Heat stress effects on grain sorghum productivity-biology and modelling

Heat stress can cause sterility in sorghum and the anticipated increased frequency of high temperature events implies increasing risk to sorghum productivity in Australia. Here we summarise our research on specific varietal attributes associated with heat stress tolerance in sorghum and evaluate how they might affect yield outcomes in production environments by a crop simulation analysis. We have recently conducted a range of controlled environment and field experiments to study the physiology and genetics of high temperature effects on growth and development of sorghum. Sorghum seed set was reduced by high temperature effects (>36-38oC) on pollen germination around flowering, but genotypes differed in their tolerance to high temperature stress. Effects were quantified in a manner that enabled their incorporation into the APSIM sorghum crop model. Simulation analysis indicated that risk of high temperature damage and yield loss depended on sowing date, and variety. While climate trends will exacerbate high temperature effects, avoidance by crop management and genetic tolerance seems possible.

SorGSD: a sorghum genome SNP database

Sorghum (Sorghum bicolor) is one of the most important cereal crops globally and a potential energy plant for biofuel production. In order to explore genetic gain for a range of important quantitative traits, such as drought and heat tolerance, grain yield, stem sugar accumulation, and biomass production, via the use of molecular breeding and genomic selection strategies, knowledge of the available genetic variation and the underlying sequence polymorphisms, is required.

Fine Mapping of qDor7, a Major QTL Affecting Seed Dormancy in Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)

Seed dormancy is a key domestication trait for major crops, which is acquired in long-term systems development processes and enables the survival of plants in adverse natural conditions. It is a complex trait under polygenic control and is affected by endogenous and environmental factors. In the present study, a major seed dormancy QTL in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench), qDor7, detected previously, was fine mapped using a large, multi-generational population. The qDor7 locus was delimited to a 96-kb region which contains 16 predicted gene models. These results lay a solid foundation for cloning qDor7. In addition, the functional markers tightly linked to the seed dormancy QTL may be used in marker-assisted selection for seed dormancy in sorghum.

Protein content and amino acid composition of some varieties of grain sorghum

Determination of the protein content and lysine levels of a number of nonhybrid varieties of grain sorghum indicates large variations in the protein content. Statistical analysis of data on amounts of lysine shows that a negative correlation exists between per cent lysine in the protein and per cent protein in the seed. The proportion of various protein fractions in endosperm of five varieties of grain sorghum of both low- and high-protein type has been determined. Results show that prolamine and glutelin are the principal protein fractions, and increased protein levels in sorghum varieties are correlated with an increase mainly in the prolamine fraction. Nine high- and low-protein varieties of grain sorghum have been analyzed for their amino acid composition by ion exchange procedures. One of the high-protein genetic varieties of sorghum has a high concentration of lysine in the seed. Amino acid composition of the protein fractions of two varieties is also reported. These data permit an evaluation of the nutritional quality of sorghum protein and factors that influence the quality of the protein.

Disc electrophoresis of sorghum seed proteins in polyacrylamide gels

Electrophoretic analyses of sorghum flour protein by disc electrophoresis in polyacrylamide gels containing urea have been described. The albumin, globulin, and prolamin fractions of sorghum endosperm meal have been investigated, using pH 9.5 and 4.3 gel systems with four different buffers. Highly complex patterns were observed for all three protein fractions. It has been suggested that this method can provide a convenient tool for the analyses of seed proteins which are relatively insoluble in aqueous buffers.

Sorghum proteinase inhibitors: purification and some biochemical properties

An investigation has been carried out on the proteinase inhibitors of grain sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench). One of the inhibitors has been isolated in a pure form and characterized. The proteinase inhibitor was extracted from the acetone-defatted sorghum meal and purified by selective thermal denaturation, ammonium sulfate fractionation, Sephadex gel filtration and DEAE-cellulose chromatography (DEAE-preparation II). This preparation was demonstrated to be a mixture of three inhibitor components by polyacrylamide disc gel electrophoresis. Further resolution of this mixture into Inhibitors I to III was achieved by QAE-Sephadex chromatography. Sorghum Inhibitor III was homogeneous by the criteria of disc gel electrophoresis and has been more fully characterized. A molecular weight of 25,000 was obtained for Inhibitor III by gel filtration and was in agreement with the value calculated from the amino acid composition of the inhibitor. The N-terminal amino acid residue of Inhibitor III, a single chain protein, was isoleucine. Sorghum proteinase inhibitors inhibit specifically the serine proteinases and are inactive towards the other classes of proteinases. Inhibitor III is primarily a chymotrypsin inhibitor, whereas Inhibitors I and II inhibit both trypsin and chymotrypsin.

Producción y calidad de la biomasa de Zea mays, Sorghum bicolor, Oriza sativa en alfombra forrajera hidropónica.

Con el objetivo de evaluar los tratamientos Zea mays, Sorghum bicolor y Oriza sativa, para determinar su rendimiento y composición química, como alfombra forrajera hidropónico, se realizó un ensayo en el Invernadero del Departamento de Protección Vegetal y Forestal (DEPAF) - Universidad Nacional Agraria, Managua, ubicada en el km 12 ½ carretera norte. Como sustrato para la alfombra se utilizó heno del pasto Cubano CT - 115 (Pennisetum purpureum x P. tiphoydes). Se utilizó un Diseño Completo al Azar, con tres tratamientos y, tres repeticiones. Como unidad experimental se utilizó la cantidad de 1000 gr (1 kg) distribuida uniformemente en bandejas plástica de 0.2034 m2. Las variables de estudio fueron; rendimiento de alfombra en verde y seca, por bandeja y por metro cuadrado; porcentajes de; materia seca, proteína cruda, fibra cruda y cenizas. Se realizaron Análisis de Varianza y, separaciones de medias, usando Duncan (P<0.05). Para el análisis estadístico las variables codificadas en porcentajes se transformaron, según, 2 arco seno p (Dos veces Arco seno de la raíz cuadrada de la proporción). No hubo diferencias significativas (P>0,05) para el rendimiento por bandeja de alfombra en verde entre tratamientos, pero sí para el rendimiento (kg) por bandeja de materia seca (P<0.05) entre la producción del arroz (0.91) y sorgo (0.65), no así entre el arroz y maíz, ni entre el maíz y el sorgo. Resultados similares se encontraron para la producción por m2. No se encontraron diferencias significativas (P>0.05) entre los tres cultivos, oscilando la producción desde 23.59 a 28.35 kg/m2, para sorgo y maíz respectivamente. Se encontraron diferencias significativas (P<0.05) entre tratamientos para la producción de biomasa seca, la mayor producción la obtuvo el arroz y la menor el sorgo (4.48 y 3.22 kg/m2). La gramínea con el porcentaje de MS más alto fue el arroz (16.48), que mostró diferencias significativas (P<0,05) con respecto al sorgo y el maíz; el maíz presentó los porcentajes de MS más bajos (12.41). Respecto a la proteína cruda se encontraron diferencias significativas (P<0.05) entre los cultivos. El mayor contenido (%) se obtuvo en el sorgo (15.01) y el menor (9.76) en el arroz. Los contenidos de fibra cruda presentaron diferencias significativas (P< 0.05) entre el arroz con el maíz y sorgo, no así entre sorgo y maíz. El arroz presentó mayores contenidos (34.59 %), registrándose el menor tenor en el sorgo (19.71 %). Los contenidos de cenizas presentaron las mismas tendencias que la fibra cruda en cuanto a las diferencias estadísticas encontradas. El mayor contenido (%) de cenizas se obtuvo en el arroz (9.31) y el menor para el maíz (4.51). La alfombra forrajera hidropónica es una alternativa viable para la producción de forraje de alta calidad e inocuidad.

Efecto de sistemas de labranza, rotación y control de malezas sobre la cenosis de las malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos de maíz (Zea mays L.) y sorgo (Sorghum bicolor (L) moench)

En este trabajo se estudió el efecto de diferentes sistemas de labranza, métodos de control de malezas y rotaciones de cultivos, sobre la dinámica de la cenósis de las malezas, el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos maíz y sorgo. El ensayo se inició en primera de 1992 en los meses de Mayo a Agosto de 1992, en el Centro Experimental "La Compañía", ubicada en el municipio de Masatepe, Carazo. El ensayo se estableció en un arreglo trifactorial en franjas con 4 repeticiones. Siendo el factor A: Labranza convencional, Labranza mínima, Labranza cero. Factor 8: Rotación maíz-frijol, rotación sorgo-soya, y el factor C: Control químico, control período crítico, control limpia periódica. Los resultados demuestran que el sistema de labranza convencional y el control químico fueron de mejor comportamiento respecto a la abundancia de las malezas para la rotación maíz-frijol, mientras que para la rotación sorgo-soya labranza cero y el control limpia periódica. Presentando menor abundancia esta rotación. Respecto a la cobertura, labranza convencional obtuvo el menor porcentaje para ambas rotaciones, igual que para la diversidad, mientras que labranza cero se destaca en ambas rotaciones para la biomasa con el menor valor. El control limpia periódica fue el de mejores resultados respecto a cobertura, biomasa y diversidad para la rotación sorgo-soya, seguido del control químico se destacan las especies Sorghum halepense y Melanthera aspera. Labranza convencional y el control químico fueron los de mejor comportamiento en el cultivo del maíz lo cual se refleja en el rendimiento. El rendimiento de materia seca se vio favorecido por cero labranza al igual que altura de plantas y número de hojas. El cultivo del sorgo obtuvo los mejores resultados bajo el sistema de labranza cero y el control período crítico.

Influencia de rotación de cultivos y métodos de control sobre la dinámica de las malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor L.) y pepino (Cucumis sativus L.)

En el presente estudio se analizó la influencia que tienen los cultivos antecesores y diferentes métodos de control sobre lo cenosis de malezas y su influencia en el crecimiento, desarrollo y rendimiento en los cultivos de sorgo, maíz y pepino. Dicho trabajo se estableció en la época de primera (1990) en la hacienda “Las mercedes”, en un diseño de parcelas divididas en bloques completos el azar con cuatro repeticiones. Las rotaciones en estudio fueron sorgo – sorgo, sorgo - maíz, soya -maíz, soya - pepino y sorgo - pepino; los métodos de control químico, control por período crítico y limpia periódica. La especie Rottboellia cochichinesis, se presentó como maleza de mayor abundancia en todas las rotaciones a excepción de la rotación soya - repino, que la mayor abundancia la reflejó Cyperus rotundus al momento de la cosecha. Los diferentes controles mostraron un comportamiento similar para los cultivos sorgo y maíz en el número de Individuos para R. Cochichinesis. La rotación soya – pepino presentó) la mayor cobertura a la cosecha y el control químico, atribuyéndose a que no hubo una competencia interespecífica con el cultivo. R. Cochichinesis, se encontró con mayor biomasa, en todas las rotaciones. El cultivo de pepino acumuló la mayor biomasa en el químico para la especie R. Cochininesis, demostrándose un cambio en la asociación de especies donde las poáceas reflejaron la mayor biomasa. La menor diversidad total a la cosecha se presentó en la rotación sorgo – sorgo y la mayor en soya –maíz. En sorgo, los controles período crítico y limpia periódica demostraron la menor diversidad a la cosecha. En maíz la menor diversidad se obtuvo en el control por limpia periódica, ese mismo efecto se observó para el control químico en el cultivo de pepino a la cosecha. En el cultivo del sorgo no reflejó diferencias estadísticas significativas para las variables del crecimiento, desarrollo y rendimiento, al igual en el cultivo de maíz excepto en los diferentes controles, para la variable peso de la mazorca. En el cultivo de pepino existe significancia estadística para la variable longitud de guía, con respecto a los controles a los 54 dds, y en las rotaciones soya –pepino, sorgo – pepino para el diámetro, longitud del fruto y número de frutos.

Efectos de rotación de cultivos y métodos de control de malezas sobre la cenosis de malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento en los cultivos maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L.) moench) y pepino (Cucumis sativus L.)

El presente trabajo experimental se estableció en primera de 1992 en la hacienda "Las Mercedes" Managua. La siembra se realizó el 15 de mayo, se utilizó un diseño de parcelas divididas, siendo el factor A: Rotación de cultivo (tomando como cultivo antecesor Sorgo y Soya) y el factor B: métodos de control de maleza (control químico, control por periodo crítico y control limpia periódica). Se evaluó la influencia de diferentes métodos de control de malezas en diferentes rotaciones de cultivo, la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Los resultados nos reflejan que el cultivo antecedente Sorgo, y el control limpia periódica reflejan los mejores efectos de control de malezas en el cultivo do Maíz, de igual forma el sorgo como cultivo previo y el control químico, mostraron efectos positivos sobre la reducción de malezas en el cultivo de Pepino, mientras que el cultivo antecedente Soya y el control en periodo crítico presentan mayor enmalezamiento. El nivel de enmalezamiento fue menor en las rotaciones Sorgo-Sorgo y Sorgo-Maíz que en las demás rotaciones. En todas éstas predominó la especie Rottboellia cochinchinensis; en mayor grado cuando se utilizó Soya como cultivo antecesor. En cuanto a rendimiento, la rotación Sorgo-Sorgo presentó los mayores rendimientos, cuando el control de malezas se realizó durante el periodo crítico. En el cultivo de Maíz y Pepino, los mayores rendimientos se obtuvieron cuando se utilizó Sorgo como cultivo antecesor y el control químico como medio de lucha contra las malezas.

Influencia de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis, el crecimiento, desarrollo y rendimiento del cultivo de sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) y del cultivo de soya (Glycine max (L) Merr) cv. cristalina

En el presente trabajo se trabajó la influencia de tres métodos de control de malezas en cinco rotaciones de cultivos sobre la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. El ensayo se inició en postrera en 1992 en la Cooperativa Rigoberto López Pérez, Managua, considerando en este trabajo los resultados de la siembra de primera de 1992, se evaluó las rotaciones Sorgo-Sorgo, Maíz-Sorgo, Maíz-Soya, Pepino-Saya y Pepino-Sorgo y los métodos de control químico, control período crítico y control limpia periódica. Los resultados demuestran que el control limpia periódica efectuó un control satisfactorio de las malezas, mientras que los controles químico y por período crítico fueron insuficientes, debido a que predominaban las especies de monocotiledóneas como: cenchrus spp y panicum hurtícaule de Competitividad alargada. Las rotaciones influyen sobre el nivel de enmalezamiento, siendo más bajo en las Rotaciones Pepino-Sorgo y en las Rotaciones Pepino-Saya que en las demás rotaciones. En cuanto al rendimiento los mejores resultados se obtuvieron en la Rotación Pepino-Sorgo con 3,560.33 kg/Ha, (tres mil quinientos sesenta punto treinta y tres kilogramos por hectárea) de Sorgo y Maíz-Soya con 1,484.9 kg/Ha, (un mil cuatrocientos ochenta y cuatro punto nueve kilogramos por hectárea) de Soya debido a que el cultivo ejerció un mayor control sobre las malezas.

Influencia de cultivos antecesores y métodos de control en malezas sobre la cenosis de las malezas, crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos de maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) y pepino (Cucumis sativus L.)

El presente trabajo estudia la influencia de diferentes métodos de control de malezas y diferentes rotaciones de cultivos sobre la dinámica de la cenósis de malezas así también el crecimiento y desarrollo de los cultivos. El ensayo se inició en la época de primera de 1992 en el huerto escolar del Instituto "Rigoberto López Pérez" en Managua. Se utilizó un diseño de parcelas divididas, siendo el factor A: Rotación de cultivos (Sorgo-sorgo, sorgo-maíz, soya-maíz, soya-pepino y sorgo-pepino). Factor B: Control de malezas (control químico, control por período crítico y control limpia periódica). Los resultados demuestran que el control limpia periódica redujo la cenósis de las malezas. El control químico disminuyó en menor grado a las malezas; mientras el control por período crítico resultó ser insuficiente debido al alto grado de enmalezamiento. Las especies que más predominaron fueron las Monocotiledóneas como Cenchrus sp. y Panicum hurticaule. Entre las rotaciones el nivel de enmalezamiento fue menor en las rotaciones sorgo-sorgo y sorgo-pepino, cuando se ejerció el control limpia periódica en relación a las demás rotaciones. En sorgo el mayor rendimiento se obtuvo en los controles control químico y limpia periódica. En el maíz no hubo diferencias significativas ni por cultivo antecedente, ni por métodos de control. En el cultivo de pepino tampoco se detectó diferencia significativa por cultivo antecedente superando numéricamente la soya del sorgo como cultivo antecedente.

Efecto de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis de malezas en los cultivos maíz (Zea mays L), sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) y pepino (Cucumis sativus L)

En este trabajo se estudia la influencia de diferentes métodos de control de malezas en diferentes rotaciones de cultivos, la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. El ensayo se inició en primera de 1991 en la Hacienda "Las Mercedes", Managua considerando en este trabajo los resultados de la siembra de postrera de 1990 se estudió las rotaciones sorgo-sorgo, sorgo-maíz, soya-maíz, soya-pepino y sorgo-pepino, y los métodos de control químico, control por período crítico y control por limpia periódica. Los resultados demuestran que el control limpia periódica efectuó un control satisfactorio de las malezas, mientras los controles período crítico y químico fueron insuficientes debido a la predominancia de especies monocotiledóneas como; R cachinchinensis de competividad alargada y tardía así como C. rotundos y de especies dicotiledóneas como K. máxima C. viscosa. Las rotaciones influyen sobre el nivel de enmalezamiento, siendo más bajo en le rotación sorgo-sorgo y sorgo-maíz que en las de más rotaciones. En cuento a rendimiento los mejores resultados se obtuvieron en la rotación sorgo-maíz y sorgo-pepino, debido a que el cultivo ejerció un mayor control sobre las malezas.