Anatomical and variation of physical properties in the axial direction of three bamboo species in the eastern Amazon of Peru

Leif Armando Portal-Cahuana; Andrés  Caceres Velarde; Gilmara  Pires de Moura Palermo

doi:10.17268/sci.agropecu.2023.004

Autores

Leif Armando Portal-Cahuana Universidade de São Paulo, Escola de Agricultura Luiz de Queiroz - USP/ESALQ, Departamento de Recursos Florestais, Piracicaba. Brazil https://orcid.org/0000-0002-2717-4348
Andrés Caceres Velarde Consultor independiente
Gilmara Pires de Moura Palermo Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro-UFRRJ, Instituto de Floresta, Seropédica, Rio de Janiero, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2023.004

Palavras-chave:

vascular bundles, basic density, tropical forest, Bambusa vulgaris, Gigantochloa apu, Guadua weberbaueri

Resumo

Bamboos are abundant and versatile, hence their growing interest throughout the world in a variety of uses, however, there is little technical information on the anatomy and physical properties that are important to further expand and diversify its uses. For them, the objective was to characterize the anatomy and variation in the axial direction of the physical properties of the three bamboo species in the Madre de Dios region. For this, the bamboo species were collected: Bambusa vulgaris, Gigantochloa apus, and Guadua weberbaueri were through destructive methods, collecting three culms from different bushes and obtaining samples at different heights of the culm (base, intermediate and apex). The anatomy was performed at the base of the culm and the physical properties at the three axial positions. The results show that at the anatomical level, there is a difference between the three species mainly due to the vascular bundles, on the physical properties there was also a difference between species and the variation in the axial direction there was variation in the three positions, in addition, the grouping analysis showed that the species Bambusa vulgaris and Gigantochloa apu form a group due to their anatomical characteristics and physical properties, while Guadua weberbaueri was not grouped with either. Finally, the appropriate uses of the three bamboo species are directly related to their anatomy and physical properties, being key to their sustainable use in tropical forests.

Biografia do Autor

Leif Armando Portal-Cahuana, Universidade de São Paulo, Escola de Agricultura Luiz de Queiroz - USP/ESALQ, Departamento de Recursos Florestais, Piracicaba. Brazil

Andrés Caceres Velarde, Consultor independiente

Ingeniero Forestal y Medio Ambiente se desempeña como consultor independiente

Gilmara Pires de Moura Palermo , Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro-UFRRJ, Instituto de Floresta, Seropédica, Rio de Janiero, Brasil

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (1998), graduação em Pedagogia: Habilitação em Inspeção Escolar pela Faculdade de Ciências Aplicadas Sagrado Coração de Jesus (1991), mestrado e Doutorado em Ciências Ambientais e Florestais pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2003 e 2010). Professora da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, no Instituto de Florestas. Tem experiência na área de tecnologia de produtos florestais (madeireiros e não madeireiros), poluição acidental e atmosférica. Ministra as disciplinas de Tecnologia da Madeira, Tecnologia de Produtos Florestais Não Madeireiros e Metodologia Científica Aplicada às Ciências Florestais. Desenvolve pesquisas voltadas para o desenvolvimento de tecnologia de produtos florestais madeireiros e não madeireiros incluindo a ótica da sustentabilidade.

Referências

Al-Rukaibawi, L. S., Omairey, S. L., & Károlyi, G. (2021). A numerical anatomy-based modelling of bamboo microstructure. Construction and Building Materials, 308, 125036.

Berndsen, R. S., Klitzke, R. J., Batista, D. C., Nascimento, E. M., & Ostapiv, F. (2010). Propriedades físicas do bambu-mossô (Phyllostachys pubescens Mazel ex H. de Lehaie) em diferentes idades e posições do colmo. FLORESTA, 40(1).

Brito, F., Paes, J., Oliveira, J., Arantes, M., & Fantuzzi, H. (2015). Caracterização Anatômica e Física do Bambu Gigante (Dendrocalamus giganteus Munro). Floresta e Ambiente, 22(4), 559-566.

Correal, J. F., Calvo, A. F., Trujillo, D. J. A., & Echeverry, J. S. (2022). Inference of mechanical properties and structural grades of bamboo by machine learning methods. Construction and Building Materials, 354, 129116.

Estacio, D. G. (2013). Evaluación de las Propiedades Físico—Mecánicas del Bambú—Bagua—Amazonas. Univercidad Nacional de Cajamarca, Cajamarca-Perú.

Gangwar, T., & Schillinger, D. (2019). Microimaging-informed continuum micromechanics accurately predicts macroscopic stiffness and strength properties of hierarchical plant culm materials. Mechanics of Materials, 130, 39-57.

Lian, C., Chen, H., Zhang, S., Liu, R., Wu, Z., & Fei, B. (2021). Characterization of ground parenchyma cells in Moso bamboo (Phyllostachys edulis–Poaceae). IAWA Journal, 43(1-2), 92-102.

Lian, C., Yuan, J., Luo, J., Zhang, S., Liu, R., et al. (2022). Microfibril orientation of the secondary cell wall in parenchyma cells of Phyllostachys edulis culms. Cellulose, 29(6), 3153-3161.

Liu, S., He, T., Wang, J., Chen, J., Guo, J., et al. (2022). Can quantitative wood anatomy data coupled with machine learning analysis discriminate CITES species from their look-alikes? Wood Science and Technology, 56, 1567-1583.

Maya, J. M., Camargo, J. C., & Marino, O. (2017). Características de los culmos de guadua de acuerdo al sitio y su estado de madurez. Colombia Forestal, 20(2), 171.

Mbamu, M. F. A. de O., Nascimento, A. M. do, Garcia, R. A., Jesus, D. S. de, & Souza Junior, A. D. de. (2020). Propriedades físicas dos bambus das espécies Phyllostachys aurea e Bambusa tuldoides após tratamento térmico. Revista Ciência da Madeira - RCM, 11(2), 85-92.

MINAGRI. (2008). Plan Nacional de Promoción del Bambú 2008-2020 (2da. Edición). Lima - Perú. Recuperado de https://www.serfor.gob.pe/portal/wp-content/uploads/2017/04/Plan%20Nacional%20del%20Bambu.pdf

Monge, M., Sánchez, M., Huanca, L. A., & Moreno, A. (2019). El bambú (Guadua angustifolia spp.) como alternativa de conducción para un sistema de riego por multicompuertas. Anales Científicos, 80(1), 240.

Montiel, M., Jiménez, V. M., & Guevara, E. (2006). Caracterización anatómica ultraestructural de las variantes “Atlántica”, “Sur” y “Cebolla” del bambú, Guadua angustifolia (Poaceae: Bambusoideae), en Costa Rica. Rev. Biol. Trop., 54, 12.

NTP N°251.008. (2016). Maderas. Selección y Colección de Muestras.

NTP N°251.010. (2016). Maderas. Método de Determinación de Contenido de Humedad.

NTP N°251.011. (2016). Maderas. Método de Determinación de Densidad.

NTP N°251.012. (2016). Maderas. Método de Determinación de Contracción.

Ordóñez, V. R., & Bárcenas, G. M. (2014a). Propiedades físicas y mecánicas de tres especies de guaduas mexicanas (Guadua aculeata, Guadua amplexifolia y Guadua velutina). Madera y Bosques, 20(2), 111-125.

Ordóñez, V. R., & Bárcenas, G. M. (2014b). Propiedades físicas y mecánicas de tres especies de guaduas mexicanas (Guadua aculeata, Guadua amplexifolia y Guadua velutina). Madera y Bosques, 20(2), 111-125.

Ortíz, K. S. (2017). Caracterización y clave de identificación de los bambúes en la región nor-oriental (San Martín, Amazonas y Cajamarca) (Universidad Nacional Agraria La Molina). Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú. Recuperado de http://repositorio.lamolina.edu.pe/handle/UNALM/2987

Osorio, J. A., Vélez, J. M., & Ciro, H. J. (2007). Determinación de la relación de posición de la Guadua angustifolia Kunth a partir de procesamientos de imágenes y su relación con la estructura interna. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín, 60(2), 4067-4076.

Portal, L. (2008). Propiedades físico-mecánico y características anatómicas de la especie Crepidospermum goudotianum triana & planch- proveniente del Tahuamanu-Madre de Dios. Tesis, Universidad Nacional Amazónica de Madre de Dios, Puerto Maldonado, Perú.

Rodrigues, Y. A., Santos, S. K., Costa, F. H. S., Oliveira Junior, J. B., Barbosa, S. B., Lobao, M. S., & Alcântara, B. K. de. (2020). Anatomical characterization of the roots, leaves and culms of Guadua weberbaueri in different growing environments. Advances in Forestry Science, 7(2), 1025-1033.

RStudio Team. (2015). RStudio: Integrated Development Environment for R. Boston, MA. Recuperado de http://www.rstudio.com/

Rusch, F., Hillig, É., Trevisan, R., Chagas, E., & Faber, R. (2020). Propriedades físicas e mecânicas de hastes adultas de diferentes espécies de bambu_ uma revisão. Brazilian Journal of Development, 6(4), 22549-22566.

Thirunirai, R., Parthiban, K. T., & Umesh, S. (2017). Physio-Chemical Properties of Bamboo Genetic Resources at Various Age Gradations. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6(8), 1671-1681.

Wahab, R., Rasat, M. S. M., Mohammad, M., Samsi, H. W., Tamizi, M., & Ahmad, M. I. (2016). Properties of Oil Heat-Treated Four Year-old Tropical Bamboo Gigantochloa Levis. Advances in Environmental Biology, 10(2).

Wang, X., Chen, L., Huang, B., Yuan, J., Shang, L., et al. (2022). Quantitative characterization of bamboo cortex structure based on X-ray microtomography. Cellulose, 29(8), 4335-4346.

Zaragoza, I., Borja, A., Zamudio, F. J., Ordóñez, V. R., & Bárcenas, G. M. (2014). Anatomía del culmo de bambú (Guadua aculeata Rupr.) de la región nororiental del estado de Puebla, México. Madera y Bosques, 20(3), 87.