Effects of crop and weed densities on the interactions between barley and Lolium rigidum in several Mediterranean locations

The effects of both barley and Lolium rigidum densities on weed growth and spike production and on crop yield were examined in five field experiments carried out in the Mediterranean drylands of Spain and Western Australia. The aim was to check the consistency of the competitiveness of the crop in different environmental and management conditions. L. rigidum reduced barley yields in most of the experiments (between 0 and 85%), the number of ears per m2 being the most affected. It was found that increasing the barley seeding rate did not reduce the crop losses but did limit weed biomass (between 5 and 61%) and spike production (between 24 and 85%). The variability observed in crop yield losses between sites and seasons was related to rainfall at the beginning of the season. The most sensitive component of yield to weed competition was the number of ears per plant.

Quantitative developmental response to the length of exposure to long photoperiod in wheat and barley

The present study was designed to analyse the effect of the length of exposure to a long photoperiod imposed c. 3 weeks after sowing in spring wheat (cv. UQ189) and barley (cv. Arapiles) to (i) establish whether the response to the number of cycles of exposure is quantitative or qualitative, (ii) determine the existence of a commitment to particular stages well before the stage has been observable, and (iii) study the interrelationships between the effects on final leaf number and phyllochron when the stimulus is provided several days after seedling emergence. Both wheat and barley seemed to respond quantitatively to the number of long-day cycles they were exposed to. However, wheat showed a requirement of approximately 4 long-day cycles to be able to produce a significant response in time to heading. The barley cultivar used in the study was responsive to the minimum length of exposure. The response to extended photoperiod cycles during the stem elongation phase was due to the ‘ memory’ photoperiod effects being related, in the case of wheat, to the fact that the pre-terminal spikelet appearance phase saturated its photoperiod response well before that stage was reached. Therefore, the commitment to the terminal spikelet appearance in wheat may be reached well before this stage could be recognized. As the response in duration to heading exceeded that of the final leaf number, and the stem elongation phase responded to memory effects of photoperiod, the phyllochron of both cereals was responsive to the treatments accelerating the average phyllochron when exposed to longer periods of long days. The response in average phyllochron was due to a switch from bi-linear to linear models of leaf number v. time when the conditions were increasingly inductive, with the phyllochron of the initial (6–8) leaves being similar for all treatments (within each species), and from then on increased.

Barley development as affected by rate of change of photoperiod

The rate of leaf appearance of barley varies substantially with time of sowing. This variation has been related to both the length and the rate of change of photoperiod at the time of plant emergence. An outdoor pot experiment was conducted to test if rate of change of photoperiod directly affects phasic development and rate of leaf emergence of spring barley. Two photoperiod-sensitive cultivars (Bandulla and Galleon) were subjected to five photoperiod regimes: two constant photoperiods, of 14 and 15·5 h, and three different rates of change of photoperiod of c. 2, 9 and 13 min/day from seedling emergence to awn initiation. Photoperiod treatments significantly affected the duration from seedling emergence to awn initiation in both cultivars. Rate of change of photoperiod did not affect the rate of development towards awn initiation independently of the absolute daylength it produced. Although Bandulla had a longer duration than Galleon at any photoperiod regime, the cultivars did not vary in their sensitivity to photoperiod. When this phase was divided into the leaf initiation (LI) and spikelet initiation (SI) phases, it was evident that the sensitivity to photoperiod was not constant, being in general higher during the SI than during the LI phase. However, the magnitude of the change in sensitivity was cultivar-dependent, indicating that sensitivity to photoperiod during the different phases could be under independent genetic control. Final numbers of primordia (leaves together with maximum spikelet number) were negatively affected by increasing photoperiods, but once again, there was no evidence of any effect of the rate of change of photoperiod which was independent of the average photoperiod. Both cultivars showed similar sensitivities for final leaf number but maximum spikelet number was more sensitive to photoperiod in Galleon than in Bandulla. Highly significant linear relationships between leaf number and thermal time were found for all combinations of cultivars and photoperiod regimes (r2 > 0·98). The rate of leaf appearance (RLA) was similar for both cultivars (c. 0·0185 leaves/°Cd) and did not alter during plant development or in response to the change in photoperiod at awn initiation. The range in RLA was greater for Galleon (0·0170–0·0205 leaves/°Cd) than for Bandulla (0·0173–0·0186 leaves/°Cd). Neither of these cultivars exhibited a significant relationship between rate of leaf emergence and photoperiod or rate of change of photoperiod. The lack of significant relationships between RLA and length or rate of change of photoperiod is in contrast with previous reports using time of sowing as a main treatment.

Grain yield, carbon isotope discrimination and mineral content in mature kernels of barley under irrigated and rainfed conditions

The relationship between yield, carbon isotope discrimination and ash content in mature kernels was examined for a set of 13 barley (Hordeum vulgare) cultivars. Plants were grown under rainfed and well-irrigated conditions in a Mediterranean area. Water deficit caused a decrease in both grain yield and carbon isotope discrimination (Δ). The yield was positively related to Δ and negatively related to ash content, across genotypes within each treatment. However, whereas the correlation between yield and Δ was higher for the set of genotypes under well-irrigated (r=0.70, P<0.01) than under rainfed (r=0.42) conditions, the opposite occurred when yield and ash content were related, ie r=-0.38 under well-irrigated and r=-0.73, (P<0.01) under rainfed conditions. Carbon isotope discrimination and ash content together account for almost 60% of the variation in yield, in both conditions. There was no significant relationship (r=-0.15) between carbon isotope discrimination and ash content in well-irrigated plants, whereas in rainfed plants, this relationship, although significant (r=-0.54, P< 0.05), was weakly negative. The concentration of several mineral elements was measured in the same kernels. The mineral that correlated best with ash content, yield and A, was K. For yield and Δ, although the relationship with K followed the same pattern as the relationhip with ash content, the correlation coefficients were lower. Thus, mineral accumulation in mature kernels seems to be independent of transpiration efficiency. In fact, filling of grains takes place through the phloem pathway. The ash content in kernels is proposed as a complementary criterion, in addition to kernel Δ, to assess genotype differences in barley grain yield under rainfed conditions.

Barley Yellow Dwarf Virus (BYDV) y los áfidos en los arrozales levantinos: una prospección

Se ha llevado a cabo una prospección de las poblaciones emigrantes de áfidos alados en el área de La Albufera de Valencia, zona donde se da el «enrojat» del arroz, enfermedad causada por una raza del Barley Yellow Dwarf Virus, y se discute aquí el potencial presumible de las distintas especies como vectores de la enfermedad. Se muestrearon dos áreas con diferente incidencia de la enfermedad, obteniéndose 30 especies, de las que ocho están descritas como vectores de tales virus. Fueron mayores las capturas en las áreas donde se cultivaba el arroz por plantel y transplante con incidencia marcada de la enfermedad, que en otras de menor incidencia. La aparente homogeneidad de la zona hace difícil comprender la razón de tales diferencias. Entre los vectores conocidos de BYDV, sólo Rhopalosiphon padi L. y Hyaiopterus pruni (L) Geof. aparecieron al principio de la estación, cuando tiene lugar la infección, con poblaciones considerables. E1 primero es el vector conocido de la enfermedad. El segundo, es de las pocas especies que tiene niveles similares de captura en ambas áreas. Ninguno de los otros áfidos vectores capturados como alados parece verdaderamente importante para la transmisión a pleno campo por lo tardío de su llegada a los campos o por razones de su ciclo vital. Se ha intentado estudiar el potencial de Hyalopterus pruni, pulgón muy abundante en los carrizos como transmisor a corta distancia a partir de estas plantas. No se han obtenido resultados positivos ni a partir de la planta, ni a partir de áfidos alimentados en arroz o avena infectadas previamente con la enfermedad.

Progress in the Spanish National Barley Breeding Program

The Spanish Barley Breeding Program is carried out by four public research organizations, located at the most representative barley growing regions of Spain. The aim of this study is to evaluate the program retrospectively, attending to: i) the progress achieved in grain yield, and ii) the extent and impact of genotype-by-environment interaction of grain yield. Grain yields and flowering dates of 349 advanced lines in generations F8, F9 and F10, plus checks, tested at 163 trials over 11 years were analized. The locations are in the provinces of Albacete, Lleida, Valladolid and Zaragoza. The data are highly unbalanced because the lines stayed at the program for a maximum of three years. Progress was estimated using relative grain yield and mixed models (REML) to homogenize the results among years and locations. There was evident progress in the program over the period studied, with increasing relative yields in each generation, and with advanced lines surpassing the checks in the last two generations, although the rate of progress was uneven across locations. The genetic gain was greater from F8 to F9 than from F9 to F10. The largest non-purely environmental component of variance was genotype-by-location-by-year, meaning that the genotype-by-location pattern was highly unpredictable. The relationship between yield and flowering time overall was weak in the locations under study at this advanced stage of the program. The program can be continued with the same structure, although measures should be taken to explore the causes of slower progress at certain locations.

Evaluación de efectos de varios tipos de biochar en suelo y planta

El objetivo de este proyecto ha sido analizar los posibles efectos del biochar obtenido de restos de biomasa de resinosas, de caducifolios y de un lodo de depuradora por tres procedimientos de pirolisis (lenta, rápida y gasificación), sobre un suelo (Haploxerept típico) y una planta de interés agrícola (Hordeum vulgare). Adicionalmente, se han comparado los efectos del biochar con los producidos por la aplicación de los materiales originales, y la interacción del biochar sobre el fertilizante mineral incorporado al suelo. Por último, se ha completado el trabajo con la observación de la influencia del biochar en la formación de micorrizas. Para llevar a cabo este estudio se ha realizado un ensayo en invernadero y diferentes análisis en laboratorio que han permitido el estudio comparativo de la germinación y crecimiento de la cebada, y de diferentes parámetros fisicoquímicos del suelo que podrían explicar la respuesta de las plantas crecidas sobre los distintos tipos de biochar. A partir de la interpretación de los resultados se ha determinado que los diferentes tipos de biochar han provocado un mayor desarrollo de la cebada en comparación con la aplicación de sus respectivas materias primas, o bien se ha observado la desaparición de efectos inhibidores como en el caso de los lodos de depuradora. Por otro lado, ha destacado el biochar obtenido por pirólisis lenta del resto de los biochars puesto que se ha observado menor mineralización de su materia orgánica de los suelos y mayor eficiencia en el desarrollo de las plantas. Por último, el efecto de la enmienda orgánica en forma de biochar sobre el desarrollo de las plantas ha sido menor que el efecto provocado directamente por la fertilización mineral.

Efecto de los usos del suelo en la emisión de dióxido de carbono del suelo a la atmósfera en un agroecosistema semiárido del Valle del Ebro

Los cambios en los usos del suelo han contribuido de manera importante al incremento de gases de efecto invernadero en la atmósfera, especialmente de dióxido de carbono, aumentando sus emisiones desde 1970 en un 80%. Estos cambios causan la alteración de los suelos provocando un impacto sobre el ciclo del carbono, aumentando las tasas de descomposición de la fracción orgánica creando así un flujo de CO2 a la atmosfera. Entre las recomendaciones del Panel Intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, en inglés), y contemplado en el Protocolo de Kyoto, se encuentra el proceso de secuestro de carbono en suelos, que implica la eliminación del CO2 atmosférico por parte de las plantas y su almacenamiento como materia orgánica del suelo. Para poder favorecer dicho proceso, en un determinado tipo de ecosistema, es fundamental conocer cuáles son los factores que gobiernan la respiración del suelo y el impacto que tienen los diferentes usos en la emisión de CO2. En el presente trabajo se han estudiado 4 usos del suelo representativos del secano aragonés: un monocultivo de cebada en siembra directa (NT), un suelo abandonado labrado (AC), un suelo abandonado no alterado (AU) y un suelo forestal (FR) con el objetivo de conocer sus tasas de respiración, la influencia de diferentes parámetros edáficos en ellas, y proponer cambios en el uso del suelo que ayuden a mitigar estas emisiones. Además, se ha dedicado un apartado para conocer cómo influyen diferentes técnicas de fertilización nitrogenada (mineral y orgánica) en la respiración de un monocultivo de cebada en siembra directa. En cuanto a los usos, los resultados obtenidos tanto in situ como en laboratorio muestran una mayor respiración en AC, siendo los valores más bajos los de NT y FR. Una de las principales conclusiones es que la supresión del laboreo y del periodo de barbecho largo, así como la conversión de tierras abandonadas y marginales a cultivos y zonas forestales se presentan en este tipo de ecosistemas como prácticas de secuestro de carbono. En el estudio de aplicación de fertilizantes, no se observó ningún cambio en la respiración del suelo después de la aplicación de nitrógeno mineral. En cambio, el suelo fertilizado con purín sí que mostró picos de emisión durante las siguientes horas a la incorporación de éste, debido fundamentalmente a su alto contenido de carbono lábil.

Proteins influencing foam formation in wine and beer: the role of yeast

This review focuses on the role of proteins in the production and maintenance of foam in both sparkling wines and beer. The quality of the foam in beer but especially in sparkling wines depends, among other factors, on the presence of mannoproteins released from the yeast cell walls during autolysis. These proteins are hydrophobic, highly glycosylated, and their molecular masses range from 10 to 200 kDa characteristics that allow mannoproteins to surround and thus stabilize the gas bubbles of the foam. Both the production and stabilization of foam also depend on other proteins. In wine, these include grape-derived proteins such as vacuolar invertase; in beer, barley-derived proteins, such as LTP1, protein Z, and hordein-derived polypeptides, are even more important in this respect than mannoproteins

Stable carbon isotopes in archaeobotanical remains and palaeoclimate

Es descriu una metodologia recent per a inferir la precipitació en el passat basada en l’anàlisi de la composició isotòpica del carboni (δ13C) en restes arqueobotàniques. Un cop descrita la base fisiològica de la tècnica, s’il·lustra l’aplicabilitat de δ13C mitjançant un exemple referent al NE peninsular. Hom pretén proporcionar una estimació quantitativa de l’evolució de la precipitació estacional (primavera) i anual al llarg dels darrers quatre mil anys basada en δ13C. Les mostres analitzades comprenen carbons (pi blanc) i llavors carbonitzades (blat i ordi), i s’obtenen estimes pluviomètriques superiors en el passat que actualment, amb una tendència gradual cap a condicions progressivament més àrides. No obstant això, aquesta tendència no esdevé uniforme, i es detecten dues fases de major precipitació (1800-900 aC; 300 aC - 300 dC) alternadament amb períodes relativament secs (900-300 aC; 900 dC - present). Dels resultats presentats també es desprèn que la importància relativa de la pluja primaveral en el passat fou variable. Des d’aproximadament el 300 aC en endavant, el període primaveral subministrà una major proporció de pluja anual que actualment. Contràriament, durant el període 1800-800 dC la seva contribució va esdevenir inferior, i va aparèixer una fase transitòria (800-300 aC) que mostra una recuperació sobtada en aportació primaveral. Posteriorment a aquesta fase la sincronia de canvis en δ13C en granes i carbons suggereix l’arribada del clima mediterrani a la regió.

Registro arqueobotánico de Cataluña occidental durante el II y I milenio a.n.e.

Se presenta una síntesis de los resultados obtenidos en los estudios de semillas y frutos realizados durante los últimos años en la Cataluña Occidental (especialmente en el llamado Llano Occidental Catalán) en yacimientos del II y I milenio a.n.e. Entre las plantas cultivadas destacan claramente los cereales, sobre todo la cebada vestida (Hordeum vulgare) y el trigo común/duro (Triticum aestivum/durum), con escasa presencia de leguminosas, siendo las más representadas la lenteja (Lens culinaris) y el guisante (Pisum sativum). Nuevos cultivos como los mijos (Panicum miliaceum y Setaria italica) o el lino (Linum usitatissimum) se detectan ya desde mediados del II milenio, mientras que otros como la avena (Avena sativa) se introducen en época ibérica. Se han recuperado también testimonios de recolección, como las bellotas (Quercus sp.) o la uva silvestre (Vitis vinifera ssp. sylvestris), así como de la vegetación arvense, principalmente el raygrás (Lolium sp.).

Plantas hospedantes de Rhopalosiphum maidis (Fitch) (Homoptera: Aphididae) y su papel en el ciclo biológico del pulgón en Cataluña

Se evaluó el papel de las distintas plantas hospedantes de Rhopalosiphum maidis (Fitch) en el ciclo biológico anual de los dos cariotipos más comunes en Cataluña (2n = 8 y 2n = 10 cromosomas) mediante el seguimiento de poblaciones de pulgones en cereales de invierno y verano y en gramíneas espontáneas. Asimismo se registró la densidad de R. maidis en parcelas comerciales de maíz y se determinó el periodo de colonización mediante la instalación de una trampa de succión. Las gramíneas espontáneas juegan un papel fundamental en el ciclo biológico anual de ambos cariotipos. Los pulgones de cariotipo 2n = 10 pueden vivir sobre cebada durante el otoño, invierno y primavera, y sobre gramíneas adventicias, como Setaria sp. y Echinochloa crus-galli ((L.) P. Beauv.), en verano e inicios de otoño; la superposición del ciclo de estas gramíneas permite a los pulgones con este cariotipo cerrar su ciclo anual en ellas. En el caso de los pulgones de cariotipo 2n = 8, el sorgo es el principal hospedante de verano; la cañota constituye un hospedante básico en primavera y otoño, pudiendo actuar como hospedante en inviernos extremadamente cálidos. El periodo primaveral de colonización del maíz por R. maidis se produjo principalmente en mayo y duró hasta mediados de junio. El número de alados capturados en la trampa de succión, así como el de individuos hallados sobre plantas, fue muy bajo tanto en mayo como en junio. Los resultados obtenidos sugieren que el maíz no juega un papel relevante en el ciclo de R. maidis. Se analizan algunas de las posibles causas de este fenómeno.

Ensayo de preferencia de individuos alados de Rhopalosiphum maidis (Fitch) (Homoptera: Aphididae) sobre siete gramíneas cultivadas

Se evaluó en laboratorio la preferencia de dos poblaciones leridanas de Rhopalosiphum maidis (Fitch) en la colonización de siete gramíneas cultivadas. Una de las poblaciones fue recogida sobre cañota (Sorghum halepense C. (L.) Pers.) y su cariotipo era 2n = 8. Los individuos de la otra población presentaban un cariotipo 2n = 10 y procedían de cebada. Las gramíneas testadas fueron: sorgo, maíz, trigo, trigo duro, cebada, triticale y avena. Los individuos alados de ambas poblaciones colonizaron los siete cereales aunque de distinta manera. El sorgo fue preferentemente colonizado por los pulgones con cariotipo 2n = 8 y el número de ninfas producidas en 48 horas fue mayor que en el resto de las gramíneas testadas. Los pulgones con cariotipo 2n = 10 mostraron preferencia por la cebada. Los alados de ambas poblaciones fueron incapaces de reproducirse sobre las plantas de maíz.

Efecto de los usos del suelo en la emisión de dióxido de carbono del suelo a la atmósfera en un agroecosistema semiárido del Valle del Ebro

Los cambios en los usos del suelo han contribuido de manera importante al incremento de gases de efecto invernadero en la atmósfera, especialmente de dióxido de carbono, aumentando sus emisiones desde 1970 en un 80%. Estos cambios causan la alteración de los suelos provocando un impacto sobre el ciclo del carbono, aumentando las tasas de descomposición de la fracción orgánica creando así un flujo de CO2 a la atmosfera. Entre las recomendaciones del Panel Intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, en inglés), y contemplado en el Protocolo de Kyoto, se encuentra el proceso de secuestro de carbono en suelos, que implica la eliminación del CO2 atmosférico por parte de las plantas y su almacenamiento como materia orgánica del suelo. Para poder favorecer dicho proceso, en un determinado tipo de ecosistema, es fundamental conocer cuáles son los factores que gobiernan la respiración del suelo y el impacto que tienen los diferentes usos en la emisión de CO2. En el presente trabajo se han estudiado 4 usos del suelo representativos del secano aragonés: un monocultivo de cebada en siembra directa (NT), un suelo abandonado labrado (AC), un suelo abandonado no alterado (AU) y un suelo forestal (FR) con el objetivo de conocer sus tasas de respiración, la influencia de diferentes parámetros edáficos en ellas, y proponer cambios en el uso del suelo que ayuden a mitigar estas emisiones. Además, se ha dedicado un apartado para conocer cómo influyen diferentes técnicas de fertilización nitrogenada (mineral y orgánica) en la respiración de un monocultivo de cebada en siembra directa. En cuanto a los usos, los resultados obtenidos tanto in situ como en laboratorio muestran una mayor respiración en AC, siendo los valores más bajos los de NT y FR. Una de las principales conclusiones es que la supresión del laboreo y del periodo de barbecho largo, así como la conversión de tierras abandonadas y marginales a cultivos y zonas forestales se presentan en este tipo de ecosistemas como prácticas de secuestro de carbono. En el estudio de aplicación de fertilizantes, no se observó ningún cambio en la respiración del suelo después de la aplicación de nitrógeno mineral. En cambio, el suelo fertilizado con purín sí que mostró picos de emisión durante las siguientes horas a la incorporación de éste, debido fundamentalmente a su alto contenido de carbono lábil.