Simulating growth, development, and yield of tillering pearl millet. III. Biomass accumulation and partitioning

Pearl millet landraces from Rajasthan, India, yield significantly less than improved cultivars under optimum growing conditions, but not under stressed conditions. To successfully develop a simulation model for pearl millet, capable of capturing such genotype x environment (G x E) interactions for grain yield, we need to understand the causes of the observed yield interaction. The aim of this paper is to quantify the key parameters that determine the accumulation and partitioning of biomass: the,light extinction coefficient, radiation use efficiency (RUE), pattern of dry matter allocation to the leaf blades, the determination of grain number, and the rate and duration of dry matter accumulation into individual grains. We used data on improved cultivars and landraces, obtained from both published and unpublished sources collected at ICRISAT, Patancheru, India. Where possible, the effects of cultivar and axis (main shoot vs. tillers) on these parameters were analysed, as previous research suggested that G x E interactions for grain yield are associated with differences in tillering habit. Our results indicated there were no cultivar differences in extinction coefficient, RUE, and biomass partitioning before anthesis, and differences between axes in biomass partitioning were negligible. This indicates there was no basis for cultivar differences in the potential grain yield. Landraces, however, produced consistently less grain yield for a given rate of dry matter accumulation at anthesis than did improved cultivars. This was caused by a combination of low grain number and small grain size. The latter was predominantly due to a lower grain growth rate, as genotypic differences in the duration of grain filling were relatively small. Main shoot and tillers also had a similar duration of grain filling. The low grain yield of the landraces was associated with profuse nodal tillering, supporting the hypothesis that grain yield was below the potential yield that could be supported by assimilate availability. We hypothesise this is a survival strategy, which enhances the prospects to escape the effects of stress around anthesis. (C) 2002 E.J. van Oosterom. Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Identification of micronutrient deficiency of wheat in the Peshawar Valley, Pakistan

A field experiment was conducted to study the effect of micronutrients, zinc (Zn), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), boron (13) and a commercial fritted micronutrient product called Zarzameen, on the yield and the yield components of wheat (Triticum aestivum L.), in the Peshawar valley, Pakistan. Different combinations of Zn, Cu. Fe. Mn, B, and Zarzameen were applied at the rate of 4.0, 2.0, 5.0, 2.0, 1.0 kg ha(-1) and 1.0 kg ha(-1), respectively, along with a basal dose of 100 kg ha(-1) nitrogen(N), 75 kg ha(-1) phosphorus (P) and 50 kg ha(-1) potassium (K). The fertilizer treatments (macro- and micronutrients) increased wheat dry matter, grain yield, and straw yield significantly over an unfertilized control. Soil tests for B and Zn were increased both at boot and harvesting stage, and Fe at boot stage, with the addition of micronutrients. Plants without B had showed classical B deficiency symptoms at grain formation stage, but not at vegetative stage. Boron concentration in the dry matter of wheat plants increased with the addition of the B fertilizer in the soil. Boron deficiency was not observed in plants containing >4 mg B kg(-1) at the boot stage, or in soils containing > 1.4 mg kg(-1) hot water soluble B.

MAX4 and RMS1 are orthologous dioxygenase-like genes that regulate shoot branching in Arabidopsis and pea

Shoot branching is inhibited by auxin transported down the stem from the shoot apex. Auxin does not accumulate in inhibited buds and so must act indirectly. We show that mutations in the MAX4 gene of Arabidopsis result in increased and auxin-resistant bud growth. Increased branching in max4 shoots is restored to wild type by grafting to wild-type rootstocks, suggesting that MAX4 is required to produce a mobile branch-inhibiting signal, acting downstream of auxin. A similar role has been proposed for the pea gene, RMS1. Accordingly, MAX4 and RMS1 were found to encode orthologous, auxin-inducible members of the polyene dioxygenase family.

Do increases in xylem sap pH and/or ABA concentration mediate stomatal closure following nitrate deprivation?

Stomatal conductance (g(s)) of pepper (Capsicum annuum L.) plants decreased during the second photoperiod (day 2) after withholding nitrate (N). Stomatal closure of N-deprived plants was not associated with a decreased shoot water potential (Psi(shoot)); conversely Psi(shoot) was lower in N-supplied plants. N deprivation transiently (days 2 and 3) alkalized (0.2-0.3 pH units) xylem sap exuded from de-topped root systems under root pressure, and xylem sap expressed from excised shoots by pressurization. The ABA concentration of expressed sap increased 3-4-fold when measured on days 2 and 4. On day 2, leaves detached from N-deprived and N-supplied plants showed decreased transpiration rates when fed an alkaline (pH 7) artificial xylem (AX) solution, independent of the ABA concentration (10-100 nM) supplied. Thus changes in xylem sap composition following N deprivation can potentially close stomata. However, the lower transpiration rate of detached N-deprived leaves relative to N-supplied leaves shows that factors residing within N-deprived leaves also mediate stomatal closure, and that these factors assume greater importance as the duration of N deprivation increases.

Leaf area development of ABA-deficient and wild-type peas at two levels of nitrogen supply

The ABA-deficient wilty pea (Pisum sativum L.) and its wild-type (WT) were grown at two levels of nitrogen supply (0.5 and 5.0 mM) for 5-6 weeks from sowing, to determine whether leaf ABA status altered the leaf growth response to N deprivation. Plants were grown at high relative humidity to prevent wilting of the wilty peas. Irrespective of N supply, expanding wilty leaflets had ca 50% less ABA than WT leaflets but similar ethylene evolution rates. Fully expanded wilty leaflets had lower relative water contents (RWC) and were 10-60% smaller in area (according to the node of measurement) than WT leaflets. However, there were no genotypic differences in plant relative leaf expansion rate (RLER). Growth of both genotypes at 0.5 mM N increased the RWC of fully expanded leaflets, but did not alter ethylene evolution or ABA concentration of expanding leaflets. Plants grown at 0.5 mM N showed a 20-30% reduction in RLER, which was similar in magnitude in both wilty and WT peas. Thus, leaf ABA status did not alter the leaf growth response to N deprivation.

High irradiance increases organogenesis in friable callus of Caustis blakei Kuk. (Cyperaceae)

Caustis blakei is an attractive cut foliage plant harvested from the wild in Australia and marketed under the name of koala fern. Previous attempts to propagate large numbers of this plant have been unsuccessful. The effect of four light irradiances on organogenesis from compact and friable callus of C. blakei was studied for 21 wk. Both callus types produced numerous primordial shoots but many failed to develop into green plantlets. However, significantly more primordial shoots and green plantlets developed on the friable callus than on the compact callus, and significantly more green plantlets were regenerated under the higher photon irradiances of 200 and 300 mumol m(-2) s(-1) than under the lower irradiances of 100 and 150 mumol m(-2) s(-1). The compact callus produced its maximum number of green plantlets early in the experiment (after 9 wk), while the friable callus continued to produce primordial shoots and green plantlets throughout the period of the experiment, and reached its maximum production of green plantlets at 21 wk under the irradiance of 300 mumol m(-2) s(-1). Organogenesis from friable callus under high irradiance (300 mumol m(-2) s(-1)) offers an efficient propagation method for C. blakei.

New fluorescence parameters for monitoring photosynthesis in plants - 1. The effect of illumination on the fluorescence parameters of the JIP-test

Chlorophyll fluorescence measurements have a wide range of applications from basic understanding of photosynthesis functioning to plant environmental stress responses and direct assessments of plant health. The measured signal is the fluorescence intensity (expressed in relative units) and the most meaningful data are derived from the time dependent increase in fluorescence intensity achieved upon application of continuous bright light to a previously dark adapted sample. The fluorescence response changes over time and is termed the Kautsky curve or chlorophyll fluorescence transient. Recently, Strasser and Strasser (1995) formulated a group of fluorescence parameters, called the JIP-test, that quantify the stepwise flow of energy through Photosystem II, using input data from the fluorescence transient. The purpose of this study was to establish relationships between the biochemical reactions occurring in PS II and specific JIP-test parameters. This was approached using isolated systems that facilitated the addition of modifying agents, a PS II electron transport inhibitor, an electron acceptor and an uncoupler, whose effects on PS II activity are well documented in the literature. The alteration to PS II activity caused by each of these compounds could then be monitored through the JIP-test parameters and compared and contrasted with the literature. The known alteration in PS II activity of Chenopodium album atrazine resistant and sensitive biotypes was also used to gauge the effectiveness and sensitivity of the JIP-test. The information gained from the in vitro study was successfully applied to an in situ study. This is the first in a series of four papers. It shows that the trapping parameters of the JIP-test were most affected by illumination and that the reduction in trapping had a run-on effect to inhibit electron transport. When irradiance exposure proceeded to photoinhibition, the electron transport probability parameter was greatly reduced and dissipation significantly increased. These results illustrate the advantage of monitoring a number of fluorescence parameters over the use of just one, which is often the case when the F-V/F-M ratio is used.

Análise econômica da adubação nitrogenada em trigo irrigado sob plantio direto no cerrado

O nitrogênio é o nutriente acumulado em maior quantidade e de mais alto custo na produção do trigo. Sendo assim, este trabalho foi realizado com o objetivo de determinar a viabilidade econômica (em 2007 e 2008) da utilização de diferentes fontes, doses e épocas de aplicação de nitrogênio na produtividade de grãos de dois cultivares de trigo irrigados, em Selvíria-MS. Para tal, um único experimento foi desenvolvido em 2007, na área experimental pertencente à Faculdade de Engenharia - UNESP, em um Latossolo Vermelho Distrófico. Para análise econômica foram considerados os custos (2007 e 2008) e os acréscimos de produção dos diferentes manejos da adubação nitrogenada, correspondentes a cada tratamento do fatorial. Ou seja, cinco doses de N (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1), três fontes de N (Entec®, sulfato de amônio e uréia) e duas épocas de aplicação (totalmente na semeadura, ao lado das linhas ou em cobertura), em dois cultivares de trigo (E 21 e IAC 370), com quatro repetições. Concluiu-se que: o acréscimo no valor de produção para o produtor foi maior em junho de 2008. A aplicação da dose de 50 kg ha-1 de N apresentou sempre maior vantagem econômica, independentemente da fonte e época de aplicação. A ureia aplicada em cobertura, independentemente da dose de N, proporcionou benefícios líquidos positivos para o cultivar E 21 e IAC 370 em 2008. Recomenda-se para obtenção da maior margem de ganho a aplicação de 50 kg ha-1 de N, de sulfato de amônio, em cobertura, para ambos os cultivares.

Divergência genética em trigo de sequeiro por meio de caracteres morfoagronômicos

O cultivo de trigo de sequeiro constitui ótima opção para o Estado de Minas Gerais em regiões com altitude superior a 800 m. Neste estudo objetivou-se estimar a divergência genética entre genótipos de trigo com o auxílio de métodos de análise multivariada, objetivando identificar potenciais genótipos para obtenção de combinações híbridas promissoras. Foi utilizado o delineamento experimental em blocos ao acaso, com quatro repetições. Avaliaram-se seis caracteres morfoagronômicos em 11 genótipos de trigo cultivados em condições de sequeiro no município de Patos de Minas-MG, nos anos de 2007 e 2008. Houve grande variabilidade fenotípica entre os genótipos de trigo avaliados em cultivo de sequeiro. Os genótipos IAC 289-L22 e IAC 289-L4 foram os mais similares, enquanto os CD 113 e EP 011106, os maisdivergentes, promissores nos cruzamentos para obtenção de materiais adaptados e com bons atributos fenotípicos em cultivo de sequeiro.

Componentes do rendimento de grãos em trigo e seus efeitos diretos e indiretos na produtividade

Com o uso da análise de trilha, é possível avaliar as associações entre caracteres e desdobrar a correlação existente em efeitos diretos e indiretos. O objetivo deste estudo foi estimar correlações genotípicas e desdobrar os efeitos diretos e indiretos dos componentes do rendimento de grãos sobre a produtividade de cultivares de trigo. O experimento foi conduzido no ano de 2008, no campo experimental da Cooperativa Central de Pesquisa Agrícola (Coodetec) no município de Palotina/PR. O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados com três repetições. As características avaliadas foram: tamanho da espiga, número de espiguetas por espiga, número de grãos por espiga, número de espigas por metro, massa de mil grãos e rendimento de grãos. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e à análise de trilha. A análise de variância mostrou diferença entre os genótipos avaliados, indicando a presença de variabilidade genética para os caracteres avaliados. A seleção indireta, por meio do número de grãos por espiga, levando em consideração a massa de mil grãos, é a melhor estratégia para a obtenção de genótipos superiores em rendimento de grãos.

Influência da nutrição mineral foliar sobre doenças da parte aérea da cultura do trigo

A utilização de fungicida para o controle de doenças foliares na cultura do trigo é prática comum entre os triticultores. Contudo, devido ao impacto ambiental provocado pelo seu uso generalizado, buscam-se alternativas para controle dos fitopatógenos. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da nutrição mineral foliar sobre as doenças foliares do trigo, bem como seu efeito sobre o desenvolvimento da planta. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições e quatro tratamentos: 1- testemunha; 2- adubação foliar aos 30 dias após a emergência (DAE) e aos 75 DAE; 3- fungicida aos 30 e 75 DAE; e 4- adubação foliar aos 30 DAE e adubação foliar mais fungicida aos 75 DAE. Foram realizadas nove avaliações da incidência e da severidade do oídio, cujos dados foram utilizados para o cálculo das áreas abaixo das curvas de progresso da doença; três avaliações da severidade da ferrugem e da mancha da gluma; e duas avaliações da mancha amarela. Foram determinadas a massa de matéria fresca e seca da parte aérea e do sistema radicular e a produtividade da cultura. Foi observada redução da incidência e da severidade de oídio em função da adubação foliar, apenas na primeira avaliação de incidência e nas segunda e quinta avaliações de severidade da doença. O efeito complementar dos nutrientes com o fungicida para redução das doenças foi observado apenas para a mancha amarela, com redução de aproximadamente 11,16 % da severidade. Os maiores valores de produtividade foram observados para os tratamentos apenas com fungicida e, com fungicida mais nutrientes. A adubação foliar proporcionou aumento da massa fresca de raízes e massa seca de raízes. Apesar disso, não houve aumento da massa fresca da parte aérea em função da adubação foliar.

Tolerância à seca de genótipos de trigo utilizando agentes indutores de estresse no processo de seleção

Com o objetivo de selecionar genótipos de trigo tolerantes à seca, por meio da indução de déficit hídrico por diferentes agentes osmóticos, sementes e embriões imaturos de oito genótipos foram submetidos a diferentes gradientes osmóticos e avaliados quanto ao comprimento da parte aérea e da raiz principal e à produção de biomassa total. As sementes foram submetidas aos agentes polietilenoglicol-6000 e manitol, em sete gradientes osmóticos, e avaliadas após dez dias. Os embriões foram cultivados em meio macrobatata, suplementado com PEG 6000, manitol e maltose nas concentrações de 10, 20 e 30%, além do controle, e avaliados após 30 dias de incubação. O delineamento foi inteiramente casualizado e os dados foram submetidos à análise de regressão, utilizando-se o teste "t", para comparar os valores de Beta, e análise de variância, com teste de médias pelo teste "t". Houve efeito do estresse hídrico em todos os genótipos testados para as plântulas oriundas de sementes, com interação significativa entre agente e cultivar e efeito negativo maior para PEG 6000. Os genótipos BH 1146 e Ocepar 14 apresentaram maior tolerância à seca, redução média no crescimento, na presença dos agentes estressantes, de 58 e 62%, respectivamente. Em contraste, o Aliança foi o mais sensível, com redução média de 92%. Para as plântulas oriundas de embriões imaturos, o genótipo BH 1146 também apresentou relativa tolerância; já o Ocepar 14 e Aliança foram altamente sensíveis. Porém, estes genótipos também apresentaram baixo desempenho no meio sem a presença dos agentes estressantes, podendo o efeito negativo estar condicionado ao cultivo in vitro.

Influence of nitrogen fertilization and green manure on the economic feasibility of no-tilled wheat in the Cerrado

The search for higher profitability in wheat crop with cost reduction technologies that may promote sustainability is an important matter in Brazilian agriculture. This study evaluated the profitability of no-tilled wheat, reducing nitrogen topdressing doses with the cultivation of green manure before the wheat crop. The experiment was carried out in Selvíria (MS), Brazil, in 2009/10. The experiment was arranged in a randomized block design with 36 treatments in splitplots and four replicates. The plots were formed by six types of green manure: Cajanus cajan L. BRS Mandarin, Crotalaria juncea L., Pennisetum americanum L. BRS 1501, fallow area and mixed cropping of Pennisetum americanum L. + Cajanus cajan L. and Pennisetum americanum L. + crotalaria which provided straw for no-tilled wheat in the winter, following the rice crop in the summer. The subplots were formed by six levels of topdressing nitrogen (0, 25, 50, 75, 100 and 125 kg N ha-1) using urea as a nitrogen source. The wheat grown after green manure in the previous winter crop, with no nitrogen topdressing and a rate of 25 kg ha-1 N, had more frequently production costs above the gross income. Wheat production cost after the mixed cropping Pennisetum americanum L. + Cajanus cajan L. and Pennisetum americanum L. + Crotalaria juncea L. from the previous winter crop, combined with nitrogen rates of 50 and 75 kg N ha-1, provided better profitability compared with the other green manures evaluated.

Urease inhibitor (NBPT) and efficiency of single or split application of urea in wheat crop

NBPT (N-(n-butyl) thiophosphoric triamide), a urease inhibitor, has been reported as one of the most promising compounds to maximize urea nitrogen use in agricultural systems. The objective of this study was to evaluate the performance of irrigated wheat fertilized with urea or urea + NBPT as single or split application. The experiment was conducted from June to October 2006 in Viçosa, MG, Brazil. The experimental design followed a 2×2 factorial scheme, in which urea or urea + NBPT were combined with two modes of application: full dose at sowing (60kg ha-1) or split (20kg ha-1 at sowing + 40kg ha-1 as topdressing at tillering), in randomized blocks with ten replications. The split application of nitrogen fertilization does not improve the yield wheat under used conditions. The use of urease inhibitor improves the grain yield of wheat crop when urea is applied in topdressing at tillering, but its use does not promote difference when urea is applied in the furrow at planting.

Atratividade de adultos de Chrysoperla externa (Hagen, 1861) aos compostos voláteis de coentro, endro e erva-doce (Apiaceae) em condições de laboratório

Espécies de Apiaceae dispõem de óleos essenciais, nos quais podem ocorrer compostos voláteis, que funcionam como sinais para atração e manutenção de inimigos naturais nas áreas cultivadas. Com base nestas características, este trabalho objetivou avaliar a atratividade aos adultos do predador Chrysoperla externa. Foram utilizados folhas e caules de coentro, endro e erva-doce, coletados aos 30 e 60 dias após a semeadura. As plantas foram dispostas em olfatômetro de quatro vias (formato de "X") disponibilizando-se os odores para machos e fêmeas, virgens e acasalados, em testes de livre escolha. Ao serem liberados individualmente no interior do olfatômetro, foram cronometrados cinco minutos e contabilizado o tempo total de permanência do inseto em cada braço do aparelho. Os dados foram analisados pelo teste c², com frequência esperada de 25%. Estudou-se o rendimento de óleo essencial das três espécies de plantas, 30 e 60 dias após a semeadura, utilizando-se do método de hidrodestilação. A composição química dos óleos foi determinada por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas. Verificou-se que adultos virgens têm preferência por plantas de coentro, enquanto os acasalados preferem plantas de erva-doce, ambas coletadas aos 30 dias. Plantas com 60 dias não proporcionaram resposta atrativa aos adultos de C. externa. O rendimento de óleo tendeu a aumentar com o desenvolvimento fenológico da planta. A composição química do óleo de coentro revelou, como componentes majoritários, o (2E)-decenal e decanal e, para erva-doce, a maior concentração foi de (E)-anetol.