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 We used data on improved cultivars and landraces, obtained from both published and unpublished sources collected at ICRISAT, Patancheru, India.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.

Novas bactérias diazotróficas endofíticas na cultura do trigo em interação com a adubação nitrogenada, no campo

Bactérias diazotróficas pertencentes a diferentes espécies podem estar associadas a gramíneas, como o trigo, promovendo incrementos no crescimento e na produtividade de grãos. Foi realizado um experimento, em condições de campo, com o objetivo de avaliar os benefícios e a viabilidade econômica da inoculação de novos isolados homólogos de bactérias diazotróficas endofíticas em genótipos de trigo sob diferentes doses de N. Foram empregados três isolados de bactérias diazotróficas endofíticas (IAC-AT-8-Azospirillum brasiliense, IAC-HT-11-Achromobacter insolitus e IAC-HT-12-Zoogloea ramigera), dois genótipos de trigo (ITD- 19-Triticum durum L. e IAC-370-Triticum aestivum hard L.) e três doses de N (0, 60 e 120 kg ha-1). Foram avaliados, no estádio de perfilhamento e de maturidade fisiológica, a matéria seca, o N acumulado e o índice de eficiência de utilização do N na parte aérea e na colheita; a produtividade de grãos, os componentes de rendimento e os índices de colheita para biomassa e N. No estádio de perfilhamento, somente houve aumento na produção de biomassa com a inoculação de Azospirillum brasiliense e Achromobacter insolitus no genótipo IAC-370, com a adição de N. Entretanto, não houve especificidade dos genótipos de trigo empregados e essas novas bactérias diazotróficas endofíticas para as demais caracaterísticas avaliadas. Houve aumento no acumulado de N na espiga com a inoculação de Azospirillum brasiliense. A inoculação de Achromobacter insolitus propiciou aumento da produtividade de grãos, na maior dose de N utilizada (120 kg ha-1). A inoculação, embora não tenha substituído a adubação nitrogenada, reverteu-se em lucro para o agricultor.

Avaliação da disponibilidade de nitrogênio no solo para o trigo em Latossolo Vermelho do Distrito Federal

Em razão da grande importância do nitrogênio na nutrição mineral das plantas, instalou-se um experimento em condições de campo em um Latossolo Vermelho, no ano agrícola 2005, no campo experimental da Embrapa Cerrados, Planaltina (DF), com o objetivo de realizar a calibração de métodos de determinação desse nutriente no solo para a cultura do trigo. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso com seis repetições, e os tratamentos foram seis doses de N: 0, 70, 140, 210, 280 e 350 kg ha-1. Amostras de solo das camadas de 0-20 e 20-40 cm foram retiradas, e três diferentes extratores químicos foram utilizados para avaliação da disponibilidade de N no solo. Os maiores coeficientes de determinação, obtidos pela regressão quadrática entre a produtividade do trigo e o N do solo extraído pelos diferentes extratores, foram observados nas análises das amostras da camada de 0-20 cm, de acordo com a seguinte ordem: KCl 2 mol L-1 a 100 °C (R2 = 0,997**) > H2O2/MnO2 (R² = 0,992**) > tampão pH 11,2 + NO3- (R² = 0,985**) > tampão pH 11,2 (R² = 0,960**). Os elevados valores dos coeficientes de determinação indicam que a camada de 0-20 cm é a mais recomendada em análises de rotina de N no solo para o trigo. Considerando a simplicidade de análise e o elevado coeficiente de determinação, o método da solução-tampão pH 11,2 + NO3- pode ser indicado para análise de rotina de N no solo. Os níveis críticos econômicos de N no solo calculados pelos diferentes extratores químicos, para as relações preço do quilograma de N/preço do quilograma do trigo de 5 a 7, foram: 90 a 68 mg kg-1 (H2O2/MnO2), 87 a 66 mg kg-1 (KCl 2M a 100 ºC), 81 a 62 mg kg-1 (tampão pH 11,2 + NO3-) e 64 a 47 mg kg-1 (tampão pH 11,2). Já os níveis críticos calculados pelo método matemático de Cate - Nelson foram: 94 mg kg-1 (H2O2/MnO2), 90 mg kg-1 (KCl 2M a 100 ºC), 82 mg kg-1 (tampão pH 11,2 + NO3-) e 61 mg kg-1 (tampão pH 11,2).

Diferenciação de genótipos de trigo quanto à tolerância à deficiência de fósforo, em solução hidropônica

O P é um dos elementos mais críticos para a produção agrícola, pois, além de sua grande importância para as plantas, sua disponibilidade é cada vez mais limitada em virtude da progressiva escassez das suas jazidas. A diferenciação de genótipos quanto à tolerância à deficiência de P permite investigar os mecanismos atuantes e o desenvolvimento de genótipos que combinem diferentes mecanismos, aumentando o nível de tolerância. O objetivo deste trabalho foi diferenciar, em solução hidropônica, genótipos de trigo contrastantes quanto à tolerância à deficiência de P. Foram realizados três estudos. No primeiro, avaliou-se o efeito da retirada do endosperma na resposta de plântulas à limitação de P. No segundo estudo, foram avaliadas características de plântulas, submetidas a diferentes doses de P, dos cultivares Anahuac, sensível, e Toropi, tolerante. No terceiro estudo, foram avaliadas cinco linhagens recombinantes do cruzamento entre Toropi e Anahuac. A remoção do endosperma da semente é necessária para diferenciar genótipos quanto à tolerância à deficiência de P em solução nutritiva, aos 10 dias da germinação. A diferenciação de genótipos é feita pelo cálculo da razão entre a concentração de fosfato livre (Pi) na parte aérea obtida nas doses de 10 e de 1.000 µmol L-1 de P, ficando, nos genótipos tolerantes, essa razão próxima de 1,0 e, nos sensíveis, próxima de 0,5. As quantidades de Pi na parte aérea ou total na plântula também podem ser utilizadas. O cultivar Toropi e os genótipos NYW 865-016, NYW 865-081 e NYW 865-086 são mais tolerantes à deficiência de P em solução nutritiva, quando comparados aos do cultivar Anahuac e aos genótipos NYW 865-084 e NYW 865-073. A tolerância de Toropi nas condições avaliadas não se deve ao volume do sistema radicular, mas possivelmente a fatores relacionados com o transporte e uso de Pi internamente.

PHYTOAVAILABILITY OF COPPER IN INDUSTRIAL BY-PRODUCTS AND MINERAL FERTILIZERS

Alternative copper (Cu) sources could be used in fertilizer production, although the bioavailability of copper in these materials is unknown. The objective of this study was to evaluate the extractants neutral ammonium citrate (NAC), 2 % citric acid, 1 % acetic acid, 10 % HCl, 10 % H2SO4, buffer solution pH 6.0, DTPA, EDTA, water, and hot water in the quantification of available Cu content in several sources, relating them to the relative agronomic efficiency (RAE) of wheat grown in a clayey Latossolo Vermelho eutrófico (Oxisol) and Neossolo Quartzarênico (Typic Quartzipsamment). Copper was applied at the rate of 1.5 mg kg-1 as scrap slag, brass slag, Cu ore, granulated copper, and copper sulfate. The extractants 10 % HCl, 10 % H2SO4, and NAC extracted higher Cu concentrations. The RAE values of brass slag and Cu ore were similar to or higher than those of Cu sulfate and granulated Cu. Solubility in the 2nd NAC extractant, officially required for mineral fertilizers with Cu, was lower than 60 % for the scrap slag, Cu ore, and granulated copper sources. This fact indicates that adoption of the NAC extractant may be ineffective for industrial by-products, although no extractant was more efficient in predicting Cu availability for wheat fertilized with the Cu sources tested.

Herança da tolerância ao alumínio em populações híbridas de trigo

Plântulas originárias de populações híbridas, em geração F2, de 26 cruzamentos entre cultivares de trigo tolerantes (BH-1146, IAC-227, IAC-24, IAC-60, C-3, IAC-5, IAC-18 e IAC-21) e sensíveis (Anahuac 75, IAC-287, IAC-289, Siete Cerros e Veery "S") à toxicidade de alumínio e de 18 cruzamentos entre cultivares tolerantes (BH-1146, IAC-227, IAC-24, IAC-60, C-3, IAC-5, IAC-21, C-17, IAC-74 e IAC-18) foram avaliadas em relação à tolerância a 3 mg/L de Al3+, empregando soluções nutritivas. A tolerância à toxicidade de alumínio foi medida pela capacidade de crescimento da raiz primária central em solução nutritiva completa, após um tratamento de 48 horas em solução contendo 3 mg/L de Al3+. Avaliando-se as plântulas das populações F2 provindas de cruzamentos entre cultivares tolerantes e sensíveis, verificou-se que a tolerância à toxicidade de Al3+ foi dominante, e que em 24 dos cruzamentos, as cultivares tolerantes diferiram das sensíveis por um par de genes. Não foi detectada diferença entre as cultivares tolerantes em relação ao par de genes dominantes em relação à tolerância. Qualquer uma dessas cultivares poderá ser utilizada como fonte de tolerância num programa de cruzamentos em que essa característica for desejada.

New wheat genotypes tolerant to aluminum toxicity obtained by mutation induction

Seed from the sensitive wheat (Triticum aestivumL.) cultivar Anahuac was treated to gamma-ray irradiation and eleven Al3+ tolerant mutants selected. The objective was to compare these mutants to the original Anahuac and to the tolerant wheat cultivars IAC-24 and IAC-60 from 1994 to 1996 in acid (Capão Bonito) and limed (Monte Alegre do Sul) soil field trials, in the State of São Paulo, Brazil. Grain yield and agronomic characteristics were analyzed. All the mutant lines yielded higher than the sensitive Anahuac cultivar in the acid soils of Capão Bonito. Under limed soil conditions, 10 mutants had a similar yield to the original sensitive cultivar and one a lower yield. The majority of the mutants were similar in yield to the tolerant cultivars IAC-24 and IAC-60 under both conditions. Some of the mutants showed altered agronomic characteristics, but these alterations did not generally influence the grain yield. The results indicated that tolerant lines with good characteristics may be obtained from a susceptible cultivar by mutation induction, thus allowing cropping under conditions where Al3 + is a limiting factor.

Análise dialélica para tolerância ao vírus-do-nanismo-amarelo-da-cevada em cultivares brasileiras de trigo

Seis cultivares brasileiras de trigo com diferentes níveis de tolerância ao vírus-do-nanismo-amarelo-da-cevada (VNAC) foram cruzadas de modo dialélico para avaliar as capacidades geral e específica de combinação quanto à herança da tolerância. Um isolado do vírus transmitido por Rhopalosiphum padi (L.) foi inoculado nas cultivares e nos híbridos F1 no estádio de plântula com duas folhas. Foram atribuídas notas individuais a cada planta de acordo com a severidade de sintomas apresentados. Os dados obtidos foram analisados segundo os três métodos: o de Griffing, o modelo fixo, e método 2. Ficou evidenciada a presença de heterose, provavelmente decorrente do efeito aditivo de genes complementares. As cultivares BR 34 e BR 35 se destacaram com melhores valores de capacidade geral de combinação (CGC), e é recomendado seu uso como genitores em programas de melhoramento de trigo que visem à obtenção de combinações genéticas com tolerância ao VNAC.

Atividade isoenzimática em plantas de trigo infectadas com o vírus SBWMV

O objetivo deste trabalho foi elucidar a atividade e a expressão isoenzimática das esterases, das peroxidases e das aspartato aminotransferases em função da infecção de plantas de trigo pelo Soil-borne wheat mosaic virus (SBWMV). Foram analisadas, aos 45 dias após a emergência, quatro cultivares e uma linhagem de trigo, com diferentes níveis de resistência ao SBWMV: BRS Guabiju, BRS 194, BRS 179, BR 23 e PF 980524. De modo geral, ocorreram diferenças qualitativas e quantitativas intra e interpopulacional, quando comparadas plantas assintomáticas e sintomáticas ao SBWMV. Para o sistema esterase, nove padrões de bandas foram determinados e para peroxidase e aspartato aminotransferase foram detectados três padrões de bandas, para ambas as condições. Padrões eletroforéticos foram observados para plantas infectadas, quando comparadas com as não infectadas, destacando-se a atividade da esterase, o que permitiu identificar com maior precisão o estado metabólico e diferenciado das células.

Tolerância de genótipos de cereais de inverno ao alumínio em cultivo hidropônico e em campo

O objetivo deste trabalho foi determinar a capacidade de crescimento radicular de 75 genótipos de cereais de inverno em cultivo hidropônico, em diferentes concentrações de alumínio, avaliar a relação entre o grau de tolerância/sensibilidade, em solução hidropônica, e a resistência/suscetibilidade ao crestamento em campo. Os cereais cevada, triticale, centeio, trigo e Aegilops tauschii foram avaliados em hidroponia, com concentrações de Al3+ que variaram entre 0,5 (cevada), 2 e 6 (triticale), 6 e 10 (centeio) e 2 mg L-1 (trigo e Ae. tauschii). Os delineamentos experimentais foram inteiramente casualizados. Em campo, foram avaliados os mesmos genótipos, exceto Ae. tauschii, em solo com pH 4,4 e 4,85, corrigido a 1/2 e 1/4 do índice SMP. Utilizou-se uma escala de notas com variação de escores de 0,5 (altamente resistente) a 5 (altamente suscetível). Foi observada elevada relação entre a tolerância ao alumínio em hidroponia e a resistência ao crestamento em campo. A seleção de cereais em meio hidropônico pode ser considerada eficiente como ferramenta de apoio aos programas de melhoramento genético para essa característica.

Soil carbon and nitrogen mineralization caused by pig slurry application under different soil tillage systems

The objective of this work was to evaluate the change in soil C and N mineralization due to successive pig slurry application under conventional tillage (CT) and no tillage (NT) systems. The experiment was carried out in a clayey Latossolo Vermelho eutrófico (Rhodic Eutrudox) in Palotina, PR, Brazil. Increasing doses of pig slurry (0, 30, 60 and 120 m³ ha-1 per year) were applied in both tillage systems, with three replicates. Half of the pig slurry was applied before summer soil preparation, and the other half before the winter crop season. The areas were cultivated with soybean (Glycine max L.) and maize (Zea mays L.) in the summers of 1998 and 1999, respectively, and with wheat (Triticum sativum Lam.) in the winters of both years. Soil samples were collected at 0-5, 5-10, and 10-20 cm depths. Under both CT and NT systems, pig slurry application increased C and N mineralization. However, increasing pig slurry additions decreased the C to N mineralization ratio. Under the NT system, C and N mineralization was greater than in CT system.

Wheat alleles introgress into selfing wild relatives: empirical estimates from approximate Bayesian computation in Aegilops triuncialis.

Extensive gene flow between wheat (Triticum sp.) and several wild relatives of the genus Aegilops has recently been detected despite notoriously high levels of selfing in these species. Here, we assess and model the spread of wheat alleles into natural populations of the barbed goatgrass (Aegilops triuncialis), a wild wheat relative prevailing in the Mediterranean flora. Our sampling, based on an extensive survey of 31 Ae. triuncialis populations collected along a 60 km × 20 km area in southern Spain (Grazalema Mountain chain, Andalousia, totalling 458 specimens), is completed with 33 wheat cultivars representative of the European domesticated pool. All specimens were genotyped with amplified fragment length polymorphism with the aim of estimating wheat admixture levels in Ae. triuncialis populations. This survey first confirmed extensive hybridization and backcrossing of wheat into the wild species. We then used explicit modelling of populations and approximate Bayesian computation to estimate the selfing rate of Ae. triuncialis along with the magnitude, the tempo and the geographical distance over which wheat alleles introgress into Ae. triuncialis populations. These simulations confirmed that extensive introgression of wheat alleles (2.7 × 10(-4) wheat immigrants for each Ae. triuncialis resident, at each generation) into Ae. triuncialis occurs despite a high selfing rate (Fis ≈ 1 and selfing rate = 97%). These results are discussed in the light of risks associated with the release of genetically modified wheat cultivars in Mediterranean agrosystems.

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.).

Incidência e índice de doença do mosaico do trigo em cereais de inverno e em gramíneas de verão, associados ao Polymyxa graminis

O Soil-borne wheat mosaic virus (SBWMV) é transmitido pelo fungo de solo Polymyxa graminis. Em ensaios conduzidos a campo, por dois anos, avaliaram-se a incidência, severidade e presença do vetor do vírus no sistema radicular das gramíneas: aveia (Avena sativa e A. strigosa), azevém (Lilium multiforum), cevada (Hordeum vulgare), milhã (Digitaria sp.), milheto (Pannisetum americanum), milho (Zea mays), papuã (Brachiaria sp.), sorgo (Sorghum bicolor), trigo (Triticum aestivum) e triticale (Triticum secale). A incidência da virose foi calculada com base no percentual de plantas sintomáticas, sendo atribuído notas de 0-5 para determinar o ID (%) . Os segmentos radiculares foram coletados, corados com solução de lactofenol-azul de algodão e visualizados em microscópio luminoso, atribuindo-se níveis de infestação pela quantidade de grupos de esporos de resistência de P. graminis. Em espécies de aveia, não foram observados sintomas e esporos de resistência do vetor. Na cultura da cevada, não foram observados sintomas, mas sim esporos de resistência no sistema radicular. Para o triticale e o trigo, na primeira época de plantio, a incidência e ID (%) foram mais elevados quando comparados à segunda época. Observou-se uma relação direta entre o ID (%) e a quantidade de esporos de resistência. Nas gramíneas de verão, não foram observados sintomas de SBWMV nem esporos de resistência no sistema radicular.

Efeito do vírus do mosaico do trigo sobre o rendimento de trigo e triticale

O vírus do mosaico do trigo (Soil-borne wheat mosaic virus - SBWMV), transmitido pelo fungo de solo Polymyxa graminis, é responsável por uma das principais viroses que afetam a produção de trigo (Triticum aestivum). Com o objetivo de avaliar os danos causados pelo SBWMV, foram conduzidos experimentos no campo experimental da Embrapa Trigo, em solo naturalmente infestado com o fungo vetor, utilizando as cultivares de trigo, BR 32, BR 23, Embrapa 120, OR 1, IAC 5-Maringá, Embrapa 27, Embrapa 16 e as cultivares de triticale (Triticum secale) Embrapa 53 e Iapar 23, em duas épocas de plantio. Foram avaliados a altura de plantas, o número de perfilhos, número de grãos por espiga, número de grãos por planta, peso de grãos e o peso de mil grãos. Os dados foram submetidos à análise de variância comparando-se as médias pelo teste de Scott & Knott a 5%. Para a altura de plantas, houve redução de até 27,5% na cv. IAC 5-Maringá. A cv. BR 32 apresentou redução de 25% no número de perfilhos em plantas sintomáticas, ao passo que a cv. OR 1 aumentou 32,4% o número de perfilhos. O número de grãos por planta apresentou redução em torno de 49% nas duas espécies estudadas. A redução no peso de grãos por planta variou de sete a 56% em trigo e de 51 a 59% em triticale , para o peso de mil grãos a redução variou de quatro a 26% em trigo e 23 a 30% em triticale.