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Report 39. Five year results of a neem (Azadirachta indica) trial at Roche Blanche, Haiti


Timyan, Joël
Verret, Louis
Béliard, Carmel André
Elie, Yvon


Neem (Azadirachta indica Adr. Juss.) is planted in Haiti for its hardiness and multiple purposes of shade, medicinal uses, wood, aesthetics and pest control. A neem trial at Roche Blanche was established in October, 1991 as a collaborative effort of SECID/Auburn University, Agridyne (now Biosys) and Double Harvest. Fourteen seed sources of neem from Africa and the Caribbean were established in a randomized complete block design to examine differences in azairachtin production. Research was discontinued in 1991 when USAID suspended AFII activities, though Double Harvest continued to manage the trees. SECID/Auburn University recumed measuring the trial at 2, 3, and 5 years after trial establishment. This report summarizes the preliminary results of the trial 5 years after its establishment in 1991. The Roche Blanche neem trial is unique for several important reasons. It is the first trial in Haiti designed to optimize the production of neem fruit rather than wood. Secondly, it is the only trial in Haiti designed to study the genetic variation of neem. Thirdly, the trial marks the first time that neem was introduced and propagated vegetatively in Haiti. This offers a practical alternative to seed as a means of introducing improved genetic material to Haiti. The data reported here allow an assessment of the trees as a source of wood, but do not permit an assessment of the provenances as sources of the bio-insecticide, azadirachtin. Because of resource constraints, it was not possible to evaluate these neem provenances for fruit and azadirachtin yields within the time allocated for the termination of the Tree Improvement Program. Survival: Site survival for all seed sources was 91.3% after 5 years. After an initial decline of 10% during the first 2 years, survival rates remained constant to 5 years. There were no statistical differences detected among seed sources during any of the measurement periods, which ranged from 75-100%. The survival exhibited at Roche Blanche is above average for the rates reported elsewhere in Haiti, though about the same for those in the Cul-de-Sac. Height Growth: The site mean of all seed sources was 9.1 m after 5 years. After an annual growth of 2.2 m/yr during the initial 2 years, mean annual increments have slowly declined to 1.8 m at the 5-year stage. Mean annual increments ranged from 1.7-1.9 m/yr. The only statistical differences detected among seed sources was at 3 years. At this stage, the fastest growing seed source, No. 7 from Niger, showed a significant advantage in height over the slowest seed source, No. 14 from Burkina Faso. Mean annual increments peaked at 2 years (2.1-2.4 m/yr) and will continue to decline toward the 1 m/yr rate as suggested by the data from 3 older FAO trials established nearby in the Cul-de-Sac. Diameter Growth and Wood Yield: The mean DBH of the site was 12.1 cm after 5 years, ranging from 10.9-13.1 cm among the seed sources. There were no statistical differences shown at 3 and 5 years for DBH. Statistical differences were detected between the top four seed sources and the bottom one for basal or stump diameter. The site average for basal diameter was 16.4 cm, ranging from 13.9-17.4 cm among seed source means. The site average for wood yield was 34.1 kg/tree, slightly less than the average of the control (34.7 kg/tree). Wood yield means ranged from 28.1 kg/tree for No. 2 (Puerto Rico) to 40.8 kg/tree for No. 10 (Burkino Faso). There were no statistical differences among the seed sources for wood yield, either on a kg/tree or metric ton/ha basis. Yields on a per tree basis are about average compared to other trials established in the Cul-de-Sac. An average of 7.15 metric tons/ha was observed for all seed sources. However, the low tree density of the trial (227 trees/ha) was not designed to optimize wood production and wood yields on a per hectare basis was far below potential yields at a higher density. Conclusions: The trial at Roche Blanche showed a remarkable uniformity among neem seed sources for survival, height and diameter growth and wood yields. Though the trials contain the broadest genetic base of the species in Haiti, this base may still be relatively narrow compared to populations found within its native range. It is reasonable that some of the low variation may be due to a narrow genetic base inherent in neem populations where the species is not native (such as Africa and the Caribbean). It also may indicate that the genetic variation in the species is not large, though this awaits a rigorous test of provenances from the species' natural range. The trial was successful in testing an alternative method for introducing and propagating new need genotypes. The shipping of neem seed has been a barrier in the past to successful introductions. However, stump material, processed according to international phyto sanitary regulations, appears to be a more practical solution, particularly for improved genetic stock that may be expensive. The 10 m spacing between the double rows of neem allowed flower and fruit production to occur as early as 2 years. Optimal spacing and management procedures for fruit production are still unknown and remain a challenge for future research. The uniformity among neem seed lots should be confirmed for fruit and azadirachtin yields at the earliest time possible. The screening of genotypes for azadirachtin yield and determination to what degree this attribute is inherited is perhaps the most important priority at this time. Given this information, it would make sense to distribute improved germoplasm through containerized nurseries to farmer producer groups and organize such efforts to gain an export advantage relative to other countries in the Caribbean for Haiti. Recommendations: (1) Compare the fruit yield and azadirachtin concentrations of the seed sources to discover any differences that may exist among seed sources within the trial. The yields of each tree should be kept separate and processed according to the methods used to harvest the seed for azadirachtin production. Random sub-samples of the seed would be selected from each seed source and block for azadirachtin assays. Conduct the assays with independent laboratories in case there are differences in handling and analytical procedures. Bear in mind that the production of azadirachtin and oils in the seed kernal may have greater economic potential than wood and shade production. (2) Select at the individual level the best-formed individuals for both fruit production and wood production. Selective criteria should be tree form, fruit yield and seed quality. Multiply superior genotypes by root cuttings or grafting to shorten the time required for economic fruit yield and enlarge the production base of improved genotypes. (3) Prune selected trees for strong primary branches that can support large fruit corps and eliminate any diseased wood by burning. Prune the canopy branches sufficiently to allow a balanced penetration of sunlight to ensure optimal flower pollination and fruit set. (4) Investigate optimal tree density for fruit production and investment opportunities for a combination of oil and azadirachtin processing in Haiti. Schedule management inputs to yield an optimal marketing mix for conditions in Haiti. Determine marketing constraints of neem products from the context of decentralized production. (5) Incorporate an improved genetic base of neem into the PLUS extension system via containerized nurseries of PADF and CARE. Experiment with both seed and vegetative material. Keep careful nursery and distribution records to allow tracking of improved genetic stock. (6) Procure true provenance collections from countries of origin (e.g., India and Burma), establish these collectiosn on secure sites as in-country seed sources, and begin distributing this mix along with what is already being used. Establish contact with the International Neem Network through USAID via Winrock International's F/FRED project in Thailand, DANIDA, CIRAD-Forêts for available provenance-wide seed collections and assistance in expediting germplasm to Haiti. Purchase stumps or cuttings of the best genetic material available, packed in sterile peat moss. This is a better alternative than seed and has a greater likelihood of success in establishing new or improved provenances of A. indica in Haiti. (7) Continue monitoring the trial for a longer period, particularly for resistance to disease, pests and hurricanes, wood quality and other parameters that effect its potential economic impact to Haitian farmers. Keep abreast of new pathogens, maintaining correspondence with the Arid Forest Research Institute (Jodhpur, India) and literature searches conducted at US universities. AFRI produces the Neem Newsletter which is a good information source for neem.


Le Neem (Azadirachtin indica Adr. Juss) est planté en Haiti pour sa rusticité et de multiples usages: arbre d'ombre, médicament, produits ligneux, arbre ornemental et pesticide. Un essai sur le neem à Roche Blanche a été établi en octobre 1991, dans le cadre d'un effort conjoint SECID/Université d'Auburn, Agridyne (actuellement Biosys) et Opération Double Harvest. Quatorze sources de semences de neem venant d'Afrique et des Caraibes ont été installées utilisant un dessin expérimental de blocs complètement au hasard, pour examiner les différences dans la production d'azadirachtin. La recherche s'est intertompue en 1991 quant l'USAID a suspendu les activités de l'AFII, bien que Double Harvest ait continué à gérer les arbres plantés. SECID/Université d'Auburn recommença à effectuer des mensurations à 1, 3 et 4 ans après l'établissement en 1991. L'essai de neem de Roche Blanche est unique pour plusiers raisons. C'est le premier en Haiti conçue pour optimiser la production des fruits de neem plutôt que le bois. Deuxièment, c'est le seul visant à étudier la variation génétique du neem. Troisièmement, il met en évidence pout la première fois, que le neem a été introduit et propagé végétativement en Haiti, ce qui offre une alternative pratique à la propagation par semences, un moyen d'introduire du matériel génétique amélioré en Haiti. Les chiffres rapportés ici permettent une évaluation des arbres comme source de bois, mais pas une évaluation des provenances comme source de bio-insecticide, l'azadirachtin. A cause de contraintes de ressources, il n'a pas été possible d'évaluer ces provenances de neem pour les rendements en fruits et en azadirachtin à cause du peu de temps alloué pour terminer le Programme d'Amélioration Génétique Forestière. Survie: La survie du site pour toutes les sources, a été de 91,3% après 3 ans. Après un déclin initial de 10% pendant les deux premières années, les taux de survie sont restés contants jusqu'à 5 ans. Il n'y a pas eu de différences significatives détectées entre les sources de semences au cours de la période de mensurations. Les chiffres se sont rangés entre 75 et 100%. Les taux de survie accusés à Roche Blanche sont au dessus de la moyenne, par rapport à ceux enregistrés ailleurs en Haiti, bien qu'ils soient similaires à ceux trouvés dans la Plaine du Cul de Sac. Croissance en Hauteur: La moyenne du site pour toutes les sources de semences a été de 9,1 m après 5 ans. Aprés une croissance annuelle de 2,2 m/an pendant les 2 premières années, les accroissements annuels moyens ont lentement décliné à 1,8 m à l'âge de 5 ans, entre 1,7-1,9 m/an. Les seules différences statistiques entre les sources de semences ont été détectées à 3 ans. A ce stade, le lot de semences le plus rapide, No. 7 du Niger, a montré un avantage significatif en hauteur sur celui à croissance la plus lente, No. 14 de Burkina Faso. Les accroissements annuels ont atteint leur apogée à 2 ans (2,1-2,4 m/an) et déclineront à 1 m/an, comme indiqué par les données recueillies des 3 essais précédemment établis par la FAO près de la Plaine du Cul de Sac. Croissance en diamètre et Rendement en bois: Le DHP moyen pour le site a été de 12,1 cm après 5 ans, se rangeant de 10,9 à 13,1 cm entre les sources de semences. Des différences statistiques n'ont pas été détectées à 3 et 5 ans pour le DHP. Il y en a eu entre les quatre lots de semences les plus performants et le dernier pour le diamètre basal ou de souche. La moyenne du site pour le diamètre basal a ètè de 16,4 cm, se rangeant de 13,9 à 17,4 cm entre moyennes des provenances. La moyenne du site pour le rendement en bois a été de 34,1 kg/arbre, légèrement inférieure à la moyenne du contrôle (34,7 kg/arbre). Les moyennes pour le rendement en bois se sont rangées de 28,1 kg/arbre pour le No. 2 (Porto Rico) à 40,8 kg/arbre pour le No. 10 (Burkina Faso). Il n'y a pas eu de différences significatives entre les sources de semences pour le rendement en bois, tant sur une base de kg/arbre qu'en tonne métrique/ha. Les rendements par arbre sont moyens, comparés aux résultats obtenus dans d'autres essais établis dans la Plaine du Cul de Sac. Une moyenne de 7,15 tonnes métriques/ha a été observée pour toutes les sources de semences. Cependant, la faible densité des arbres de l'essai (227 arbres/ha) ne visait pas à optimiser la production ligneuse, et les rendements en bois à l'hectare sont très en dessous des rendements potentiels à une densité plus élevée. Conclusions: L'essai à Roche Blanche a montré une remarquable uniformité entre les sources de semences de neem pour la survie, la croissance en hauteur et en diamètre, et les rendements en bois. Bien qu'il ait la base génétique la plus large possible trouvée en Haiti, cette base peut être relativement étroite comparativement aux populations trouvées dans l'aire de distribution naturelle de l'espèce. Il est raisonnable de penser que ce bas taux de variation peut être quelque peu dû à la base génétique étroite inhérente aux populations de neem là oùl'espèce n'est pas originaire (comme en Afrique et dans les Caraibes). Il peut aussi indiquer que la variation génétique dans l'espèce n'est pas grande, bien que cette hypothèse demanderait un test rigoureux des provenances issues de l'aire naturelle de l'espèce. L'essai a réussi dans le test d'une méthode alternative pour l'introduction et la propagation de nouveaux génotypes de neem. L'expédition de semences de neem a été une barrière dans le passé pour mener à bien des introductions. Cependant, le matériel de souche, conditionné selon les règlments phytosanitaires internationaux, semble une solution plus pratique, particulièrement pour le stock génétique amélioré qui peut coûter cher. L'espacement de 10 m entre les double rangées de neem a permis la production précoce de fleurs et de fruits à 2 ans. L'espacement optimal et les procédures de gestion pour la production de fruits sont encore inconnus et restent à déterminer par les recherches futures. L'uniformité entre les lots de semences devraient être confirmée pour les rendements en fruits et azadirachtin le plus tôt possible. La sélection de génotypes pour le rendement en azadirachtin et la détermination du degré d'héritage de cet attribut, est peut être la priorité la plus importante pour le moment. A partir de ces informations, du germoplasme amélioré, en utilisant des plantules en pots, pourrait être distribué à des groupements de planteurs, et en organisant de tels efforts, Haiti pourrait gagner dans l'exportation du neem, un avantage comparatif par rapport à d'autres pays de la Caraibe. Recommendations: (1) Comparer les rendements en fruits et les concentrations en azadirachtin des lots de semences pour découvrir des différences qui pourraient exister entre les sources testées. Les rendements de chaque arbre devraient être tenus séparément et traités selon les méthodes de récolte des semences pour la production d'azadirachtin. Des sous-échantillons de semences pris au hasard devraient être sélectionnés pour chaque source de semences et blocs pour des analyses d'azadirachtin. Les faire étudier dans des laboratoires indépendants, au cas où il y aurait des différences dans les procédires d'analyse et de manipulation. Se rappeler que la production d'azadirachtin et d'huile dans les graines de neem, peut avoir un plus grand potentiel économique que la production de bois et d'ombre. (2) Sélectionner les meilleurs individus, tant pour la production de fruits que pour la production de bois. Les critères de sélection devraient être la forme de l'arbre, le rendement en fruits et la qualité des semences. Multiplier les génotypes supérieurs par le bouturage de racines ou le greffage pour raccourcir le temps requis pour le rendement économique en fruits et augmenter las base de production des génotypes améliorés. (3) Tailler les arbres sélectionnés pour obtenir des branches primaires vigoureuses qui peuvent supporter de bonnes récoltes de fruits et éliminer tout bois malade par le feu. Tailler adéquatement les branches du feuillage pour permette une pénétration équilibrée de la lumière afin d'assurer une pollinisation de fleurs et une production de fruits optimales. (4) Mener des recherches sur la densité optimale des arbres pour la production de fruits et sur les opportunités d'investissements dans l'extraction d'huile et d'azadirachtin en Haiti. Programmer les intrants de gestion pour atteindre l'optimum dans la commercialisation de ces produits dans les conditions rencontrées en Haiti. Déterminer les contraintes du marché pour les produits du neem, en considérant le contexte de production décentralisée. (5) Incorporer une base génétique améliorée du neem dans le système d'extension de PLUS, via des pépinières en pots de PADF et de CARE. Expérimenter tant les semences que le matériel végétatif. Enregistrer soigneusement les données recueillies pépinières pour permettre d'assurer un suivi du stock génétique amélioré. (6) Se procurer de collections de vraies provenances des pays d'origine (e.g. Inde et Burma), établir ces collections sur des sites sûrs comme sources de semences pour le pays et commencer à faire la distribution de ce mélange en même temps que ce qui est déjà utilisé. Etablir des contacts avec le Réseau International de Neem à travers l'USAID, via le Projet F/FRED de Winrock International, DANIDA, CIRAD-Forêts, pour obtenir des collections de semences de provenances disponibles à base assez large et de l'assistance dans l'expédition du germoplasme vers Haiti. Acheter des souches ou boutures du meilleur matériel génétique disponisble, emballées dans de la tourbe stérile. C'est une meilleure alternative que celle des semences, qui est plus susceptible de réussir pour l'établissement de provenances nouvelles ou améliorées d'A. indica en Haiti. (7) Continuer à évaluer l'essai sur une plus longue période, particulièrement pour la résistance aux maladies, pestes et ouragans, la qualité du bois et autres paramètres qui affectent l'impact du potentiel économique au niveau des planteurs haitiens. Se tenir au courant de nouveaux pathogènes, maintenant la correspondance avec l'Instut de Recherches Forestières en Zones Arides (Jodhpur, Inde) et des recherches de littérature menées dans les universités américaines. AFRI publie le Bulletin du Neem, qui est une bonne source d'informations sur l'espèce.