Contrasting effects of dwarfing alleles and nitrogen availability on mineral concentrations in wheat grain

Background and aim Concentrations of essential minerals in plant foods may have declined in modern high-yielding cultivars grown with large applications of nitrogen fertilizer (N). We investigated the effect of dwarfing alleles and N rate on mineral concentrations in wheat. Methods Gibberellin (GA)-insensitive reduced height (Rht) alleles were compared in near isogenic wheat lines. Two field experiments comprised factorial combinations of wheat variety backgrounds, alleles at the Rht-B1 locus (rht-B1a, Rht-B1b, Rht-B1c), and different N rates. A glasshouse experiment also included Rht-D1b and Rht-B1b+D1b in one background. Results In the field, depending on season, Rht-B1b increased crop biomass, dry matter (DM) harvest index, grain yield, and the economically-optimal N rate (Nopt). Rht-B1b did not increase uptake of Cu, Fe, Mg or Zn so these minerals were diluted in grain. Nitrogen increased DM yield and mineral uptake so grain concentrations were increased (Fe in both seasons; Cu, Mg and Zn in one season). Rht-B1b reduced mineral concentrations at Nopt in the most N responsive season. In the glasshouse experiment, grain yield was reduced, and mineral concentrations increased, with Rht allele addition. Conclusion Effects of Rht alleles on Fe, Zn, Cu and Mg concentrations in wheat grain are mostly due to their effects on DM, rather than of GA-insensitivity on Nopt or mineral uptake. Increased N requirement in semi-dwarf varieties partly offsets this dilution effect.

Yield and nitrogen accumulation and partitioning in winter wheat under elevated CO2: A 3-year free-air CO2 enrichment experiment

Fossil fuel combustion and deforestation have resulted in a rapid increase in atmospheric [CO2] since the 1950’s, and it will reach about 550 μmol mol−1 in 2050. Field experiments were conducted at the Free-air CO2 Enrichment facility in Beijing, China. Winter wheat was grown to maturity under elevated [CO2] (550 ± 17 μmol mol−1) and ambient [CO2] (415 ± 16 μmol mol−1), with high nitrogen (N) supply (HN, 170 kg N ha−1) and low nitrogen supply (LN, 100 kg N ha−1) for three growing seasons from 2007 to 2010. Elevated [CO2] increased wheat grain yield by 11.4% across the three years. [CO2]-induced yield enhancements were 10.8% and 11.9% under low N and high N supply, respectively. Nitrogen accumulation under elevated [CO2] was increased by 12.9% and 9.2% at the half-way anthesis and ripening stage across three years, respectively. Winter wheat had higher nitrogen demand under elevated [CO2] than ambient [CO2], and grain yield had a stronger correlation with plant N uptake after anthesis than before anthesis at high [CO2]. Our results suggest that regulating on the N application rate and time, is likely important for sustainable grain production under future CO2 climate.

Integração de características de planta, de dossel e de solo para maior eficiência da adubação nitrogenada em cobertura em milho

O milho é um das culturas mais exigentes em nitrogênio (N). A sua aplicação na dose e época correta pode aumentar a sua eficiência de uso, diminuindo custos e danos ambientais. Foram estudadas características de planta, de dossel e de solo, como indicadores da disponibilidade de N no sistema solo-planta para predição da necessidade deste nutriente em cobertura em milho. Foram conduzidos cinco experimentos a campo e dois em casa de vegetação, nas estações de crescimento de 2002/03 e 2003/04, na Estação Experimental Agronômica e na Faculdade de Agronomia da UFRGS, em Eldorado do Sul e em Porto Alegre-RS, Brasil, respectivamente, e dois experimentos a campo no ano de 2004 no Estern Cereal and Oilseed Research Center, em Ottawa-Ontário, Canadá. Foram avaliadas, em diferentes locais e situações de manejo, características de planta, de dossel e de solo, citando-se: teores de nitrato, amônio e N mineral no solo e na folha; massa seca e área foliar da folha e da planta, teor e acúmulo de N na folha e na planta; teor relativo de clorofila na folha, medido pelo clorofilômetro, reflectância do dossel, medido por dois tipos de radiômetros e fluorescência da folha, medida pelo fluorômetro. Além disso, foram avaliados o rendimento de grãos e seus componentes e parâmetros de eficiência técnica e econômica de uso de N. Dentre as características de planta, o teor relativo de clorofila na folha, e dentre os de solo, o teor de nitrato no solo, destacaram-se entre os demais avaliados. Foram determinados níveis críticos e doses ótimas de N, bem como estabelecidas curvas de calibração para dois níveis de manejo com base nestas características para monitoramento da lavoura. No que diz respeito às características de dossel estudadas, a reflectância apresentou melhores resultados que a fluorescência como indicador do nível de N no sistema solo-planta. Os estudos realizados mostraram que dentre as caracteríticas avaliadas, atualmente, o teor relativo de clorofila na folha tem o maior potencial para auxiliar na determinação da época mais adequada para aplicação de N em cobertura em milho.

Formação e manutenção de palhada de gramíneas concomitante à influência da adubação nitrogenada em cobertura no feijoeiro irrigado em sistema de semeadura direta

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Adubação nitrogenada de cobertura no feijoeiro de invernoprimavera em três sistemas de cultivo

The aim of this study was to evaluate the nitrogen topdressing influence in common bean irrigated (winter-spring), in the first year of no tillage implementation. The experimental design was split-plot with three replications in randomized blocks. The plots were formed by three types of ground cover, corn-grain, corn-grain intercropped with Brachiaria ruziziensis and only B. ruziziensis. The subplots were formed by five doses of nitrogen topdressing (0, 40, 80, 120 and 160 kg ha(-1)), using urea as nitrogen source. It was determined the dry mass of residue present as ground cover, the full flowering time, the leaf nitrogen content, the 100 grains mass, the grain yield, the processing income, the chemical soil properties and economic analysis of common bean grain yield. It was found the common bean grain productivity in succession to corn-grain was positively influenced by nitrogen fertilization, showing it is economically viable only when given 160 kg ha(-1) of nitrogen and the intercropping corn-grain and B. ruziziensis use is the best option when the common bean is sown in succession.

Traffic soil compaction of an oxisol related to soybean development and yield

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Adubação nitrogenada na cultura do milho

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Sequências de culturas em sistema de semeadura direta: I - produção de matéria seca e acúmulo de nutrientes

Em sistema de semeadura direta, os resíduos das culturas de entressafra são utilizados com as finalidades de proteger a superfície do solo dos agentes erosivos e de promover a ciclagem de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de matéria seca e o acúmulo de nutrientes nos resíduos vegetais provenientes de diferentes sequências de culturas em semeadura direta. O experimento foi conduzido em Jaboticabal-SP (48° 18' W e 21° 15' S), em um Latossolo Vermelho eutrófico. O delineamento experimental foi em faixas, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de três sequências de culturas de verão (rotação soja-milho e monoculturas de milho e de soja) com sete culturas de entressafra (milho, sorgo, girassol, crotalária, guandu, nabo forrageiro e milheto). O experimento iniciou-se em 2002, e o presente estudo refere-se aos anos agrícolas 2007/2008 e 2008/2009. Avaliaram-se as quantidades de matéria seca e o acúmulo de nutrientes pelas culturas. As culturas com colheita de grãos na entressafra (milho, sorgo e girassol) produziram resíduos com menor quantidade de nutrientes acumulados e em menor quantidade de matéria seca, quando comparadas às culturas com trituração no florescimento (crotalária, guandu, nabo forrageiro e milheto). Milheto e crotalária apresentaram as maiores produções de matéria seca e os maiores acúmulos de nutrientes. O milheto mostrou os maiores acúmulos de K e Mg, e a crotalária, maiores acúmulos de N e P. As gramíneas cultivadas na entressafra apresentaram maior desenvolvimento quando em sucessão ao cultivo de soja no verão anterior, com maior produção de matéria seca de milheto e, também, maior produtividade de grãos de milho e sorgo.

Fertilização nitrogenada, densidade de plantas e rendimento de milho cultivado no sistema plantio direto

In maize (Zea mays L.), the inadequate nitrogen supply and planting density are considered limiting factors to the grain yield. The objective of this study was to evaluate the influence of different nitrogen levels and plant densities to the maize yield components and productivity. The experiment was carried out in the Cerrado region, located in the southern of the Maranhao State, Brazil, in a clay Oxisol (Ustox), cropped under the no-tillage system for six years. The randomized completed blocks experimental design with four replications was used, with treatments arrangement in a 5 x 4 factorial. The treatments were a combination of five doses of nitrogen as urea (0, 50, 100, 150 and 200 kg ha(-1)) and four plant densities (25,000; 50,000; 75,000 and 100,000 plants he). The grain number and mass per spike and grain mass per plant were improved by increased N and decreased plant density. Higher incomes of grains were obtained with adding concomitantly in N doses and in plants density. The maximum grain yield (11,9 Mg ha(-1)) was obtained with 120 kg ha(-1) of N and 83,000 plants ha(-1).

Compactação do solo e produção de cultivares de milho em latossolo vermelho: I - características de planta, solo e índice S

Este trabalho teve como objetivo avaliar, em condições de campo, a resposta de duas cultivares de milho com características genéticas distintas em Latossolo Vermelho em seis níveis de compactação. O experimento foi conduzido em faixas, no delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Utilizaram-se os híbridos de milho DKB 390 e DAS 2B710. Após a semeadura do milho, coletaram-se amostras indeformadas de solo nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-30 cm, para determinação de propriedades físicas do solo e índice S. No estádio de maturidade fisiológica dos grãos do milho, foram determinados: a altura das plantas, a altura de inserção da primeira espiga, o diâmetro do segundo colmo acima do solo e a massa de matéria seca das plantas. As espigas foram colhidas e debulhadas para determinação da produtividade de grãos, corrigida para a umidade-padrão de 13 %, calculando-se também o número de espigas por planta e o índice de colheita. O índice S apresentou correlação positiva com a produtividade, porém, abaixo do limite de S < 0,035, estabelecido para uma condição de solo desestruturado, ocorreram perdas acentuadas na produtividade de milho. Os híbridos simples de milho DKB 390 e DAS 2B710 não apresentaram diferenças quando submetidos aos diferentes níveis de compactação. A produtividade dos híbridos de milho foi significativamente menor quando a resistência do solo à penetração atingiu 2,15 MPa.

Produção de milho em plantio direto com adubação nitrogenada e cobertura do solo na pré-safra

A utilização de plantas de cobertura de solo em pré-safra é uma alternativa para fornecer nitrogênio (N) ao milho e viabilizar o sistema plantio direto nas Regiões Sudeste, Centro-Oeste, Norte e Nordeste, com inverno seco. Este estudo teve o objetivo de avaliar o efeito de doses de N e de espécies de plantas de cobertura, cultivadas em pré-safra, no fornecimento de N e na produtividade de milho em plantio direto. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e quatro repetições. O estudo foi desenvolvido de 2000 a 2003. Os tratamentos principais foram constituídos de quatro sistemas de uso e manejo: milho em plantio direto após crotalária (PDcrot); milho em plantio direto após braquiária no primeiro ano e lablab nos dois últimos (PDlab); milho em plantio direto após milheto (PDmil); milho em plantio convencional após pousio (PC); e os secundários de três doses de N em cobertura para o milho (0, 60 e 120 kg ha-1). Foram avaliados, no milho, massa da matéria seca da parte aérea, produtividade de grãos, N acumulado e eficiência de utilização do N. A maior eficiência de utilização do N pelas plantas de milho ocorreu nos sistemas de plantio direto e crotalária em pré-safra e plantio convencional após pousio, que não diferiu entre os dois sistemas e foram superiores à dos sistemas de plantio direto em que foram utilizados lablab e milheto em pré-safra, que também não diferiram entre si. A máxima produtividade de grãos de milho foi de 7.259; 7.234; 6.723 e 6.461 kg ha-1, nas doses de N de 97,1; 120,0; 87,8 e 96,1 kg ha-1 nos sistemas plantio direto e crotalária, plantio convencional, plantio direto e lablab, e plantio direto e milheto em pré-safra, respectivamente (média dos três anos). No cultivo de milho em sistema de plantio direto a utilização de crotalária proporcionou maior produtividade em relação ao milheto e lablab em pré-safra.

Desempenho produtivo e atividade microbiana cecal de coelhos alimentados com dietas contendo diferentes níveis de amido

Com o objetivo de avaliar a influência do amido dietético sobre o rendimento produtivo e a atividade microbiana cecal de coelhos em crescimento, quatro dietas experimentais foram elaboradas de forma a conter níveis crescentes de amido (23, 28, 33 e 38% de amido total na base da MS), os quais foram fornecidos a 32 coelhos da raça Nova Zelândia Branco, distribuídos em gaiolas de engorda individuais, seguindo um delineamento em blocos casualizados. Houve efeito linear decrescente para consumo e conversão alimentar, em que valores de 108,67 g/d e 3,216, respectivamente, foram obtidos para os animais alimentados com 38% de amido dietético. No entanto, o ganho de peso e o rendimento de carcaça não foram influenciados pelos tratamentos. Por outro lado, os valores de pH, as concentrações totais e as proporções molares dos ácidos graxos voláteis não foram influenciados pelos tratamentos, porém, para o ácido propiônico, houve efeito linear decrescente, sendo a maior proporção molar (12,06%) verificada no conteúdo cecal de coelhos alimentados com 23% de amido dietético. O milho-grão apresentou maior influência sobre a atividade microbiana cecal que o amido de milho purificado, porém, sem alterar o desempenho e rendimento de carcaça.

Semeadura direta de milho com dois tipos de sulcadores de adubo, em nível e no sentido do declive do terreno

O presente estudo teve como objetivo avaliar parâmetros operacionais de um conjunto mecanizado envolvendo trator e semeadora, assim como o rendimento da cultura do milho semeada nas diferentes configurações das máquinas e combinações com o ambiente de produção. Os tratamentos consistiram de tipos de sulcadores (discos duplos e hastes), os quais foram avaliados em experimentos em que a operação de semeadura direta do milho foi efetuada transversalmente ao declive (em nível) e em aclive e declive. A semeadura contra o declive e o uso de haste sulcadora implicaram maior demanda de esforço de tração, patinagem do trator e consumo de combustível por área trabalhada e não influenciaram o volume de solo mobilizado, a população de plantas e a produtividade de grãos do milho, em relação à operação realizada em declive e uso de sulcador de discos duplos, respectivamente. A utilização de sulcador do tipo haste resultou em menor número de plantas acamadas e quebradas, em relação ao uso de discos duplos, independentemente do sentido da operação. A principal diferença entre semear em nível ou em declive é a formação de sulcos orientados no sentido do terreno, pela ação de sulcadores do tipo haste e elevada patinagem dos rodados do trator, já que o consumo de combustível por área trabalhada e capacidade operacional não foram afetados por aquelas variáveis.

Yield of upland rice cultivars in rainfed and sprinkler-irrigated systems in the Cerrado region of Brazil

In upland rice, the reduced grain yield that originates from the moisture stress period is related to the plant's tolerance of water deficiency and may vary between cultivars. The purpose of the work presented here was to evaluate the performance of upland rice cultivars in both rainfed and sprinkler-irrigated systems. A split-plot scheme with 8 replicates in a randomised block design was used. The plots were composed of 2 cropping systems (rainfed and sprinkler-irrigated) and the split-plot consisted of 2 cultivars (IAC 201 and Carajas) which are suggested for cultivation in upland ecosystems. Carajas had a greater number of panicles per square metre, higher spikelet fertility and grain mass, and, consequently, a higher grain yield than IAC 201 regardless of cropping system. IAC 201 was more sensitive to water deficiency than Carajas. Sprinkler irrigation improved spikelet fertility, grain mass and upland rice grain yield. Even when cultivars with a higher tolerance of water deficiency are used, a sprinkler-irrigated system may be a viable method to increase upland rice yield throughout most of the Brazilian Cerrado.

Produtividade de milho, espaçamento e modalidade de consorciação com Brachiaria brizantha em sistema plantio direto

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)