Published May 18, 2021 | Version v1
Publication Open

Prediction model for sap flow in cacao trees under different radiation intensities in the western Colombian Amazon

Creators

  • 1. University of the Amazon
  • 2. Centro Agronomico Tropical de Investigacion y Ensenanza Catie
  • 3. Universidad Nacional de Colombia
  • 4. Universidad Nacional de Córdoba
  • 5. Estacion Experimental de Zonas Aridas
  • 6. Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Description

Abstract In this study, we measured diurnal patterns of sap flow ( V s ) in cacao trees growing in three types of agroforestry systems (AFs) that differ in the incident solar radiation they receive. We modeled the relationship of V s with several microclimatic characteristics of the AFs using mixed linear models. We characterized microclimatic variables that may have an effect on diurnal patterns of sap flow: air relative humidity, air temperature, photosynthetically active radiation and vapor pressure deficit. Overall, our model predicted the differences between cacao V s in the three different AFs, with cacao plants with dense Musaceae plantation and high mean diurnal incident radiation ( H PAR ) displaying the highest differences compared to the other agroforestry arrangements. The model was also able to predict situations such as nocturnal transpiration in H PAR and inverse nocturnal sap flows indicative of hydraulic redistribution in the other AFs receiving less incident radiation. Overall, the model we present here can be a useful and cost-effective tool for predicting transpiration and water use in cacao trees, as well as for managing cacao agroforestry systems in the Amazon rainforest.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذه الدراسة، قمنا بقياس الأنماط النهارية لتدفق النسغ ( Vs) في أشجار الكاكاو التي تنمو في ثلاثة أنواع من أنظمة الحراجة الزراعية (AFs) التي تختلف في الإشعاع الشمسي الساقط الذي تتلقاه. قمنا بنمذجة علاقة Vs مع العديد من الخصائص المناخية الدقيقة لـ AFs باستخدام نماذج خطية مختلطة. لقد ميزنا المتغيرات المناخية الدقيقة التي قد يكون لها تأثير على الأنماط النهارية لتدفق النسغ: الرطوبة النسبية للهواء ودرجة حرارة الهواء والإشعاع النشط ضوئيًا وعجز ضغط البخار. بشكل عام، تنبأ نموذجنا بالاختلافات بين الكاكاو Vs في AFs الثلاثة المختلفة، حيث أظهرت نباتات الكاكاو ذات مزارع Musaceae الكثيفة وإشعاع الحوادث النهارية المرتفع ( H PAR ) أعلى الاختلافات مقارنة بترتيبات الحراجة الزراعية الأخرى. كان النموذج أيضًا قادرًا على التنبؤ بحالات مثل النتح الليلي في H PAR وتدفقات النسغ الليلي العكسي التي تشير إلى إعادة التوزيع الهيدروليكي في AFs الأخرى التي تتلقى إشعاعًا ساقطًا أقل. بشكل عام، يمكن أن يكون النموذج الذي نقدمه هنا أداة مفيدة وفعالة من حيث التكلفة للتنبؤ بالنتح واستخدام المياه في أشجار الكاكاو، وكذلك لإدارة أنظمة الحراجة الزراعية للكاكاو في غابات الأمازون المطيرة.

Translated Description (French)

Résumé Dans cette étude, nous avons mesuré les modèles diurnes de flux de sève ( V s ) dans les cacaoyers poussant dans trois types de systèmes agroforestiers (AF) qui diffèrent par le rayonnement solaire incident qu'ils reçoivent. Nous avons modélisé la relation de V s avec plusieurs caractéristiques microclimatiques des FA en utilisant des modèles linéaires mixtes. Nous avons caractérisé des variables microclimatiques qui peuvent avoir un effet sur les schémas diurnes d'écoulement de la sève : humidité relative de l'air, température de l'air, rayonnement photosynthétiquement actif et déficit de pression de vapeur. Dans l'ensemble, notre modèle a prédit les différences entre les V s du cacao dans les trois différentes AF, avec des plants de cacao avec une plantation de Musaceae dense et un rayonnement incident diurne moyen élevé ( H PAR ) présentant les différences les plus élevées par rapport aux autres arrangements agroforestiers. Le modèle était également capable de prédire des situations telles que la transpiration nocturne dans H PAR et les écoulements de sève nocturnes inverses indicatifs de la redistribution hydraulique dans les autres FA recevant moins de rayonnement incident. Dans l'ensemble, le modèle que nous présentons ici peut être un outil utile et rentable pour prédire la transpiration et l'utilisation de l'eau dans les cacaoyers, ainsi que pour la gestion des systèmes agroforestiers du cacao dans la forêt amazonienne.

Translated Description (Spanish)

Resumen En este estudio, medimos los patrones diurnos de flujo de savia ( V s ) en árboles de cacao que crecen en tres tipos de sistemas agroforestales (AF) que difieren en la radiación solar incidente que reciben. Modelamos la relación de V s con varias características microclimáticas de las AF utilizando modelos lineales mixtos. Caracterizamos variables microclimáticas que pueden tener un efecto en los patrones diurnos de flujo de savia: humedad relativa del aire, temperatura del aire, radiación fotosintéticamente activa y déficit de presión de vapor. En general, nuestro modelo predijo las diferencias entre las V de cacao en las tres AF diferentes, con plantas de cacao con plantación densa de Musaceae y radiación incidente diurna media alta ( H PAR ) que muestran las mayores diferencias en comparación con los otros arreglos agroforestales. El modelo también fue capaz de predecir situaciones como la transpiración nocturna en H PAR y los flujos de savia nocturnos inversos indicativos de redistribución hidráulica en las otras AF que reciben menos radiación incidente. En general, el modelo que presentamos aquí puede ser una herramienta útil y rentable para predecir la transpiración y el uso del agua en los árboles de cacao, así como para gestionar los sistemas agroforestales de cacao en la selva amazónica.

Files

s41598-021-89876-z.pdf.pdf

Files (2.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5bed64847ab38d38fa10773ad36b7ea6
2.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نموذج التنبؤ بتدفق النسغ في أشجار الكاكاو تحت شدة إشعاع مختلفة في غرب الأمازون الكولومبي
Translated title (French)
Modèle de prédiction du flux de sève dans les cacaoyers sous différentes intensités de rayonnement dans l'ouest de l'Amazonie colombienne
Translated title (Spanish)
Modelo de predicción para el flujo de savia en árboles de cacao bajo diferentes intensidades de radiación en el oeste de la Amazonía colombiana

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3160178032
DOI
10.1038/s41598-021-89876-z

Is supplement to
https://openalex.org/W4248738512 (Other)
https://openalex.org/W4231907491 (Other)
https://openalex.org/W3047653560 (Other)
https://openalex.org/W2605722745 (Other)
https://openalex.org/W2387916078 (Other)
https://openalex.org/W2137130648 (Other)
https://openalex.org/W2015436444 (Other)
https://openalex.org/W2005453183 (Other)
https://openalex.org/W1995350213 (Other)
https://openalex.org/W1454771424 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1974395229
  • https://openalex.org/W1991682982
  • https://openalex.org/W1995460600
  • https://openalex.org/W2001139384
  • https://openalex.org/W2007460238
  • https://openalex.org/W2012226849
  • https://openalex.org/W2024799770
  • https://openalex.org/W2029194663
  • https://openalex.org/W2034460283
  • https://openalex.org/W2037366241
  • https://openalex.org/W2044679192
  • https://openalex.org/W2062505666
  • https://openalex.org/W2086600058
  • https://openalex.org/W2100066913
  • https://openalex.org/W2103213004
  • https://openalex.org/W2104947400
  • https://openalex.org/W2107800729
  • https://openalex.org/W2114014685
  • https://openalex.org/W2124559814
  • https://openalex.org/W2131122565
  • https://openalex.org/W2139959803
  • https://openalex.org/W2145301232
  • https://openalex.org/W2161837265
  • https://openalex.org/W2172267672
  • https://openalex.org/W2210228770
  • https://openalex.org/W2230056371
  • https://openalex.org/W2267671438
  • https://openalex.org/W2270116550
  • https://openalex.org/W2316341393
  • https://openalex.org/W2316654251
  • https://openalex.org/W2487359479
  • https://openalex.org/W2512472083
  • https://openalex.org/W2634953068
  • https://openalex.org/W2661380413
  • https://openalex.org/W2752904288
  • https://openalex.org/W2787194572
  • https://openalex.org/W2793781269
  • https://openalex.org/W2794243947
  • https://openalex.org/W2796182183
  • https://openalex.org/W2800773682
  • https://openalex.org/W2899294156
  • https://openalex.org/W2930684609
  • https://openalex.org/W3009012672
  • https://openalex.org/W3009650835
  • https://openalex.org/W3022172023
  • https://openalex.org/W3037831141
  • https://openalex.org/W3126280734
  • https://openalex.org/W4205842286