willows (<i>Salix</i> spp.)

Abstract

A short rotation intensive system with willows was analyzed with the following aims: a - to determine the effects of irrigation, genotype and plantation density on wood anatomy, wood density, moisture content, lower heating value, total ash content and energy accumulated in the woody biomass; b – to explore the relationships between anatomical and physical wood properties and the parameters determining their quality as a biofuel. A complete factorial experiment was set up, with three factors and two levels for each factor. The factors were: irrigation, plantation density and clone (genotype). The clones were Salix matsudana Koidz. x Salix alba L. ‘Barrett 13-44 INTA´ (B) and Salix alba L. ‘Yaguareté INTA - CIEF´ (Y). 46 stools of 1 m long were sampled, on which the following determinations were carried out: vessel diameter and frequency, fiber wall thickness and area, wood density, moisture content, ash content and heating values. Clone B had higher wood density than clone Y (0.406 vs. 0.395 g/cm3) and lower moisture content (47.11 vs. 50.53 %). The plantation density did not affect any of the variables analyzed. Irrigation increased the energy yield to 393.2 Gj/ha, compared to 309.15 Gj/ha without irrigation. A system with clone B planted at a lower density (13,000 plants/ha) and under irrigation has the best advantage as an energetic crop over the other alternatives evaluated in this work.

Em um plantio de salgueiro manejado em um sistema de curta rotação estudou o efeito da composição clonal, densidade de plantação e irrigação suplementar sobre anatomia da madeira, densidade, teor de umidade, poder calorífico inferior, teor de cinzas e a energia acumulada na biomassa lenhosa, e também estabeleceu as associações entre características anatômicas e físicas da madeira e os parâmetros que determinam a sua qualidade como combustível. Um experimento fatorial completo com três fatores foi estabelecido: irrigação, densidade de plantação e clone, cada um com dois níveis. Os clones foram: Salix matsudana Koidz. x Salix alba L. ‘Barrett 13-44 INTA´ (B), e Salix alba L. ‘Yaguareté INTA - CIEF´ (Y). Foram amostrados 46 varas de 1 m de comprimento para determinações anatomia (diâmetro e frequência do vasos, a espessura da parede da fibra e a área ocupada de parede), densidade da madeira, teor de umidade, cinza e variáveis energéticas. O clone B foi ligeiramente mais elevado do que o clone de Y, tendo maior densidade da madeira (0,406 vs. 0,395 g/cm3 ), e teor de umidade inferior (47,11 vs 50,53 %). A densidade de plantio não afetou nenhuma das variáveis analisadas, mas a irrigação suplementar teve influência sobre a eficiência energética (393,2 vs. 309,15 Gj/ha sem irrigação). Um sistema de produção implementado com o clone B, com menor densidade de plantio (13.000 plantas / ha) e cultivada com irrigação apresenta vantagens energéticas em relação a outras combinações avaliadas.