Sink limitations to yield in wheat : how could it be reduced?

Further genetic gains in wheat yield are required to match expected increases in demand. This may require the identification of physiological attributes able to produce such improvement, as well as the genetic bases controlling those traits in order to facilitate their manipulation. In the present paper, a theoretical framework of source and sink limitation to wheat yield is presented and the fine-tuning of crop development as an alternative for increasing yield potential is discussed. Following a top-down approach, most crop physiologists have agreed that the main attribute explaining past genetic gains in yield was harvest index (HI). By virtue of previous success, no further gains may be expected in HI and an alternative must be found. Using a bottom-up approach, the present paper firstly provides evidence on the generalized sink-limited condition of grain growth, determining that for further increases in yield potential, sink strength during grain filling has to be increased. The focus should be on further increasing grain number per m2, through fine-tuning pre-anthesis developmental patterns. The phase of rapid spike growth period (RSGP) is critical for grain number determination and increasing spike growth during pre-anthesis would result in an increased number of grains. This might be achieved by lengthening the duration of the phase (though without altering flowering time), as there is genotypic variation in the proportion of pre-anthesis time elapsed either before or after the onset of the stem elongation phase. Photoperiod sensitivity during RSGP could be then used as a genetic tool to further increase grain number, since slower development results in smoother floret development and more floret primordia achieve the fertile floret stage, able to produce a grain. Far less progress has been achieved on the genetic control of this attribute. None of the well-known major Ppd alleles seems to be consistently responsible for RSGP sensitivity. Alternatives for identifying the genetic factors responsible for this sensitivity (e.g. quantitative trait locus (QTL) identification in mapping populations) are being considered.

Variation of grain nitrogen content in relation with grain yield in old and modern Spanish wheats grown under a wide range of agronomic conditions in a Mediterranean region

Wheat yield and grain nitrogen concentration (GNC; mg N/g grain) are frequently negatively correlated. In most growing conditions, this is mainly due to a feedback process between GNC and the number of grains/m2. In Mediterranean conditions, breeders may have produced cultivars with conservative grain set. The present study aimed at clarifying the main physiological determinants of grain nitrogen accumulation (GNA) in Mediterranean wheat and to analyse how breeding has affected them. Five field experiments were carried out in north-eastern Spain in the 2005/06 and 2006/ 07 growing seasons with three cultivars released at different times and an advanced line. Depending on the experiment, source-sink ratios during grain filling were altered by reducing grain number/m2 either through pre-anthesis shading (unshaded control or 0.75 shading only between jointing and anthesis) or by directly trimming the spikes after anthesis and before the onset of the effective grain filling period (un-trimmed control or spikes halved 7–10 days after anthesis). Grain nitrogen content (GN content ; mg N/grain) decreased with the year of release of the genotypes. As the number of grains/m2 was also increased by breeding there was a clear dilution effect on the amount of nitrogen allocated to each grain. However, the increase in GN content in old genotypes did not compensate for the loss in grain nitrogen yield (GNY) due to the lower number of grains/m2. GN content of all genotypes increased (increases ranged from 0.13 to 0.40 mg N/grain, depending on experiment and genotype) in response to the post-anthesis spike trimming or pre-anthesis shading. The degree of source-limitation for GNA increased with the year of release of the genotypes (and thus with increases in grain number/m2) from 0.22 (mean of the four manipulative experiments) in the oldest cultivar to 0.51 (mean of the four manipulative experiments) in the most modern line. It was found that final GN content depended strongly on the source-sink ratio established at anthesis between the number of grains set and the amount of nitrogen absorbed at this stage. Thus, Mediterranean wheat breeding that improved yield through increases in grain number/m2 reduced the GN content by diluting a rather limited source of nitrogen into more grains. This dilution effect produced by breeding was further confirmed by the reversal effect produced by grain number/m2 reductions due to either pre-anthesis shading or post-anthesis spike trimming.

Les transformacions del món rural de les terres de Lleida. Els límits d'un creixement, segle XVIII

En aquest treball analitzem les aportacions que féu Pierre Vilar sobre les terres de Lleida i els nous resultats obtinguts posteriorment per altres historiadors. Vilar precisa les transformacions agràries del segle XVIII, entre les quals destaquen els progressos demogràfics i agraris, i les seves limitacions, així com les tensions socials que els acompanyen i els avenços en la intensificació de les relacions comercials de les terres de Lleida dins el conjunt de Catalunya. Els nous treballs, emprant sovint fonts de la zona, han permès matisar les cronologies demogràfica i agrària i comprendre el paper de fórmules contractuals precàries en uns espais, especialment al Segrià, que havien estat novament en mans senyorials des del despoblament del segle XVII, el reforçament de les banalitats i la resistència de la renda senyorial real a perdre vitalitat en el marc de l’expansió agrària del set-cents. Les dificultats de la pagesia per reproduir la unitat familiar en un espai productiu amb moltes limitacions, s’intentaven superar parcialment amb la venda al mercat de productes per a l’alimentació –fonamentalment blat. Aquestes oportunitats no van poder ser aprofitades per amplis sectors d’una pagesia endeutada i sotmesa al pagament de rendes senyorials. L’acumulació de rendes per part dels senyors i de la incipient burgesia agrària i comercial serà l’altre component del procés.

Short communication. Mutual pheromone antagonism in two sympatric corn borers, Sesamia nonagrioides and Ostrinia nubilalis, under field conditions

In previous studies, we demonstrated cross-antagonism in pheromone perception between pheromone componentsof the two corn (Zea mays L.) borers Sesamia nonagrioides Lefèbvre (Lepidoptera: Noctuidae) and Ostrinia nubilalis (Hübner) (Lepidoptera: Crambidae) in the laboratory and in the field. The two pheromone components identified as responsible for this cross-antagonism were Z 11-16:Ald, a minor component of S. nonagrioides pheromone, and Z 11-14:Ac, the main component of the pheromone of the Z-strain of O. nubilalis, which inhibited the response of O. nubilalis and S. nonagrioides, respectively. Here, we study this antagonism phenomenon in the field by air permeation of maize plots with each of the two components separately and measurement of mating in caged couples of the two corn borers on treated and untreated plots during three years. A significant reduction in mating rates was observed on the permeated plots: 7% for S. nonagrioides and 12% for O. nubilalis. When dispenser charges (200 ng) were increased by 50% and 75% in the third year, no decrease in mating rates was recorded at either of the increased concentrations. On the other hand, the use of large cages resulted in an increase of 8% to 12% in the percentage of unmated females in each of the two corn borers suggesting that at more realistic field corn borer densities, 0,1 couples/plant instead of the 2 couples/plant used in this experiment, cross-antagonism in the two corn borers could be higher than that recorded in small cages.

Desenvolupament d'una tecnologia per a la millora de les recomanacions en la fertilització nitrogenada dels cereals d'hivern. (I) Cereals d'hivern a la Catalunya interior

Es va realitzar una sèrie d'assaigs d'adobat nitrogenat en diferents comarques de la Catalunya interior. En el conjunt d'aquests assaigs es varen comprovar tres mètodes diferents que es va considerar que eren prometedors per tal de millorar la fertilització nitrogenada. Els mètodes assajats eren el mètode del balanç de nitrogen, el del nitrogen mineral i el del contingut de nitrats al suc de la base de les tiges (CNSBT). Els sòls on es van realitzar els assaigs no presentaven cap limitació especial per al cultiu del blat i eren profunds, ben drenats, no salins i de textura mitjana; l'única excepció era un assaig sobre sòl moderadament profund. Per tant, i també pel que fa a la fertilitat química, els sòls s'han de considerar d'un potencial productiu mitjàalt. El mètode del balanç de nitrogen s'ha mostrat com a molt prometedor de cara a definir si cal la magnitud de l'adobat de cobertora per a les condicions estudiades. El mètode de nitrogen mineral també ha estat efectiu en aquest sentit, mentre que el del CNSBT s'ha revelat com a no aplicable en les condicions assajades, on en molts casos l'aigua és també factor limitant. Al llarg dels assaigs s'han identificat un seguit de factors que impedeixen ajustar la fertilitat nitrogenada. Entre aquests cal esmentar la mala estimació de la producció objectiu, la dificultat de predir el N disponible a partir dels adobs orgànics, dificultats de mostreig pel nitrogen nítric i l'efecte crític que té l'erràtica disponibilitat d'aigua que complica molt l'estratègia de fertilització nitrogenada a adoptar.

Desenvolupament d'una metodologia per a la millora de les recomanacions en la fertilització nitrogenada dels cereals d'hivern. (II) Cereals d'hivern a les comarques de Barcelona i Girona

Es van realitzar un seguit d’assaigs de fertilització nitrogenada a les comarques de Girona i Barcelona, generalment més humides que les àrees on es van realitzar els assaigs per Sió et al., en aquest mateix volum. Els mètodes assajats van ser els del nitrogen mineral al sòl i el del contingut de nitrats a la base de les tiges (CNSBT). Per al conjunt de sòls i situacions contenido de nitratos en la base de los assajades el mètode del nitrogen mineral s'ha mostrat com una eina molt adequada per planificar l’adobat de cobertora. El mètode del CNSBT també es revela com una eina útil, especialment per a les situacions en què el cultiu té suficient nitrogen disponible al sòl; en altres tot i la seva relació amb el N mínim hi ha casos en què dóna resultats contradictoris que requereixen més recerca .

Calidad del trigo duro en España

España es, tras Italia y junto con Grecia, el segundo país en producción de trigo duro en Europa. Además, nuestro país, por sus condiciones climáticas tiene potencial para producir un grano de alta calidad. El principal uso del trigo duro es la elaboración de pastas, por lo que hay que controlar la calidad del grano.

Efecto del fotoperiodo en la terminación de la diapausa de larvas de los taladros del maíz, Sesamia nonagrioides y Ostrinia nubilalis, desarrolladas en distintas variedades de maíz transgénico y sus isogénicas correspondientes

La creciente implantación de maíz transgénico en España está ocasionando cambios importantes en las poblaciones de taladros de maíz y en su ecofisiología, cambios que están por estudiar. En el evento de maíz transgénico Bt 176, hoy en día no autorizado, la concentración de proteína de Bacillus thuringiensis decrecía en el maíz senescente de forma que en otoño se podían encontrar en campos con este evento alguna larva de taladros. La implantación de maíz con el evento MON 810 sugirió la posibilidad de estudiar la posible supervivencia de larvas en maíz senescente y algunos aspectos de la diapausa de estas larvas. Para ello se infestaron 6 variedades de maíz, una con el evento Bt 176, dos con el evento MON 810 y las tres isogénicas correspondientes, con larvas neonatas de Sesamia nonagrioides (Lefébvre), confiando en una infestación natural de Ostrinia nubilalis (Hübner). Las larvas de S. nonagrioides recogidas en el evento Bt176 suponían el 14% del total de larvas de esta especie muestreadas, mientras que las de O. nubilalis recogidas en el maíz Bt suponían un 25% del total de esta especie. Sin embargo en las variedades con el evento MON 810 apenas se recogieron un 0,25% y un 1,9% de larvas de S. nonagrioides y O. nubilalis respectivamente. Las larvas recogidas en el evento Bt 176 no mostraron diferencias en su intensidad de diapausa con las recogidas en las isogénicas correspondientes. El efecto del fotoperiodo en la terminación de la diapausa fue diferente en ambas especies: mientras que el fotoperiodo largo aceleraba la terminación de diapausa en S. nonagrioides pero no en O. nubilalis pareciendo tener un efecto más pronunciado la oscuridad completa. El parasitismo por parte de Lydella thompsoni (Herting) fue del 5% para el total de larvas de O. nubilalis mientras que para el total de larvas de S. nonagrioides fue del 0,4% lo que indica la preferencia de esta taquínido por el pirálido.

Vuelos de la defoliadora de maíz, pastos y céspedes, Mythimna (Pseudaletia) unipuncta (Haworth) en la zona de Lleida

Mythimna unipuncta causa daños en gramíneas cultivadas (principalmente maíz) y céspedes cuya importancia ha ido aumentando los últimos años. En nuestra región presenta cuatro vuelos de adultos. Los daños causados por la descendencia del primer y cuarto vuelo no han sido apreciables, mientras que la descendencia del segundo vuelo ha causado daños de consideración en algunos campos de maíz y la del tercero en céspedes públicos. Se han calculado los grados -día necesarios para completar cada generación en campo y en el laboratorio. Se ha observado que casi todas las hembras capturadas del cuarto vuelo estaban apareadas y habían depositado sus huevos.

Número de ciclos cortos necesarios para inducir la diapausa en huevos y larvas de Sesamia nonagrioides (Lefebvre)

Se sometieron huevos de Sesamia nonagrioides (LEFEBVRE) durante su desarrollo embrionario a fotoperiodo corto 12:12 (L:O) y posteriormente a fotoperiodos 16:8 y 0:24, sin observar que se hubiera inducido diapausa en ellos. Las larvas neonatas sometidas a 1, 2, 3, 4 ó 5 ciclos cortos (12:12) no manifestaron diferencias en la duración del desarrollo respecto de las larvas sometidas a fotoperiodo 16:8 y por tanto no manifestaron diapausa. Las diferencias de desarrollo se manifestaron cuando las larvas neonatas se sometieron a 8 ó más ciclos cortos (12:12), por lo tanto, fueron necesarios 8 ó mas ciclos cortos para inducir la diapausa en las larvas neonatas.

Efecto de la amputación de antenas en machos y hembras, de la presencia de planta y de la concentración de feromona en el apareamiento de Sesamia nonagrioides Lef.

Se ha estudiado en laboratorio algunos de los factores que pueden influir en el apareamiento de los individuos de Sesamia nonagrioides Let'., como son la presencia de antenas en los individuos de ambos sexos, la presencia de plantas de maíz y la concentración de feromona sintética en el ambiente. Se ha visto que la amputación de antenas a las hembras no tiene ningún efecto sobre el porcentaje de apareamiento, mientras que la amputación de antenas a los machos lo reduce totalmente. La presencia de feromona sintética en el ambiente reduce significativamente el acoplamiento, siendo esta reducción mayor cuanto mayor es la dosis de feromona. En estos experimentos también se demuestra que cuanto mayor es la densidad de población menor es la reducción del acoplamiento. Finalmente, se ha observado que no hay diferencias de apareamiento con o sin plantas.

Utilización de análogos fluorados de la feromona sexual de Sesamia nonagrioides Lef. como inhibidores de su actividad biológica

Se ha estudiado el papel, como inhibidores de la acción feromonal, de determinados fluoroderivados, análogos estructurales del acetato de (Z)-l 1-hexadecenilo, componente principal de la feromona sexual del noctuido Sesamia nonagrioides Lef. Dichos compuestos fueron los análogos fluoroacetato (mono, di y trifluoroacetato de (Z)-l 1-hexadecenilo) y la trifluorometilcetona análoga [(Z)-1,1,1 -trifluoro-14-nonadecen-2-ona]. La acción inhibidora fue evaluada a partir de los resultados de actividad electrofisiológica (pruebas de electroantenograma, EAG), de estudios de comportamiento en pruebas de túnel de viento y de pruebas de capturas en campo. Los acetatos fluorados, especialmente el mono y el trifluoracetato, se mostraron como buenos inhibidores de la acción atrayente de la feromona en los tres tipos de pruebas realizadas, mientras que la trifluorometilcetona análoga mostró una actividad mucho menor.

Caracterización de la actividad antialimentaria de extractos de frutos y semillas de Melia azedarach L. y de Azadirachta indica A. sobre larvas del lepidópteroSesamia nonagrioides Lef.

Los extractos metanólicos de semillas y de frutos de Melia azedarach han mostrado una buena actividad antialimentaria frente a larvas de 2º estadio del lepidóptero noctuido Sesamia nonagrioides, plaga del maíz. Los productos a probar se introdujeron en la dieta artificial del insecto a concentraciones de 1000 y 2000 ppm. Los parámetros utilizados para el seguimiento de la experiencia fueron: evolución del peso medio de las larvas, incremento del peso medio de las larvas entre pesadas sucesivas, duración del periodo larvario, mortalidad acumulada, anormalidades de la muda, cantidad de alimento ingerido, cantidad de excrementos producidos, índice de fagodepresión/fagoestimulación y cantidad de tratamiento ingerido. El extracto de semillas ha mostrado una gran bioactividad a las dos concentraciones utilizadas. Utilizado la dosis alta (2000 ppm), dicha actividad resultó comparable a la mostrada por Azadiractina pura (1,25 ppm) y por un extracto comercial de «neem» de contrastada actividad (75 ppm). El extracto de frutos resultó ser menos activo, y tan solo ha mostrado cierta actividad biológica a la concentración mayor.

Optimización de la composición del atrayente sexual de Sesamia nonagrioides Lef.

Se describen una serie de ensayos de campo y laboratorio (pruebas de EAG, Electro-Anteno-Grama), para optimizar el tipo de trampa, la composición y la dosis de la mezcla atrayente, con miras a obtener un nivel máximo de capturas de machos de Sesamia nonagrioides y un mayor grado de selectividad. Igualmente se presentan las curvas de vuelo de la especie en zonas maiceras representativas de Cataluña y Aragón.