Characterization of heat tolerance in wheat cultivars and effects on production components

Abstract: There is a need for heat tolerant wheat cultivars adapted to the expansion of cultivation areas in warmer regions due to the high demand of this cereal for human consumption. The objective of this study was to evaluate the effect of high temperatures on grain yield and yield components of wheat and characterize heat tolerant wheat genotypes at different development stages. The genotypes were evaluated in the field with and without heat stress. High temperatures reduced the number of spikelets per spike (21%), number of grains per spike (39%), number of grains per spikelet (23%), 1000-grain weight (27%) and grain yield (79%). Cultivars MGS 1 Aliança, Embrapa 42, IAC 24-Tucuruí and IAC 364-Tucuruí III are the most tolerant to heat stress between the stages double ridge and terminal spikelet; MGS 1 Aliança, BRS 264, IAC 24-Tucuruí, IAC 364-Tucuruí III and VI 98053, between meiosis and anthesis; and BRS 254, IAC-24-Tucuruí, IAC-364-Tucuruí III and VI 98053, between anthesis and physiological maturity. High temperatures reduce grain yield and yield components. The number of grains per spike is the most reduced component under heat stress. The genotypes differed in tolerance to heat stress in different developmental stages.

Seleção de genótipos de trigo para rendimento de grãos e qualidade de panificação em ensaios multiambientes

O objetivo deste estudo foi selecionar linhagens de trigo para qualidade de panificação e para rendimento de grãos (RG), em ensaios multiambientes, e identificar ambientes de teste ideais para a seleção. Foram avaliados 39 genótipos de trigo, sendo 18 linhagens e nove cultivares testemunhas, em 2010, e 11 linhagens e quatro cultivares testemunhas, em 2011, no Estado do Paraná. Algumas linhagens e locais não foram repetidos entre os dois anos. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com três repetições. A metodologia, em gráfico biplot GGE (Genotype and Genotype-by-Environment), foi utilizada para a avaliação de genótipos e ambientes de teste. Na safra 2010, os locais de Nova Fátima, Pitangueiras e Ventania foram discriminantes (maximizaram a expressão do RG e diferenciação entre genótipos) e representativos do conjunto de ambientes avaliados. Em 2011, Rolândia e Astorga destacaram-se como ambientes ideais para seleção simultânea para RG e qualidade de panificação. As linhagens BIO-08528 e BIO-08228 foram classificadas como genótipos ideais para o RG e a concentração proteica dos grãos (CPG), respectivamente. Na safra 2011, as linhagens BIO-10161 e BIO-10141 foram superiores para RG e para qualidade de panificação, respectivamente. O teste de sedimentação SDS e a CPG correlacionaram-se entre si (r = 0,61**) e foram moderadamente associados com a força de glúten (r = 0,49** e 0,74**), indicando que podem ser utilizados na seleção indireta para qualidade de panificação.

Effects of growth reducer and nitrogen fertilization on morphological variables, SPAD index, interception of radiation and productivity of wheat

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the effect of growth reducer and nitrogen fertilization on morphological variables, SPAD index, radiation interception, and grain yield of three cultivars of wheat. The experimental design was a randomized block in factorial scheme 3x5x2, with three cultivars (Mestre, Iguaçú and Itaipú), five nitrogen doses (0, 40, 80, 120, 160 Kg ha-1), and application or no application of a growth reducer, with three replications. The following characteristics were evaluated: plant height, SPAD index, leaf area index (LAI), Global Radiation Interception (GRI) and grain yield. The Tukey test (p < 0.05) was used for the comparison between the means of cultivar and growth reducer factors, and for a regression analysis to evaluate N levels. Increasing the dose of nitrogen promotes an increase in LAI of plants of wheat crops differently among cultivars, which leads to a greater degree of global radiation interception. At doses higher or equal to 120 Kg ha-1 of nitrogen, there are significant differences in grain yield between treatments with and without the application of the growth reducer. The significant interaction between growth reducer and nitrogen dose, showed that applications of growth reducer increase the GRI at doses above and below 80 Kg ha-1 of nitrogen. Nitrogen rates of 138 and 109 Kg ha-1 are responsible for maximum grain yields of wheat, which is 4235 and 3787 Kg ha-1 with and without the use of growth reducer, respectively.

Regulador de crescimento em plantas de trigo: reflexos sobre o desenvolvimento vegetativo, rendimento e qualidade de grãos

RESUMO Reguladores de crescimento podem ser utilizados com o intuito de evitar o acamamento do trigo, porém, podem apresentar outros benefícios, em função da melhoria da interceptação de luz e da realocação de carbono. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do regulador de crescimento (trinexapac-etil) sobre o desenvolvimento vegetativo, os componentes da produção e a qualidade de grãos de dois cultivares de trigo distintos em relação à susceptibilidade ao acamamento. Um experimento foi realizado em casa de vegetação e outro a campo. No experimento em casa de vegetação, foram avaliadas as variáveis de desenvolvimento vegetativo (estatura de planta, relação entre raiz e parte aérea, áreas foliares unitária e total, comprimento e matéria seca de raízes) em plantas de trigo, com e sem a aplicação de trinexapac-etil, em estádio de primeiro nó visível e segundo nó perceptível. A campo foram avaliadas variáveis de desenvolvimento vegetativo (clorofila, estatura e área foliar), rendimento (número de espigas, massa de mil grãos e produtividade) e qualidade (massa do hectolitro e conteúdo de proteína), em plantas de trigo com variações de aplicação de trinexapac-etil (testemunha sem aplicação, perfilhamento e primeiro nó visível e segundo perceptível). O regulador de crescimento trinexapac-etil aumenta a relação entre raiz e parte aérea do cultivar Mirante e a produtividade dos cultivares Quartzo e Mirante. Porém, não interfere na qualidade de grãos desses cultivares.

Avaliação do cádmio dos solos disponível para as plantas

Dissertação apresentada à Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia, para cumprimentos dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Ciências do Ambiente

Study of salt stress tolerance in spelt

World population is increasing at an alarming rate while food productivity is decreasing due to the effect of various abiotic stresses. Soil salinity is one of the most important abiotic stress and a limiting factor for worldwide plant production. In addition to its important effects on yield, salt stress affects numerous cellular activities, including cell wall composition, photosynthesis, protein synthesis, ions and organic solutes. Up to 20% of the irrigated arable land in arid and semiarid regions is already salt affected and is still expanding. Improving salt tolerant varieties is of major importance, and efforts should be focused on finding adaptive mechanisms which are involved in salinity tolerance. In this study, several spelt wheat (Triticum aestivum var. Spelta) genotypes and one cultivar of modern bread wheat were used to screen them for salt tolerance. Spelt is an old-European cereal crop currently attracting renewed interest as a food grain because it is said to be harder than wheat and requires less fertilizer. Spelt wheat is also becoming very attractive genetic source by plant breeders due to its wide adaptation ability to various stressful conditions such as soil salinity. In this study morphological parameters (e.g., leaf appearance; shoot elongation), dry matter production, mineral nutrients (especially Na and K), and activity of antioxidative enzymes were measured to select superior genotypes of spelt for salt tolerance. The results showed that Spelt genotype Sp41 is a salt sensitive genotype and genotypes Sp69, Sp96 and Sp912 are good candidates for salt tolerant genotypes.

Eficiência de vários adubos fosfatados: I. efeito imediato

Foram comparados diversos adubos fosfatados, tais como superfosfato simples, superfosfato concentrado, fosforita de Olinda, termofosíato, polifosfato de amônio, fosfato diamônico (DAP), metafosfato de potássio e metafosfato de cálcio, em duas unidades de solos, um regossol e um latossol. O experimento foi realizado em casa de vegetação com trigo (Triticum aestivum). Considerando o peso da matéria seca e a concentração do fósforo nas plantas, verificou-se que os adubos superfosfato concentrado, polifosfato de ainônio e DAP deram melhores resultados no regossol, enquanto que no latossol destacaram-se os adubos polifosfato de amônio, DAP e o metafosfato de potássio.

Interplay between wheat cultivars, biocontrol pseudomonads, and soil.

There is a significant potential to improve the plant-beneficial effects of root-colonizing pseudomonads by breeding wheat genotypes with a greater capacity to sustain interactions with these bacteria. However, the interaction between pseudomonads and crop plants at the cultivar level, as well as the conditions which favor the accumulation of beneficial microorganisms in the wheat rhizosphere, is largely unknown. Therefore, we characterized the three Swiss winter wheat (Triticum aestivum) cultivars Arina, Zinal, and Cimetta for their ability to accumulate naturally occurring plant-beneficial pseudomonads in the rhizosphere. Cultivar performance was measured also by the ability to select for specific genotypes of 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG) producers in two different soils. Cultivar-specific differences were found; however, these were strongly influenced by the soil type. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis of fragments of the DAPG biosynthetic gene phlD amplified from natural Pseudomonas rhizosphere populations revealed that phlD diversity substantially varied between the two soils and that there was a cultivar-specific accumulation of certain phlD genotypes in one soil but not in the other. Furthermore, the three cultivars were tested for their ability to benefit from Pseudomonas inoculants. Interestingly, Arina, which was best protected against Pythium ultimum infection by inoculation with Pseudomonas fluorescens biocontrol strain CHA0, was the cultivar which profited the least from the bacterial inoculant in terms of plant growth promotion in the absence of the pathogen. Knowledge gained of the interactions between wheat cultivars, beneficial pseudomonads, and soil types allows us to optimize cultivar-soil combinations for the promotion of growth through beneficial pseudomonads. Additionally, this information can be implemented by breeders into a new and unique breeding strategy for low-input and organic conditions.

On the cellular site of two-pore channel TPC1 action in the Poaceae.

The slow vacuolar (SV) channel has been characterized in different dicots by patch-clamp recordings. This channel represents the major cation conductance of the largest organelle in most plant cells. Studies with the tpc1-2 mutant of the model dicot plant Arabidopsis thaliana identified the SV channel as the product of the TPC1 gene. By contrast, research on rice and wheat TPC1 suggested that the monocot gene encodes a plasma membrane calcium-permeable channel. To explore the site of action of grass TPC1 channels, we expressed OsTPC1 from rice (Oryza sativa) and TaTPC1 from wheat (Triticum aestivum) in the background of the Arabidopsis tpc1-2 mutant. Cross-species tpc1 complementation and patch-clamping of vacuoles using Arabidopsis and rice tpc1 null mutants documented that both monocot TPC1 genes were capable of rescuing the SV channel deficit. Vacuoles from wild-type rice but not the tpc1 loss-of-function mutant harbor SV channels exhibiting the hallmark properties of dicot TPC1/SV channels. When expressed in human embryonic kidney (HEK293) cells OsTPC1 was targeted to Lysotracker-Red-positive organelles. The finding that the rice TPC1, just like those from the model plant Arabidopsis and even animal cells, is localized and active in lyso-vacuolar membranes associates this cation channel species with endomembrane function.

Sistemas de cultivo e características do solo afetando a estabilidade de agregados

Em um Latossolo Roxo de Santo Ângelo (RS), e em um Podzólico Vermelho-Escuro de Eldorado do Sul (RS), ambos com textura argilosa, submetidos o primeiro à exploração com cultivo convencional de trigo (Triticum aestivum L.) e soja (Glycine max L.) e sob setária (Setaria anceps L.), e o segundo à exploração com capim-pangola (Digitaria decumbens L.), siratro (Macroptilium atropurpureum L.), plantio direto com aveia (Avena bizantina L.)/milho (Zea mays L.) e área sem vegetação, foi realizado o presente trabalho durante a safra de verão (1990/1991), com o objetivo de avaliar a estabilidade e a agregação do solo sob diferentes sistemas de cultivo. Constatou-se, nessa avaliação, que as gramíneas perenes por meio do seu sistema radicular tiveram grande efeito na agregação e estabilidade dos agregados do solo e que os teores de carbono orgânico, de ferro e alumínio-oxalato, argila e grau de dispersão tiveram também efeitos na agregação do solo, porém insuficientes para explicar as variações entre o diâmetro médio ponderado dos agregados sob os diferentes sistemas de cultivo.

Resposta da produtividade de grãos e outras características agronômicas do trigo EMBRAPA-22 irrigado ao nitrogênio em cobertura

As doses e a época de aplicação do nitrogênio (N) podem influenciar as características agronômicas do trigo (Triticum aestivum L.) irrigado e, conseqüentemente, a produtividade de grãos. Neste sentido, foram instalados dois experimentos na Estação Experimental da Universidade Federal de Viçosa, localizada em Coimbra (MG), em 1995 e 1996. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de quatro doses de N (30, 60, 90 e 120 kg ha-1), quatro formas de parcelamento (dose total aos 20 dias da emergência (DAE); ½ aos 20 + ½ aos 40 DAE; 1/3 aos 20 + 2/3 aos 40 DAE e 2/3 aos 20 + 1/3 aos 40 DAE) e uma testemunha (sem N em cobertura), dispostos em esquema fatorial 4 x 4 + 1, no delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. A altura e o acamamento das plantas, a biomassa seca, o índice de colheita, a massa de mil grãos, o peso hectolítrico e a produtividade de grãos foram influenciados pelas doses de N. Em 1996, o número de espigas por metro quadrado e o número de perfilhos férteis por planta diminuíram, em conseqüência do acamamento precoce das plantas, enquanto o número de grãos por espiga e o número de grãos por metro quadrado aumentaram com o incremento nas doses de N. As formas de parcelamento influenciaram somente o acamamento das plantas.

Estádios fenológicos do trigo para a adubação nitrogenada em cobertura

A época de aplicação de nitrogênio em cobertura em trigo influi no rendimento de grãos e deve coincidir com os estádios em que o potencial de rendimento está sendo estabelecido. Com o objetivo de estabelecer os períodos críticos da planta em relação às necessidades de N, foram realizados trabalhos em campo, na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, Eldorado do Sul (RS), nos anos de 1993, 1994 e 1995, com os cultivares BR 23 (1993 e 1994) e Embrapa 16 (1995), semeados no final de junho na densidade de 300 sementes aptas m-2. Os tratamentos consistiram da aplicação de 40 kg ha-1 de N nos seguintes estádios de desenvolvimento das plantas: (a) emergência, (b) emissão da 3ª folha, (c) emissão da 5ª folha, (d) emissão da 7ª folha e (e) emborrachamento. Nos anos 1994 e 1995, os três primeiros períodos foram seguidos ou não pela aplicação de N (40 kg ha-1) por ocasião da emissão da 7ª folha. Foram avaliados o rendimento de grãos, os componentes do rendimento e o índice de colheita. Os resultados indicaram que o período crítico de suprimento de N em trigo vai da emergência até à emissão da 7ª folha. Nos estádios iniciais deste período, o N é necessário para potencializar o número máximo de espiguetas por espiga, enquanto, nos estádios finais do período, o N é crítico para determinar o número de colmos por área. O cv. BR 23 dependeu mais do suprimento inicial de N, para potencializar o número de grãos por espiga, enquanto o cv. Embrapa 16 dependeu do suprimento de N na emissão da 7ª folha, para fixar e potencializar o número de espigas produzidas.

Razão de perdas de solo e fator c para as culturas de soja e trigo em três sistemas de preparo em um cambissolo húmico alumínico

Utilizando dados obtidos em experimento de perdas de solo e água sob chuva natural em Lages (SC), de novembro de 1992 a outubro de 1998, calcularam-se a razão de perdas de solo (RPS) e o fator C da equação universal de perda de solo, para três sistemas de preparo do solo e duas culturas. Foram estudados os tratamentos aração+duas gradagens (A + G), escarificação+gradagem (E + G) e semeadura direta (SDI), submetidos à sucessão das culturas de soja (Glycine max) e trigo (Triticum aestivum L.), comparados à aração + duas gradagens sem culturas (SSC), sobre um Cambissolo Húmico alumínico com declividade média de 0,102 m m-1. O ciclo de ambas as culturas foi dividido em cinco estádios, com igual intervalo de tempo entre eles. Tanto as RPS quanto os fatores C variaram ampla-mente entre os sistemas de preparo do solo e entre os estádios durante o ciclo das culturas, bem como entre os ciclos na mesma cultura e entre as culturas, indicando forte efeito do manejo do solo, da época do ano, da cultura e da chuva sobre essas variáveis. Os valores médios de RPS na cultura de soja foram de 0,1711, 0,1061 e 0,0477 Mg ha Mg-1 ha-1, para a A + G, E + G e SDI, respectivamente, enquanto, para o trigo, as referidas RPS, para os respectivos sistemas de preparo do solo, foram de 0,2416, 0,1874 e 0,0883. Os valores médios do fator C, para os respectivos sistemas de preparo do solo, foram de 0,1437, 0,0807 e 0,0455 Mg ha Mg-1 ha-1, para a cultura de soja; de 0,2158, 0,1854 e 0,0588 Mg ha Mg-1 ha-1, para o trigo, e, para a sucessão das referidas culturas, de 0,3713, 0,2661 e 0,1043 Mg ha Mg-1 ha-1.

Dinâmica do afilhamento afetada pela disponibilidade de nitrogênio e sua influência na produção de espigas e grãos em trigo

O aumento do número e da sobrevivência de afilhos e a produção de espigas e grãos em trigo foram avaliados em relação à disponibilidade de N, em três experimentos realizados na Estação Experimental Agronômica da UFRGS (Eldorado do Sul, RS), em 1995, 1997 e 1998. Foi utilizado o cv. Embrapa16, semeado no final de junho na densidade de 300sementes aptas m-2. Os tratamentos, em 1995, consistiram da aplicação de 40kgha-1 de N em diferentes estádios de desenvolvimento da planta (da emergência à emissão da 5ªfolha do colmo principal), seguidos ou não da aplicação de 40kgha-1 de N na emissão da 7ªfolha. Em 1997 e 1998, diferentes doses de N foram aplicadas na emergência das plantas, seguidas ou não da aplicação de N no momento de emissão da 7ªfolha. O N aplicado no início do período vegetativo estimulou maior emissão de afilhos, enquanto o N aplicado na emissão da 7ª folha reduziu sua mortalidade e manteve a sincronia de desenvolvimento entre colmo principal e afilhos. Em decorrência, aumentou o número de espigas por área, refletindo no aumento do rendimento de grãos.

Recomendação de adubação nitrogenada para trigo em sucessão ao silho e soja sob sistema plantio direto no Paraguai

O nitrogênio (N) é um dos nutrientes mais requeridos pelo trigo e, muitas vezes, não é suprido nem na quantidade nem na época ideal. Devido à importância da adubação nitrogenada no trigo e à carência de informações disponíveis no Paraguai, foi desenvolvido este trabalho com o objetivo de propor uma recomendação nitrogenada para trigo sob sistema plantio direto. Cinco experimentos em rede foram realizados a campo, durante dois anos, em três departamentos do Paraguai, abrangendo os principais solos (Oxisols, Inceptisols e Ultisols) e regiões produtoras (Alto Paraná, Itapúa e Missiones). Os tratamentos utilizados no trigo (Triticum aestivum) foram cinco doses de N (0, 30, 60, 90 e 120 kg ha-1) após o milho (Zea mays) e a soja (Glycine max), sendo também investigado o efeito residual de N aplicado no milho (0, 60, 120, 180 e 240 kg ha-1) na nutrição do trigo, em parcelas de 5 x 8 m, em delineamento de blocos ao acaso com três repetições. O trigo respondeu economicamente, em média, à dose de 35 kg ha-1 de N após a soja para produtividades em torno de 3.100 kg ha-1; após o milho, respondeu economicamente, em média, até 30 kg ha-1 de N, atingindo produtividade de 2.100 kg ha-1. No solo com teor de matéria orgânica maior que 4 %, verificou-se capacidade de suprir, sem adubação nitrogenada mineral, quantidade suficiente de N para alcançar produtividades de até 2.500 kg ha-1. O trigo respondeu à adubação residual de N aplicado no milho, elevando a produtividade de 1.800 (0 kg ha-1) para 2.300 kg ha-1 (com a dose estimada de 213 kg ha-1 de N aplicado no milho, na média de todos os locais).