Report 41. Haitian oak (Catalpa longissima (Jacq.) Dum. Cours.) seed orchards and progeny trials in Haiti : 1988-1996

Abstract

Haitian oak (Catalpa longissima) is one of the most popular and expensive woods in Haiti. Its lustrous and durable wood is used for cabinetry, boat and house constructin, and sculptures. The species is native to the Greater Antilles, but it also found in other countries of the Caribbean and Central America where it has been introduced as an ornamental selected for the seasonal mass of showy, white flowers and the elegant, fine texture of its crown. The tree is managed by farmers in the rich alluvial plains and ravines, associated with food crops of plantain, coffee, fruit trees, sweet potatoes and beans. A program was established in 1989 under the USAID-funded Agroforestry II project to begin selection of plus trees and establish their progeny in a series of orchards and progeny trials throughout Haiti. This report summarizes the performance of the C. longissima orchards and progeny trials established during 1988-1990 at 6 sites in Haiti. Survival: The trials in this study exhibited high 5-year survival rates, ranging from 60-98% and averaging 85% on 6 sites. These rates are much higher than those reported for the species by PADF and CARE, primarily due to better seedling quality and more intensive site management. The data suggest that it is not genetic quality per se that is responsible for better seedling quality, but rather environmental factors. Though differences were observed among families at the Lapila progeny trial, these differences are attributed to seedling age rather than family differences. It should not be expected that selection of plus trees will have a significant effect on field survival. Height Growth: Site means ranged from 1.5-6.1 m after 5 years, highest and lowest means occurring on two sites in the Cayes Plain. Differences among families were statistically significant at the Lapila progeny trial and the Terrier Rouge orchard after 5 years. The remaining sites showed either weak or not differences in height growth among families. If differences were shown, these differences decreased with tree age and ranged widely across sites. There was no consistent pattern in family ranks showing that matching of a superior genotype with site conditions is not effective for height growth. There is little evidence that significant gains in height growth can be achieved by selecting at the individual tree level. The slowest growing family at the Terrier Rouge orchard originated from a plus tree selected near the site, whereas the fasted growing families originated from plus trees selected in southern Haiti. Proximity of seed source to planting site does not insure adaptability and vigor as indicated by height growth. Stem Diameter Growth: Overall, there were greater differences among families for stem diameter growth than for height growth. Site dbh (diameter at 1.3 m) means ranged from 1.6-11.1 cm after 5 years. The variation among family means for dbh (diameter at 1.3 m) was significant at all sites except Crocra. Differences between the top family and the site mean varied widely depending on site, from 8% at Laborde to 145% at Haut Camp. Differences appeared to be related to site conditions - more extreme site conditions resulted in a greater spread among family means. Merchantable Volume: Large differences in wood volume considered for saw lumber or poles was exhibited at the Laborde progeny trial. Differences between the top three families, averaging 51 m[superscript]3/ha, and the site mean of 36 m[superscript]3/ha ranged from 37-44%. Compared to the least productive family, these differences ranged from 150-163%. Quantitative traits such as stem form and usable height are more likely to be inherited, with the genetic gains effectively captured through a program of vegetative propagation and recurrent selection. Conclusions: The seed orchards and trials reported here represent a valuable resource for perpetuating the species in Haiti and providing income to farmers. The orchards contain the broadest genetic base of the species in its native range and have the best chance to date of producing a seed mix that is broadly adapted for providing superior genetic material to small farmers. Both vegetative reproduction and recurrent selection should be used to improve the yield and profitability of this popular tree species on site where farmers have already integrated the tree in their cropping patterns. Production and sale of certified seed from the orchards should also be explored, particularly for expanded markets abroad. C. longissima is part of the natural resource base that must be conserved through continued investment in both genetic conservation and improvement with seed orchards and progeny testing. Recommendations: (1) Producer Groups. PLUS should target most of the improved germplasm to farmers with sites where C. longissima grows best and is already integrated into local agroforestry systems - the agricultural plains and ravines. (2) Role of Government. Collaborate with the Ministry of Agriculture in seeking funds for genetic conservation and improvement of economically important tree species. Focus on a long term strategy and short term benefits that include certified seed production, seed export and marketing, public and private sector forestry investment, forest genetic resource policy and extension education. Determine incentives and enforce policy that encourages farmers to manage tree crops, including C. longissima. (3) Species Awareness. A system needs to be put in place for production, distribution and marketing of Haitian oak. The orchards and progeny trials must be managed by trained individuals committed to tree improvement. Seed production from the orchards should not be overlooked as a commercial product to be marketed through seed companies or directly to nurseries worldwide. (4) Tree Improvement. The existing orchards and trials should form the basis of a seed production and distribution to farmers in Haiti. Improved seed from the orchards should be channelled to farmers nationwide through an efficient production of containerized seedlings. (5) Farm-Level Tree Management. Information on vegetative propagation procedures should be disseminated along with improved genetic material to farmer groups who understand the management of C. longissima. (6) Long Term Adaptability. The progeny trials should be monitored for disease resistance, pests, tree form and other parameters that affect its potential economic impact to Haitian farmers for at least half the time required to produce lumber. The final analysis should be in terms of market values and should be based on actual recovery volumes. Selections can be made in the progeny trials at both the individual and family levels to improve the genetic quality of seed produced from the trial for second generation production. (7) Applied Research. Determine ways that Haitian farmers select, propagate and manage C. longissima as an asset. Study improved silvicultural practices (propagation, thinning, pruning and harvesting) of C. longissima specific to the major agroforestry models (i.e., wood lots, boundary plantings, shade trees) in Haiti. (8) Develop volume tables for a larger diameter range than that determined for the species by Ehrlich et al. (1986). These tables are an important management tool, allowing for an accurate estimation of volume at both the individual and stand levels. (9) Study phenology and pollination biology of species for breeding and selection strategies. Determine the conservation status of the species on a periodic basis.

Le chêne haitien (Catalpa longissima) est l'une des espèces de bois les plus populaires et les plus coûteux en Haïti. Son bois lustré et durable et durable est utilisé dans l'ébénisterie, dans la construction de maisons et de bateux et dans la sculpture. L'espèce est orginaire des Grandes Antilles, mais elle se trouve aussi dans d'autres pays de la Caraïbe et d'Amérique Centrale où elle a été introduite comme un arbre ornemental pour son abondante production saisonnière de fleurs blanches voyantes et sa couronne élegante de fine texture. L'arbe et géré par les planteurs dans de riches plaines et ravines alluvialles, et est associé à des cultures comme la banane, le café, les arbres fruitiers, la patate et les haricots. Un programme a été institué en 1989 dans le cadre du Projet Agroforesterie II financé par l'USAID pour entreprendre la sélection d'arbres supérieurs et installer une série de vergers et d'essais de leur progéniture à travers Haiti. Ce rapport résume la performance des vergers et des essais de progéniture de C. longissima établis sur 6 sites en Haïti durant la période 1988-1990. Survie: Les essais de cette étude ont indiqué des taux de survie élevés, de 60% à 98%, avec une moyenne de 85% pour les 6 sites. Ces taux sont beaucoup plus élevés que ceux indiqués pour l'espèce par PADF et CARE, principalement à cause de la meilleure qualité des plantules et une gestion plus intensive du site. Les données recueillies suggèrent que ce n'est pas la qualité génétique en soi qui en est responsable, mais plutôt les facteurs environnementaux. Bien que des différences aient été observées entre les familles dans l'essai de progéniture à Lapila, elles ont été attribuées à l'âge de la plantule plutôt qu'à des variations entre les familles. Il ne faut pas s'attendre à ce que la selection d'arbres supérieurs ait un effet significatif sur le taux de survie sur le terrain. Croissance en hauteur: Les moyennes en hauteur ont varié de 1,5-6,1 m après 5 ans, les moyennes les plus basses et les plus élevées ayant été enregistrées sur deux sites dans la Plaine des Cayes. Des différences significatives entre les familles ont été observées dans l'essai de progéniture à Lapila et dans le verger de Terrier Rouge, après 5 ans. Dans les autres sites, les différences de croissance en hauteur entre les familles ont été insignificantes ou nulles. Les différences ont ensuite diminué avec l'âge de l'arbre et ont largement varié entre les sites. Il n'a été détécté aucune tendance cohérente dans le classement des familles montrant que la correspondence d'un génotype supérieur aux conditions de site n'a pas d'effet sur la croissance en hauteur. Il existe peu de preuves pour affirmer que des avantages significatifs, en ce qui concerne la croissance en hauteur, peuvent être obtenus par la sélection d'arbres individuels. La famille qui a accusé la croissance la plus lente dans le verger de Terrier Rouge provient d'un arbre supérieur sélectionné près du site, alors que les familles à croissance plus rapide sont issues d'arbres supérieurs sélectionnés dans le sud d'Haiti. La sélection d'une source de semences à proximité du site de plantation ne garantit pas l'adaptation et la vigeur exprimées à travers la croissance en hauteur. Croissance en diamètre de tige: Généralement, il y a eu des différences plus importantes entre les familles pour la croissance en diamètre de tige que pour la croissance en hauteur. La moyenne de dhp du site (diamètre à 1,3 m) a été significative pour tous les sites, excepté Crocra. Les différences entre la famille la plus performante et la moyenne du site on considérablement varié dépendant du site, de 8% à Laborde à 145% à Haut Camp. Il paraît que les différences sont liées aux conditions de site - plus les conditions de site sont extrêmes, plus l'écart entre les moyennes de famille est grand. Volume marchand: De grandes différences dans le volume de bois, bois de sciage ou poteaux, ont été observées dans l'essai de progéniture de Laborde. Des différences entre les trois familles les plus performantes, avec une moyenne de 51 m[superscript]/ha et la moyenne du site de 36 m[superscript]3/ha, ont varié de 37% à 44%. En comparaison à la famille la moins productive, ces différences ont varié de 150% à 163%. Des caractéristiques qualitatives comme la forme de la tige et la hauteur utilisable, viendraient plutôt de l'hérédité. avec des avantages génétiques effectivement retenus à travers un programme de propagation végétative et de sélection récurrente. Conclusions: Les vergers à graines et les essais rapportés ici représentent une ressource de valeur pour perpétuer l'espèce en Haïti et fournir des revenus aux planteurs. Les vergers contiennent la base génétique la plus large de l'espèce dans son habitat d'origine et représentent la meilleure opportunité jusqu'à présent de produire un mélange de semences largement apte à donner un matériel génétique supérieur aux petits planteurs. La reproduction vegétative et aussi la sélection récurrente devraient être utilisées pour améliorer le rendement et la rentabilité de cette espèce populaire de bois, là où elle est déjà integrée dans les systèmes de cultures en Haïti. La production et la vente de semences certifiées provenant des vergers, devraient aussi être explorées, particulièrement pour l'exportation vers des marchés extérieurs. C. longissima fait partie des ressources naturelles qui doivent être conservées par un investissement continu dans la conservation et l'amélioration génétiques à travers des vergers à graines et des tests de progéniture. Recommandations: (1) Groupes de Producteurs. PLUS devrait avoir pour objectif de mettre à la disposition des planteurs la plupart du germoplasme amélioré sur des sites où le C. longissima croît le mieux et est déjà intégré dans les systèmes agroforestiers locaux - les plaines et ravines agricoles. (2) Rôle du Gouvernement. Collaborer avec le Ministère de l'Agriculture dans la économique. Mettre l'accent sur une stratégie à long terme et des bénéfices à court terme dont la production de semences certifiées, l'exportation et la commercialisation de semences, l'investissement du secteur public et privé dans la foresterie, la politique de ressources génétiques forestières, et la vulgarisation/éducation. Trouver des stimulants et appliquer une politique qui encourage les planteurs à gérer les arbres plantés, y compris C. longissima. (3) Promotion de l'espèce. Il est nécessaire de mettre en place un système pour la production, la distribution et la commercialisation du chêne haitien. Les vergers et les essais de progéniture devraient être gérés par des individus entraînés, dédiés à l'amélioration des arbres. Il ne faudrait pas exclure la possibilité de produire des semences à partir des vergers pour la vente à des compagnies commerciales de semences ou directement aux pépinières à travers le monde. (4) Amélioration de l'arbre. Les vergers et les essais existants devraient constituer las base d'une production et d'une distribution de semences aux planteurs en Haïti. Les semences améliorées issue des vergers devraient être distribuées aux planteurs à travers le pays en organisant une production efficace de plantules en pots. (5) Gestion de l'arbre au niveau de l'exploitation. Des informations sur les procédures de propagation végétative devraient être disséminées avec le matériel génétique amélioré aux groupes de planteurs qui comprennent la gestion du C. longissima. (6) Adaptabilité à long terme. Les essais de progéniture devraient être suivis pour résistance aux maladies, pestes, forme de l'arbre et autres paramètres qui affectent son impact économique potentiet pour les fermiers haïtiens pendant au moins la moitié du temps requis pour produire du bois. L'analyse finale devrait se faire en termes de valeurs commerciales et se baser sur les volumes de recouvrement réel. Les sélections peuvent être faites dans les essais de progéniture tant au niveau de l'individu qu'à celui de la famille pour améliorer la qualité génétique des semences produites dans l'essai pour la production de la seconde génération. (7) Recherche applicquée. Investiguer les moyens utilisés par les planteurs haïtiens pour sélectionner, propager et gérer C. longissima en tant que capital. Etudier les pratiques sylvicoles améliorées (propagation, eclaircie, taille et récolte) de C. longissima, spécifiques aux principaux modèles agroforestiers (i.e. lots boisés, plantations en bordure, arbres d'ombrage) rencontrés en Haïti. (8) Développer des tables de volume pour une gamme plus large de diamètres que celle déterminée pour l'espèce par Ehrlich et al. (1986). Ces tables représentent un important outil de gestion, permettant une estimation précise des volumes tant au niveau de l'arbre individuel qu'au niveau du peuplement. (9) Etudier la phénologie et la biologie de la pollinisation de l'espèce pour déterminet les stratégies de croisement et de sélection. Evaluer la situation de la conservation de l'espèce sur une base périodique.