ABOVE-GROUND BIOMASS ESTIMATION OF OPUNTIA FICUS-INDICA (L.) MILL. FOR FORAGE CROP IN A MEDITERRANEAN ENVIRONMENT BY USING NON-DESTRUCTIVE METHODS

In marginal lands Opuntia ficus-indica (OFI) could be used as an alternative fruit and forage crop. The plant vigour and the biomass production were evaluated in Portuguese germplasm (15 individuals from 16 ecotypes) by non-destructive methods, 2 years following planting in a marginal soil and dryland conditions. Two Italian cultivars (Gialla and Bianca) were included in the study for comparison purposes. The biomass production and the plant vigour were estimated by measuring the cladodes number and area, and the fresh (FW) and dry weight (DW) per plant. We selected linear models by using the biometric data from 60 cladodes to predict the cladode area, the FW and the DW per plant. Among ecotypes, significant differences were found in the studied biomass-related parameters and several homogeneous groups were established. Four Portuguese ecotypes had higher biomass production than the others, 3.20 Mg ha−1 on average, a value not significantly different to the improved ‘Gialla’ cultivar, which averaged 3.87 Mg ha−1. Those ecotypes could be used to start a breeding program and to deploy material for animal feeding and fruit production.

Caraterização e avaliação de populações portuguesas de Opuntia ficus-indica (L.) Miller

Em solos de menor aptidão agrícola a figueira da-índia tem interesse como cultura alternativa, quer para a produção de fruto quer como espécie forrageira. Foram caracterizados e avaliados, quanto ao vigor vegetativo e produção de biomassa, por métodos não destrutivos e nos dois primeiros anos apos a plantação, 16 ecótipos portugueses e duas variedades italianas (“Gialla” e “Bianca”) de figueira-da-índia (Opuntia ficus-indica (L.) Miller). A produção de biomassa e vigor vegetativo foram aferidos através da determinação do número de cladódios, área de cladódios e peso verde por planta. Através da análise biométrica de 180 cladódios, foram estabelecidos modelos lineares para a quantificação não destrutiva da área de cladódios e do peso verde por planta. Não foi possível estabelecer um modelo linear para a quantificação não destrutiva da matéria seca.

CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DE POPULAÇÕES PORTUGUESAS DE FIGUEIRA-DA-ÍNDIA Opuntia ficus-indica (L.) Mill

A figueira-da-índia (Opuntia ficus-indica (L.) Mill.) é uma espécie com interesse para alimentação humana e animal, particularmente em áreas geográficas onde a disponibilidade de água é um fator limitante na atividade agrícola. Sendo considerada uma planta forrageira alternativa, pode produzir mais de 10 toneladas de matéria seca por hectare e, em condições limitantes de disponibilidade hídrica, supera as plantas C4 e C3 (Andrade-Montemayor et al., 2011). Acrescem ainda outras utilizações como sejam o controlo de erosão de solos, a constituição de barreiras anti-incêndio e a produção de biogás (Jigar et al., 2011, Sánchez et al., 2012). No contexto atual em que, por parte de alguns agricultores, renasceu o interesse por esta espécie, consideramos ser importante a caracterização e avaliação biométrica de populações portuguesas de O. ficus-indica e a sua comparação com variedades melhoradas, quer com o objetivo da produção de fruto para alimentação humana, quer como planta forrageira. Em maio de 2012 foram plantados, na Escola Superior Agrária de Castelo Branco (39º 49' 17.00''N; 7º 27' 41.00''W), num solo de baixa aptidão agrícola, cladódios de dezasseis populações portuguesas de O. ficus-indica, provenientes de diferentes locais e duas variedades italianas (Gialla e Bianca).

Avaliação de ecótipos de figueira-da-índia [Opuntia ficus-indica L. (Miller)] para produção de fruto

A figueira-da-índia [Opuntia ficus-indica (L.) Miller] é uma espécie da família Cactaceae, com centro de origem e domesticação no México. Possui características morfofisiol��gicas particulares que permitem uma elevada eficiência de utilização da água. Esta espécie representa uma cultura alternativa para as regiões do interior de Portugal onde se prevê que as alterações climáticas possam vir a ter maior impacto. Em Maio de 2012 foram plantados, na Escola Superior Agrária de Castelo Branco num solo de baixa aptidão agrícola, cladódios de dezasseis ecótipos portugueses de O. ficus-indica e duas variedades italianas (“Gialla” e “Bianca”). O delineamento experimental consistiu em blocos casualizados completos com três repetições. O compasso foi de 2,5 x 1,5, com 15 plantas por população e um cladódio por cova. Previamente à plantação foi realizada a fertilização com adubo ternário, na proporção de 40 kg/ha de cada macronutriente (N, P e K). O ensaio foi conduzido em sequeiro nos dois primeiros anos, tendo sido fornecidos aproximadamente 70 mm de água no terceiro ano. Foi realizado o controlo mecânico de infestantes, sem mobilização do solo. As populações foram avaliadas no terceiro ano após a plantação tendo sido quantificada a produção média de frutos por planta (kg), número de frutos e classes de peso do fruto. Relativamente aos parâmetros estudados, verificou-se a existência de diferenças significativas entre as populações. As variedades “Gialla” e “Bianca” foram as mais produtivas destacando-se nitidamente dos ecótipos portugueses, o que reflete a sua origem como material vegetal melhorado. Ainda assim, entre as dezasseis populações portuguesas de O. ficus-indica, foi eleito um pequeno grupo de ecótipos com interesse para produção de fruto e que poderá constituir material de partida para iniciar um programa de melhoramento desta espécie.

Portuguese ecotypes of Opuntia ficus-indica differ in biomass production

The Opuntia ficus-indica (L.) Miller is a species from the Cactaceae family with the center of origin and domestication in central Mexico. This species introduction in the Iberia Peninsula occurred, probably, by the end of the 15th century, after the discovery of America, spreading later throughout the Mediterranean basin. In Portugal, O. ficus-indica is located, usually, with a typical ruderal behavior, at the edge of roads and paths. In Portugal, as in other Mediterranean regions, inlands areas are under severe draught during extensive summers, in particular, and global warming is expected to affect them deeply in the near future. O. ficus-indica, by its morpho-physiological characteristics and multiple economic uses, represent an alternative crop for those regions. Sixteen Portuguese O. ficus indica ecotypes and two ‘Italian’ cultivars ("Gialla" and "Bianca") were evaluated for plant vigor and biomass production, by nondestructive methods, in the two years following planting. Biomass production and plant vigor were measured by estimating cladode number, cladode area and fresh weight per plant. Linear models to predict the area of cladodes and fresh weight per plant were previously established using a biometric analysis of 180 cladodes. It was not possible to establish an accurate linear model for dry matter using non-destructive estimation. Significant differences were found among populations in the studied biomass-related parameters, and different groups were unfolded. A group of four Portuguese ecotypes outperformed in terms of biomass production, comparable with the “Gialla” cultivar. This group could be used to start a breeding program with the objective of deploy material for animal feeding, biomass and fruit production. Nevertheless, the ‘Gialla’ cultivar showed the best performance, achieving the highest biomass related parameters, not surprisingly for it is an improved plant material.

Exploring chalcolithic diet and mobility of humans and animals from Perdigões site

Chalcolithic diet at Perdigões (Reguengos de Monsaraz) was investigated using stable carbon and nitrogen isotope analysis of human bone collagen. Strontium isotopes of faunal dental enamel were used to establish the site local range and to distinguish the presence of non-local individuals. ATR-FTIR and EA analysis were used to determine the degree of bone diagenesis and to evaluate the reliability of the stable isotopic composition for paleodietary reconstruction. The individuals from which paleodietary results were obtained had a diet based on C3 terrestrial resources and some animal protein. Data from Perdigões site, was compared with the published data from other Iberian Chalcolithic populations. Site comparison revealed that diet through Iberian Peninsula have mainly maintained terrestrial dietary focus consistent with animal husbandry and farming on C3 plants with occasional intake of freshwater or marine resources. Strontium isotopic composition of enamel revealed that some of the individuals from Perdigões site were non-local; Resumo: A dieta de indivíduos do período Calcol��tico dos Perdigões (Reguengos de Monsaraz) foi investigada através de análise de isótopos estáveis de carbono e azoto no colagénio ósseo. Isótopos de estrôncio do esmalte dentário de fauna foram utilizados para estabelecer o sinal local dos Perdigões, permitindo distinguir a presença de alguns indivíduos e fauna não-locais. A avaliação da diagénese óssea foi efectuada através de análises realizadas com analisador elementar e com ATR-FTIR, de forma a validar dos resultados isotópicos obtidos. Os indivíduos para os quais foi possivel obter resultados isotópicos de carbono e azoto apresentam uma dieta baseada em recursos terrestres, plantas C3, e alguma proteína animal. A comparação efectuada com outros sitios arqueol��gicos da Peninsula Ibérica revelaram que a dieta das populações é sobretudo feita à base de plantas C3, com ingestão de alguma proteina animal e ingestão ocasional de produtos marinhos ou provenientes de água doce.

Linking thermal imaging to physiological indicators in Carica papaya L. under different watering regimes

Water deficit is the most limiting factor for yield and fruit-quality parameters in papaya crop (Carica papaya L.), deficit-irrigation (DI) strategies offering a feasible alternative to manage limiting water resources. When DI is applied, it is crucial to assess the physiological status of the crop in order to maintain the plant within a threshold value of water stress so as no to affect yield or fruit-quality parameters. The aim of this work was to evaluate the feasibility of thermal imaging in young papaya plants to assess the physiological status of this crop when it is subjected to different DI regimes, studying the relationships between the changes in leaf temperature (Tleaf) and in the major physiological parameters (i.e., stomatal conductance to water vapor, gs; transpiration, E; and net photosynthesis, An). The trial was conducted in a greenhouse from March to April of 2012. Plants were grown in pots and subjected to four irrigation treatments: (1) a full irrigation treatment (control), maintained at field capacity; (2) a partial root-zone drying treatment, irrigated with 50% of the total water applied to control to only one side of roots, alternating the sides every 7 days; (3) a regulated deficit irrigation (50% of the control, applied to both sides of plant); (4) and a non-irrigated treatment, in which irrigation was withheld from both sides of the split root for 14 days, followed by full irrigation until the end of the study. Significant relationships were found between Tleaf and major physiological variables such as gs, E and An. Additionally, significant relationships were found between the difference of leaf-to-air temperature (ΔTleaf–air) and gas-exchange measurements, which were used to establish the optimum range of ΔTleaf–air as a preliminary step to the crop-water monitoring and irrigation scheduling in papaya, using thermal imaging as the main source of information. According to the results, we conclude that thermal imaging is a promising technique to monitor the physiological status of papaya during drought conditions.

Linking thermal imaging to physiological indicators in Carica papaya L. under different watering regimes

Water deficit is the most limiting factor for yield and fruit-quality parameters in papaya crop (Carica papaya L.), deficit-irrigation (DI) strategies offering a feasible alternative to manage limiting water resources. When DI is applied, it is crucial to assess the physiological status of the crop in order to maintain the plant within a threshold value of water stress so as no to affect yield or fruit-quality parameters. The aim of this work was to evaluate the feasibility of thermal imaging in young papaya plants to assess the physiological status of this crop when it is subjected to different DI regimes, studying the relationships between the changes in leaf temperature (Tleaf) and in the major physiological parameters (i.e., stomatal conductance to water vapor, gs; transpiration, E; and net photosynthesis, An). The trial was conducted in a greenhouse from March to April of 2012. Plants were grown in pots and subjected to four irrigation treatments: (1) a full irrigation treatment (control), maintained at field capacity; (2) a partial root-zone drying treatment, irrigated with 50% of the total water applied to control to only one side of roots, alternating the sides every 7 days; (3) a regulated deficit irrigation (50% of the control, applied to both sides of plant); (4) and a non-irrigated treatment, in which irrigation was withheld from both sides of the split root for 14 days, followed by full irrigation until the end of the study. Significant relationships were found between Tleaf and major physiological variables such as gs, E and An. Additionally, significant relationships were found between the difference of leaf-to-air temperature (ΔTleaf–air) and gas-exchange measurements, which were used to establish the optimum range of ΔTleaf–air as a preliminary step to the crop-water monitoring and irrigation scheduling in papaya, using thermal imaging as the main source of information. According to the results, we conclude that thermal imaging is a promising technique to monitor the physiological status of papaya during drought conditions.