Eucalyptus plantations are already planted in - or expanding to - water-limited regions with a high risk of severe drought. In future drier climate including extreme events, the growth responses and xylem plasticity of trees to droughts, and the growth recovery ability following severe droughts emerge as a crucial for the sustainability of forest plantations. Also, since fertilizers such as potassium (K) are intensively used to achieve high productivity for Eucalyptus grandis in these regions, it is important to know the interactive effects of K fertilization and water availability over a full rotation, not only in productivity but also in wood properties, since they are determinants of the quality and yield of products. To address these concerns, two experimental plantations of E. grandis were set up in Itatinga, São Paulo, Brazil. (i) A 6-year experiment involving two levels of water regime: 37% throughfall reduction and undisturbed throughfall, and two levels of fertilization: K addition and non-K addition; and (ii) another 6-year experiment involving two levels of water regime: 80% throughfall reduction and undisturbed throughfall. In the first experiment, the main objectives were to evaluate the interactive effects of K fertilization, water availability, and age on basal area increment (BAI) and wood quality and test if K fertilization increases xylem plasticity in response to drought. The second experiment's main objective was to evaluate the growth recovery ability following 80% throughfall reduction. The study focused on the changes in basal area, stem radius, and total height measured by high-temporal resolution dendrometers and periodical surveys of trees. Xylem traits measured were wood density (WD), cell wall fraction (CWF), cell density (CDen), theoretical xylem specific hydraulic conductivity (Kst), vessel diameter (VD), vessel density (VDen), vessel area (VA), and vulnerability index (VI). Wood properties comprised heartwood proportion, fibers size, and wood density. The results show that K fertilization increased growth rate over the full rotation. However, these effects were highly dependent of water availability, increasing BAI by 3-fold in well-watered seasons but stopping growth in severe seasonal drought periods. The 37% throughfall reduction affected growth only in K-fertilized trees until 2.5 years after planting. K fertilization increased xylem traits plasticity. The 80% reduction in throughfall over 3 years significantly reduced tree growth rates by 73% in basal area and 95% in total height. However, under normal water availability following throughfall reduction, the basal area growth rate of water-stressed trees was 97% higher than that of the control trees while total height growth rate was only 8% higher. Despite the severe water stress, no tree mortality was observed. Trees recovered 51% of their basal area over the 31-month recovery period. In contrast, only 5% of total height was recovered. It demonstrates a great recovery ability of E. grandis trees in basal area growth. Regarding wood quality, K fertilization did not promote significant losses in wood quality, even under water stress over a complete rotation.

As plantações de eucalipto já estão estabelecidas ou se estão expandindo para regiões com deficiência hídrica com alto risco de seca severa. Em climas futuros mais secos, incluindo eventos extremos, as respostas de crescimento e a plasticidade do xilema das árvores às secas e a capacidade de recuperação do crescimento após secas severas emergem como fatores cruciais para a sustentabilidade das plantações florestais. Além disso, uma vez que fertilizantes como o potássio (K) são usados intensivamente para alcançar alta produtividade do Eucalyptus grandis nessas regiões, é importante conhecer os efeitos interativos da fertilização com K e da disponibilidade de água ao longo de uma rotação completa, não apenas na produtividade, mas também nas propriedades da madeira, pois são determinantes da qualidade e do rendimento dos produtos. Para atender a essas preocupações, duas plantações experimentais de E. grandis foram instalados em Itatinga, São Paulo, Brasil. (i) Um experimento de 6 anos envolvendo dois níveis de regime hídrico: 37% de redução da precipitação e precipitação não perturbada, e dois níveis de fertilização: adição de K e não adição de K; e (ii) outro experimento de 6 anos envolvendo dois níveis de regime hídrico: 80% de redução de precipitação e precipitação não perturbada. No primeiro experimento, os objetivos principais foram avaliar os efeitos interativos da fertilização com K, disponibilidade de água e idade, no incremento em área basal (BAI) e na qualidade da madeira, mesmo como testar se a fertilização com K aumenta a plasticidade do xilema em resposta à seca. O objetivo principal do segundo experimento foi avaliar a capacidade de recuperação do crescimento após uma redução de 80% na precipitação. O estudo se concentrou nas mudanças na área basal, raio do tronco e altura total, medida por dendrômetros de alta resolução temporal e censos das árvores. As características do xilema medidas foram a densidade da madeira (WD), fração da parede celular (CWF), densidade de células (CDen), condutividade hidráulica específica teórica do xilema (Kst), diâmetro do vaso (VD), densidade de vasos (VDen), área ocupada por vasos (VA), e índice de vulnerabilidade (VI). As propriedades da madeira compreenderam a proporção do cerne, o tamanho das fibras e a densidade da madeira. Os resultados mostram que a fertilização com K aumentou a taxa de crescimento ao longo da rotação completa. No entanto, esses efeitos eram altamente dependentes da disponibilidade de água, aumentando o BAI em 3 vezes em estações chuvosas, mas interrompendo o crescimento em períodos de seca sazonal severa. A redução de 37% da precipitação afetou o crescimento apenas em árvores fertilizadas com K até 2,5 anos após o plantio. A fertilização com K aumentou a plasticidade das características do xilema. A redução de 80% na precipitação ao longo de 3 anos reduziu significativamente as taxas de crescimento das árvores em 73% na área basal e 95% na altura total. No entanto, sob a disponibilidade normal de água após o fim da redução da precipitação, a taxa de crescimento da área basal das árvores foi 97% maior do que a das árvores de controle, enquanto a taxa de crescimento da altura total foi apenas 8% maior. Apesar do severo estresse hídrico, não foi observada mortalidade de árvores. As árvores recuperaram 51% de sua área basal ao longo do período de recuperação de 31 meses. Em contraste, apenas 5% da altura total foi recuperada. Isto demonstra a grande capacidade de recuperação das árvores de E. grandis no crescimento da área basal. Em relação à qualidade da madeira, a fertilização com K não promoveu perdas significativas na qualidade da madeira, mesmo sob estresse hídrico ao longo de uma rotação completa.