Controle de azevém (Lolium multiflorum L.), e gorga (Spergula arvensis L.) e seletividade de herbicidas as culturas de trigo, cevada e centeio

Foram realizados três experimentos a campo em 1980, no Centro Nacional de Pesquisa de Trigo/EMBRAPA, Passo Fundo, RS, visando conhecer o comportamento dos herbicidas diclofop, dicamba, a associação 2,4 D com dicamba e a mistura diclofop + (2,4 D + dicamba), no controle de azevém (Lolium multiflorum L.) e gorga (Spergula arvensis L.). Ao mesmo tempo foi avaliada a seletividade que estes herbicidas apresentam às culturas de trigo (Triticum aestivum L.), cevada (Hordeum vulgare L.) e centeio (Secale cereale L.). Os resultados da avaliação visual de fitotoxicidade mostra ram que o dicamba causou o maior grau de injúria para as três culturas. Cevada mostrou ser a cultura mais sensível ao dicamba na fase inicial. Trigo, cevada e centeio foram tolerantes ao diclofop. A mistura diclofop + (2,4 D + dicamba) não controlou o azevém nas três culturas. Esta mistura apresentou ainda redução no controle de gorga, nas culturas de cevada e centeio. Dicamba ocasionou redução no rendimento de grãos das culturas, mostrando ser pouco seletivo na dose testada. Centeio sofreu uma redução no rendimento de grãos causada por diclofop, enquanto que a mistura diclofop + (2,4 D + dicamba) foi seletiva para todas as culturas.

Efeito da presença das plantas daninhas no microclima da cultura da cevada

Um experimento foi realizado com cevada (Hordeum vulgare L.) em condições de campo, com o objetivo de avaliar , durante um período de estiagem (82 e 89 dia após a emergência da cevada), o microclima formado pela cultura mantida na presença ou ausência de plantas daninhas desde o início do ciclo. Foram avaliados o teor de água do solo, umidade relativa, temperatura, tensão de vapor d'água, déficit de saturação de vapor d'água, potencial água e teor de água do ar nos períodos da s 8: 30 às 9:00, 11:30 às 12:00, 14:30 às 15:00 e 17:30 às 18:00 horas a 0,0m, 0,10m, 0,20m, 0,30m, 0,40m, 0,50m, 0,60m e 0,70m de altura na entrelinha da cultura. A presença das plantas daninhas na cultura durante o período de estiagem contribuiu para reduzir as perdas de água do solo para a atmosfera. Nos três primeiros períodos do dia e nas áreas mais próximas do solo, a cultura mantida no mato os menores valores de temperatura e déficit de saturação de vapor d'água do ar, e os maiores valores de umidade relativa, tensão de vapor d'água, potencial água e teor de água do ar, que proporcionaram redução do consumo de água do solo.

Efeitos da cultura da cevada e de períodos de controle sobre o crescimento e produção de sementes de Raphanus sativus L.

Este experimento teve por objetivo avaliar os efeitos da cultura da cevada e de períodos de controle das plantas daninhas sobre o crescimento e produção de sementes de Raphanus sativus. Foram considerados dois tratamentos testemunha sem controle das plantas daninhas, com e sem a cultura. Nos oito demais tratamentos, a cultura esteve sempre presente, controlando-se as plantas daninhas até 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 e 100 dias após a emergência da cevada. A comunidade infestante da área era composta quase exclusivamente por R. .sativus. Avaliou-se o número de plantas, acúmulos de matéria seca, número médio de frutos e sementes de nabiça por planta e por unidade de área ; foram ainda avaliados o número médio de sementes por fruto, peso médio de 1.000 sementes e a contribuição das sementes na composição da matéria se catota. A análise dos resultados evidenciou que a espécie Raphanus sativus apresenta elevado potencial reprodutivo, sendo possível concluir pela ineficiência de programas de controle de curta duração, em termos de redução do banco de sementes. A presença da cultura da cevada reduziu tanto o crescimento quanto o número de sementes produzidas pela nabiça (R. sativus). Na ausência da cultura e de práticas de controle foram produzidas 5.074 sementes/m, a partir de 125 plantas/m ainda presentes na colheita da cultura.

Habilidade competitiva de cultivares de cevada convivendo com azevém

A determinação da habilidade competitiva de cultivares de cevada com plantas daninhas torna-se relevante para a adoção do método de manejo cultural; desse modo, podemse diminuir os custos de produção, bem como os impactos ambientais causados por outros métodos de manejo, como o químico. Este trabalho comparou as habilidades competitivas relativas de três cultivares de cevada e um biótipo de azevém. Foram realizados experimentos em casa de vegetação na estação de crescimento 2008/09, utilizando-se delineamento experimental de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram arranjados em série de substituição e constituíram-se de cinco proporções de plantas de cevada e do azevém competidor com a cultura: 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 e 0:100. A cevada foi representada pelos cultivares BRS Greta, BRS Elis e BRS 225, e o competidor, pelo azevém. A análise da competitividade foi efetuada por meio de diagramas aplicados a experimentos substitutivos, mais uso de índices de competitividade relativa. As variáveis estudadas foram: afilhamento, estatura, área foliar e massa da matéria seca da parte aérea das plantas. O azevém afetou o afilhamento, a área foliar e a massa da matéria seca da parte aérea de plantas dos cultivares de cevada BRS Greta, BRS Elis e BRS 225, demonstrando grande habilidade competitiva com a cultura pelos recursos disponíveis no meio. Entre os cultivares de cevada avaliados, BRS Elis foi o mais competitivo na presença do azevém, que é uma das espécies daninhas que necessitam de controle mesmo quando presente em baixas proporções na cultura da cevada.

Sistema vascular e controle do desenvolvimento de perfilhos em cereais de estação fria

As causas da ausência e/ou baixa sobrevivência dos perfilhos foram estudadas pela conexão vascular entre os perfilhos e o resto da planta. Foram conduzidos ensaios em telado e câmara de crescimento com genótipos de trigo, IPF-49865 (unicolmo), EMBRAPA-16 e BR-23 (multicolmo), de aveia, UFRGS-10 e UFRGS-15 e de cevada, FM-519. Avaliou-se o desenvolvimento foliar do colmo principal e dos perfilhos primários, o número de perfilhos primários e secundários, o número de perfilhos férteis e a vascularização e conexão vascular dos perfilhos com o resto da planta. A conexão vascular poderia explicar a inibição dos perfilhos pois, todos estavam conectados vascularmente com o resto da planta.

Padrões eletroforéticos de hordeínas e isoenzimas para identificação de cultivares de cevada

O objetivo deste trabalho foi determinar os padrões de eletroforese em gel de poliacrilamida das hordeínas e isoenzimas de cinco cultivares brasileiras de cevada (Hordeum vulgare L.): Embrapa 43, Embrapa 127, Embrapa 128, Embrapa 129 e BR 2, visando a identificação das cultivares. A uniformidade (homogeneidade) desses padrões também foi determinada por meio da análise individual de 90 amostras de sementes de cada cultivar. A maioria das cultivares foi prontamente discriminada pelos eletroforegramas de hordeínas. Três cultivares apresentaram padrões únicos de hordeínas, enquanto as outras duas (Embrapa 128 e BR 2) apresentaram padrões diferentes de esterases (EC 3.1.1.1). As medidas de similaridade calculadas a partir dos dados de hordeínas e esterases conjugados, utilizando o coeficiente de Jaccard, possibilitaram discriminar todas as cultivares e biótipos encontrados. A cultivar Embrapa 43 apresentou dois biótipos bem definidos de hordeínas e esterases. A variação do perfil de hordeínas nessa cultivar foi diretamente relacionada com a variação nos zimogramas de esterase. Essa relação não foi observada em todas as cultivares que apresentaram biótipos. Pode-se constatar que a análise de dados de eletroforese de hordeínas e esterases em conjunto é um método útil para a identificação de cultivares de cevada.

Physiological quality of barley seeds submitted to saline stress

The objective of the experiments was to determine the influence of the effects of different salt levels (zero, 15, 30, 45 and 60mM NaCl) on the physiological quality of seeds of two barley cultivars (BRS 195 and AF 98067). Assays were conducted to evaluate salt stress on germination and vigor. The germination and germination rate of the barley seeds decreased as salt levels increased, reducing the seed viability and vigor. The salinity affected the membrane integrity, mainly in AF 98067 that showed more sensitivity to salt stress.

Diferentes épocas de colheita e qualidade fisiológica de sementes de cevada

O trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes épocas de colheita sobre a qualidade fisiológica de sementes de cevada. Foram utilizadas sementes das cultivares MN 721 e Scarlett. A colheita de sementes foi realizada com 118, 129 e 140 dias após a semeadura. O grau de umidade, na ocasião das amostragens, foi de 25%, 18% e 13%, respectivamente, na primeira, segunda e terceira colheita, para a cultivar MN 721 e, para a cultivar Scarlett, foi de 26%, 19% e 13%, respectivamente nas três colheitas. As sementes foram secas em estufa com circulação de ar forçado até atingir grau de umidade de 13% e, então, armazenadas em câmara fria e seca (17 ºC e UR 45-50%). Antes da realização das análises, parte das sementes foi submetida ao pré-esfriamento de 5 a 10 ºC por sete dias para a superação da dormência. As sementes foram avaliadas pelos testes de germinação, primeira contagem da germinação, comprimento de plântulas (parte aérea e raiz), fitomassa seca (parte aérea e raiz), teste de tetrazólio e envelhecimento acelerado para cada cultivar nas diferentes épocas de colheita, logo após a superação da dormência. As cultivares de cevada após a colheita apresentam alta intensidade de dormência. De acordo com a cultivar, a dormência manifesta-se mais acentuada quando as sementes são colhidas com grau de umidade em torno de 13%. As sementes de cevada com melhor qualidade fisiológica são as obtidas com graus de umidade de 26% (118 dias após a semeadura) e 18% (129 dias após a semeadura) para as cultivares Scarlett e MN 721, respectivamente.

Viability of barley seeds by the tetrazolium test

The tetrazolium test is used to control seed quality of various plant species since it allows a rapid evaluation of viability. Freshly harvested barley seeds show dormancy that can make the germination test ineffective for an immediate evaluation. Therefore, the development of more efficient methods, such as the tetrazolium test, is necessary. The objective of this research work was to study various procedures for performing the tetrazolium test on barley seeds. Five lots of cv. BRS 195 barley seeds were used and subjected to the following treatments: two different methods of seed preconditioning (direct immersion in H2O and between sheets of moistened paper towels); two types of preparation for staining (longitudinal cross-section of the seed through the embryo with immersion of one half in a 2,3,5 triphenyl tetrazolium chloride solution or placing both halves on top of filter paper moistened with the tetrazolium salt solution); two methods of staining (on top of filter paper and direct immersion in the tetrazolium salt solution). Three concentrations of the tetrazolium salt solution (0.1%, 0.5%, and 1.0%) were used. It was concluded that the tetrazolium test on barley seeds may be accomplished with preconditioning by direct immersion in H2O and staining by immersing in a 0.1% or 0.5% concentration of tetrazolium salt solution or staining on top of filter paper moistened with such solution at a 1.0% concentration.

Pea-barley intercrops use nitrogen sources 20-30% more efficiently than the sole crops

Field pea (Pisum sativum L.) and spring barley (Hordeum vulgare L) were intercropped and sole cropped to compare the effects of crop diversity on the use of nitrogen sources in European organic crop-ping systems. Across a wide range of growing condi-tions pea-barley intercropping showed that nitrogen sources were used from 17 to 31% more efficiently by the intercrop than by the sole crops. Intercropping technologies offers the opportunity for organic cropping systems to utilize N complementarity between component crops, without compromising total crop N yield levels

The competitive ability of pea-barley intercrops against weeds and the interactions with crop productivity and soil N availability

Grain legumes, such as peas (Pisum sativum L.), are known to be weak competitors against weeds when grown as the sole crop. In this study, the weed-suppression effect of pea–barley (Hordeum vulgare L.)intercropping compared to the respective sole crops was examined in organic field experiments across Western Europe (i.e., Denmark, the United Kingdom, France, Germany and Italy). Spring pea (P) and barley(B) were sown either as the sole crop, at the recommended plant density (P100 and B100, respectively), or in replacement (P50B50) or additive (P100B50)intercropping designs for three seasons (2003–2005). The weed biomass was three times higher under the pea sole crops than under both the intercrops and barley sole crops at maturity. The inclusion of joint experiments in several countries and various growing conditions showed that intercrops maintain a highly asymmetric competition over weeds, regardless of the particular weed infestation (species and productivity), the crop biomass or the soil nitrogen availability. The intercropping weed suppression was highly resilient, whereas the weed suppression in pea sole crops was lower and more variable. The pea–barley intercrops exhibited high levels of weed suppression, even with a low percentage of barley in the total biomass. Despite a reduced leaf area in the case of a low soil N availability, the barley sole crops and intercrops displayed high weed suppression, probably because of their strong competitive capability to absorb soil N. Higher soil N availabilities entailed increased leaf areas and competitive ability for light, which contributed to the overall competitive ability against weeds for all of the treatments. The contribution of the weeds in the total dry matter and soil N acquisition was higher in the pea sole crop than in the other treatments, in spite of the higher leaf areas in the pea crops.

Tritrophic effects of organic and conventional fertilisers on a cereal-aphid-parasitoid system

The impact of parasitoids on pests varies between conventional and low-intensity agricultural systems. Although the impacts on parasitoid natural enemies of many practices within these agricultural systems are well understood, the role of fertilisers has been less well studied. The effects of organic-based and conventional fertilisers on Hordeum vulgare L. (Poaceae), the aphid Metopolophium dirhodum Walker (Hemiptera: Aphididae), and its parasitoid Aphidius ervi Haliday (Hymenoptera: Braconidae) was investigated using cage release experiments and measures of aphid and parasitoid fitness were taken. Barley tiller number and aphid weight were increased by fertilisers, particularly under conventional treatments. Adult parasitoid size correlated positively with that of the host, M. dirhodum, whereas percentage parasitism was not affected by fertiliser treatment or host size. The results suggest that the increased parasitoid impact observed in some low-intensity or organic systems is not a direct result of fertiliser treatment. Our results indicate that fertiliser treatments that improve cereal-aphid fitness will improve parasitoid fitness as measured by parasitoid size but may not influence percentage parasitism.

Genome dynamics explain the evolution of flowering time CCT domain gene families in the Poaceae

Numerous CCT domain genes are known to control flowering in plants. They belong to the CONSTANS-like (COL) and PREUDORESPONSE REGULATOR (PRR) gene families, which in addition to a CCT domain possess B-box or response-regulator domains, respectively. Ghd7 is the most recently identified COL gene to have a proven role in the control of flowering time in the Poaceae. However, as it lacks B-box domains, its inclusion within the COL gene family, technically, is incorrect. Here, we show Ghd7 belongs to a larger family of previously uncharacterized Poaceae genes which possess just a single CCT domain, termed here CCT MOTIF FAMILY (CMF) genes. We molecularly describe the CMF (and related COL and PRR) gene families in four sequenced Poaceae species, as well as in the draft genome assembly of barley (Hordeum vulgare). Genetic mapping of the ten barley CMF genes identified, as well as twelve previously unmapped HvCOL and HvPRR genes, finds the majority map to colinear positions relative to their Poaceae orthologues. Combined inter-/intra-species comparative and phylogenetic analysis of CMF, COL and PRR gene families indicates they evolved prior to the monocot/dicot divergence ~200 mya, with Poaceae CMF evolution described as the interplay between whole genome duplication in the ancestral cereal, and subsequent clade-specific mutation, deletion and duplication events. Given the proven role of CMF genes in the modulation of cereals flowering, the molecular, phylogenetic and comparative analysis of the Poaceae CMF, COL and PRR gene families presented here provides the foundation from which functional investigation can be undertaken.

Genetic structure and linkage disequilibrium in landrace populations of barley in Sardinia

Multilocus digenic linkage disequilibria (LD) and their population structure were investigated in eleven landrace populations of barley (Hordeum vulgare ssp. vulgare L.) in Sardinia, using 134 dominant simple-sequence amplified polymorphism markers. The analysis of molecular variance for these markers indicated that the populations were partially differentiated (F ST = 0.18), and clustered into three geographic areas. Consistent with this population pattern, STRUCTURE analysis allocated individuals from a bulk of all populations into four genetic groups, and these groups also showed geographic patterns. In agreement with other molecular studies in barley, the general level of LD was low (13 % of locus pairs, with P < 0.01) in the bulk of 337 lines, and decayed steeply with map distance between markers. The partitioning of multilocus associations into various components indicated that genetic drift and founder effects played a major role in determining the overall genetic makeup of the diversity in these landrace populations, but that epistatic homogenising or diversifying selection was also present. Notably, the variance of the disequilibrium component was relatively high, which implies caution in the pooling of barley lines for association studies. Finally, we compared the analyses of multilocus structure in barley landrace populations with parallel analyses in both composite crosses of barley on the one hand and in natural populations of wild barley on the other. Neither of these serves as suitable mimics of landraces in barley, which require their own study. Overall, the results suggest that these populations can be exploited for LD mapping if population structure is controlled.

PCR-based markers diagnostic for spring and winter seasonal growth habit in barley

Toward the ultimate goal of replacing field-based evaluation of seasonal growth habit, we describe the design and validation of a multiplex polymerase chain reaction assay diagnostic for allelic status at the barley (Hordeum vulgare ssp. vulgare L.) vernalization locus, VRN-H1 By assaying for the presence of all known insertion–deletion polymorphisms thought to be responsible for the difference between spring and winter alleles, this assay directly tests for the presence of functional polymorphism at VRN-H1 Four of the nine previously recognized VRN-H1 haplotypes (including both winter alleles) give unique profiles using this assay. The remaining five spring haplotypes share a single profile, indicative of function-altering deletions spanning, or adjacent to, the putative “vernalization critical” region of intron 1. When used in conjunction with a previously published PCR-based assay diagnostic for alleles at VRN-H2, it was possible to predict growth habit in all the 100 contemporary UK spring and winter lines analyzed in this study. This assay is likely to find application in instances when seasonal growth habit needs to be determined without the time and cost of phenotypic assessment and during marker-assisted selection using conventional and multicross population analysis.