Physical attributes and yield of wheat seeds originated from plants under temporary flooding of the soil / Atributos físicos e rendimento de sementes de trigo originadas de plantas sob alagamento temporário do solo

ABSTRACT: The aim of this work was to evaluate whether there is any influence of temporary soil flooding on the agronomic performance and yield of wheat varieties. The experimental design was completely random blocks, in an 11x2 factorial scheme (eleven varieties and two soil water conditions), with four replications. Stress was imposed in the stage prior to plant anthesis. The assessments were made in two seasons (2016/2017) in relation to the number of spikelets in the main ear, number of seeds in the main ear, mass of seeds in the main ear, number of seeds in the tiller ear, mass of seeds in the tiller ear and yield in the useful area. The physical attributes number of seeds, seed mass and wheat seed yield, according to variety and agricultural year, are negatively affected by the temporary flooding (12 days) of the soil. There is influence of temporary soil flooding on the agronomic performance and yield of wheat varieties. The varieties TBio Toruk, TBio Sinuelo, TBio Sintonia, and CD151 are superior in soil flooding condition for the number of spikelets, number of seeds end for the seed mass attribute. In the soil at field capacity, the seeds produced have higher yield compared to those produced under flooding period, reaching about 309.2 Kg more for the variety TBio Sinuelo, 262 Kg for TBio Toruk and 114 Kg in CD1303.

RESUMO: O trabalho teve como objetivo avaliar se há influência do alagamento temporário do solo no desempenho agronômico e no rendimento de cultivares de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 11x2 (onze cultivares e duas condições hídricas do solo), com quatro repetições. O estresse foi o imposto no estádio antecedente a antese das plantas. Foi realizada a avaliação por dois anos (2016/2017) do número de espigueta da espiga principal, número de sementes da espiga principal, massa de sementes da espiga principal, número de sementes da espiga do perfilho, massa de sementes da espiga do perfilho e rendimento da área útil. Os atributos físicos número de sementes, massa de sementes e o rendimento de sementes de trigo, conforme a cultivar e ano agrícola, são afetados negativamente pelo alagamento temporário (12 dias) do solo. Há influência do alagamento temporário do solo no desempenho agronômico e na produtividade das variedades de trigo. As variedades TBio Toruk, TBio Sinuelo, TBio Sintonia e CD151 são superiores na condição de alagamento do solo para o número de espiguetas, número de sementes e para o atributo massa de sementes. Na condição de capacidade de campo, as sementes produzidas apresentam maior rendimento, atingindo cerca de 309,2 Kg a mais para a cultivar TBio Sinuelo, 262 Kg para a TBio Toruk e 114 Kg na CD1303 em comparação àquelas produzidas sob o período de alagamento imposto.

Physical attributes and yield of wheat seeds originated from plants under temporary flooding of the soil / Atributos físicos e rendimento de sementes de trigo originadas de plantas sob alagamento temporário do solo

The aim of this work was to evaluate whether there is any influence of temporary soil flooding on the agronomic performance and yield of wheat varieties. The experimental design was completely random blocks, in an 11x2 factorial scheme (eleven varieties and two soil water conditions), with four replications. Stress was imposed in the stage prior to plant anthesis. The assessments were made in two seasons (2016/2017) in relation to the number of spikelets in the main ear, number of seeds in the main ear, mass of seeds in the main ear, number of seeds in the tiller ear, mass of seeds in the tiller ear and yield in the useful area. The physical attributes number of seeds, seed mass and wheat seed yield, according to variety and agricultural year, are negatively affected by the temporary flooding (12 days) of the soil. There is influence of temporary soil flooding on the agronomic performance and yield of wheat varieties. The varieties TBio Toruk, TBio Sinuelo, TBio Sintonia, and CD151 are superior in soil flooding condition for the number of spikelets, number of seeds end for the seed mass attribute. In the soil at field capacity, the seeds produced have higher yield compared to those produced under flooding period, reaching about 309.2 Kg more for the variety TBio Sinuelo, 262 Kg for TBio Toruk and 114 Kg in CD1303.

O trabalho teve como objetivo avaliar se há influência do alagamento temporário do solo no desempenho agronômico e no rendimento de cultivares de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 11x2 (onze cultivares e duas condições hídricas do solo), com quatro repetições. O estresse foi o imposto no estádio antecedente a antese das plantas. Foi realizada a avaliação por dois anos (2016/2017) do número de espigueta da espiga principal, número de sementes da espiga principal, massa de sementes da espiga principal, número de sementes da espiga do perfilho, massa de sementes da espiga do perfilho e rendimento da área útil. Os atributos físicos número de sementes, massa de sementes e o rendimento de sementes de trigo, conforme a cultivar e ano agrícola, são afetados negativamente pelo alagamento temporário (12 dias) do solo. Há influência do alagamento temporário do solo no desempenho agronômico e na produtividade das variedades de trigo. As variedades TBio Toruk, TBio Sinuelo, TBio Sintonia e CD151 são superiores na condição de alagamento do solo para o número de espiguetas, número de sementes e para o atributo massa de sementes. Na condição de capacidade de campo, as sementes produzidas apresentam maior rendimento, atingindo cerca de 309,2 Kg a mais para a cultivar TBio Sinuelo, 262 Kg para a TBio Toruk e 114 Kg na CD1303 em comparação àquelas produzidas sob o período de alagamento imposto.

Photosynthetic activity of young Ricinus communis L. plants under conditions of flooded soil / Atividade fotossintética de plantas jovens de Ricinus communis L. sob alagamento do solo

Soil flooding is a stress condition that causes changes in hydric relationships and in the metabolism of crops, thereby affecting their productivity. To evaluate the effects of soil flooding on the chlorophyll a fluorescence transient, as well as gas exchange and Ricinus communis growth, young plants of the ‘AL Guarany 2002 and ‘IAC Guarani cultivars, grown in a greenhouse, were subjected to flood conditions by maintaining a layer of water 2-3 cm above the soil. The stressed plants showed drastic reduction in net CO2 assimilation and growth variables. There was, however, an increase in performance index (PIABS e PITOTAL) at different moments of stress between the two cultivars. In general, R. communis plants possess mechanisms to protect the electron transport chain during a period of stress, without causing damage and reducing functionality. However, this is not enough to maintain photosynthetic activity owing to the decrease in stomatal conductance and intrinsic carboxylation efficiency, which affects biomass accumulation in stressed plants. In summary, this study found that the ‘AL Guarany 2002 was found to be more sensitive to stress than the ‘IAC Guarani was.(AU)

O alagamento do solo é uma condição de estresse que provoca alteração nas relações hídricas e no metabolismo vegetal das culturas, afetando sua produtividade. Para avaliar como esse estresse afeta a fluorescência transiente da clorofila a, as trocas gasosas e o crescimento de Ricinus communis, plantas jovens das cultivares ‘AL Guarany 2002 e ‘IAC Guarani, cultivadas em casa de vegetação, foram submetidas ao alagamento, com manutenção de uma lâmina de água de 2-3 cm acima do solo. As plantas estressadas apresentaram redução drástica da assimilação líquida de CO2 e das variáveis de crescimento, enquanto houve aumento dos índices de performance (PIABS e PITOTAL), porém, em momentos distintos do período de estresse entre as duas cultivares avaliadas. De forma geral, é percebido que as plantas de R. communis possuem mecanismos de proteção à cadeia transportadora de elétrons durante o período de estresse, sem causar danos e redução de sua funcionalidade, mas que isto não é o suficiente para manutenção da atividade fotossintética, em função da diminuição da condutância estomática e da eficiência intrínseca de carboxilação, afetando o acúmulo de biomassa nas plantas estressadas, sendo a cultivar ‘AL Guarany 2002 mais sensível ao estresse quando comparada à ‘IAC Guarani.(AU)

The effect of inhibitors on photosynthetic electron transport chain in canola leaf discs / Efeito de inibidores na cadeia de transporte de elétrons fotossintética em discos foliares de canola

The mechanisms of photosynthetic electron transport can be elucidated by inhibition of electron flow through the use of specific substances that, when combined with the chlorophyll  chlorophyll a fluorescence emission was measured to investigate the effect of several inhibitors of the photosynthetic electron transport chain in canola leaf discs. Leaf discs were incubated in the dark for 2 hours in different solutions: (a) water control; (b) DCMU at 500 µM; (c) phenanthroline at 10 mM; and (d) hydroxylamine at 10, 50, 100 and 200 mM. Similar effects were observed between DCMU and phenanthroline, the initial fluorescence value was altered, but not the maximum fluorescence, with the disappearance of the IP phase. Hydroxylamine interacted and inhibited the oxygen evolving complex and caused an imbalance between the rate of QA reduction by photosystem II and the rate of QA oxidation by photosystem(AU)

Os mecanismos de transporte de elétrons podem ser elucidados pela inibição do fluxo de elétrons pelo uso de substâncias específicas que, juntamente com a técnica de fluorescência da clorofila, torna-se uma ferramenta importante para detalhar a cadeia de transporte de elétrons. Neste trabalho, a emissão da fluorescência da clorofila foi mensurada para investigar o efeito dos diferentes inibidores da cadeia de transporte de elétrons fotossintéticos de discos foliares de canola. Os discos foliares foram incubados no escuro durante 02 h em diferentes soluções: (a) água - controle, (b) 500 uM de DCMU, (c) 10 mM de fenantrolina, e (d) 10, 50, 100 e 200 mM de hidroxilamina. Foram observados efeitos similares entre DCMU e fenantrolina, o valor da fluorescência inicial foi alterado, contudo a fluorescência máxima não se alterou, havendo o desaparecimento da fase de IP. Hidroxilamina interagiu e inibiu o complexo de evolução de oxigênio e causou desequilíbrio entre a taxa de redução QA pelo fotossistema II e a taxa de oxidação QA pelo fotossistema(AU)

Baixas temperaturas sobre a fluorescência da clorofila a em plantas de diferentes híbridos de canola / Low temperatures on chlorophyll a fluorescence in plants of different canola hybrids

O objetivo do trabalho foi estudar os efeitos de baixas temperaturas sobre o aparato fotossintético de híbridos de canola. Plantas de canola foram cultivadas em casa de vegetação e, 50 dias após a semeadura, acondicionadas em câmara de crescimento com ausência de luz, onde foram submetidas a temperaturas de 0 ou 4oC pelo período de 1 ou 4 horas. Avaliou-se a cinética de emissão da fluorescência da clorofila a. Os híbridos apresentaram o mesmo comportamento em relação à fluorescência da clorofila em resposta ao estresse. Os parâmetros da fluorescência foram amplamente afetados em todos os tratamentos e a análise da cinética revelou efeitos da temperatura, principalmente no passo J, que representa o acúmulo de plastoquinona reduzida e na fase I-P, que reflete a redução dos aceptores de elétrons finais do lado aceptor do fotossistema I. Conclui-se que os parâmetros mais responsivos às condições impostas pelo frio são os que descrevem o grau de reoxidação do aceptor final de elétrons do fotossistema II e a atividade do fotossistema I.(AU)

The objective of this research was to study the effects of low temperatures on the photosynthetic apparatus of canola hybrids. Oilseed rape plants were grown in a greenhouse and, 50 days after sowing, placed in a growth chamber with absence of light which were subjected to different periods of low temperatures: 0 or 4oC during 1 or 4 hours. The kinetics of emission of chlorophyll fluorescence was evaluated. The hybrids showed the same behavior in relation to chlorophyll fluorescence in response to stress. The parameters of fluorescence related to the activity of the photosystem were largely affected in all treatments. The analysis of the kinetics showed temperature effects, mainly at the J step which reflects the accumulation of reduced plastoquinone and the I-P phase reflecting the reduction of end electron acceptors at the photosystem I acceptor side. It was concluded that the parameters more responsive to conditions imposed by cold are describing the degree of reoxidation of the final electron acceptor of photosystem II and activity of photosystem I.(AU)

Análise de crescimento e partição de assimilados em plantas de tomateiro cv. Micro-Tom submetidas ao nitrogênio e piraclostrobina / Growth analysis partitioning of assimilate in tomato plants cv. Micro-Tom submitted to nitrogen and pyraclostrobin

Este trabalho objetivou analisar comparativamente o crescimento e a partição de assimilados em plantas de tomateiro cv. Micro-Tom submetidas ao nitrogênio e piraclostrobina. Esta substância favorece o desenvolvimento de cloroplastos e a síntese de clorofila. Plantas de tomateiro foram submetidas aos tratamentos: T1, solução nutritiva completa sem piraclostrobina; T2, solução nutritiva completa + piraclostrobina; T3, solução nutritiva ½ força de N sem piraclostrobina e T4, solução nutritiva ½ força de N + piraclostrobina. As plantas foram coletadas a intervalos regulares de sete dias após o transplante ao longo do ciclo de cultivo, sendo determinados a massa seca e a área foliar. A partir dos dados primários, foi aplicada a análise de crescimento, sendo calculados a massa seca total (Wt), as taxas instantâneas de produção de matéria seca (Ct), crescimento relativo (Rw) e assimilatória líquida (Ea), a área foliar (Af), as taxas de produção (Ca) e de crescimento relativo de área foliar (Ra), as razões de área foliar (Fa) e de massa foliar (Fw), a área foliar específica (Sa), a partição de matéria seca entre órgãos e o número (Nfr) e massa fresca de frutos (Wfr). Plantas de T1 apresentaram maior Wt, Ct e Wfr em relação àquelas dos demais tratamentos. Entretanto, plantas de T2 apresentaram similar Nfr à plantas de T1, sendo superiores às demais. Além disso, alocaram em relação à matéria seca total e ao final do ciclo, maior porcentagem de matéria seca nos frutos comparativamente a plantas de T3 e T4. A associação entre nitrogênio e piraclostrobina altera o crescimento e a partição de assimilados em plantas de tomateiro cv. Micro-Tom, sendo que àquelas submetidas à ½ dose de nitrogênio apresentam maior massa seca total e menor porcentagem final de matéria seca total em frutos, comparativamente, àquelas submetidas à associação ½ dose de nitrogênio e a piraclostrobina.(AU)

This work aimed at comparing the growth and partitioning of assimilate in tomato plants cv. Micro-Tom subjected to nitrogen and pyraclostrobin. This substance favors the development of chloroplasts and the synthesis of chlorophyll. Tomato plants were submitted to the treatments: T1, complete nutrient solution without pyraclostrobin, T2, complete nutrient solution + pyraclostrobin, T3, ½ strength nutrient solution without N pyraclostrobin and T4, ½ strength nutrient solution N + pyraclostrobin. Plants were collected at regular intervals of seven days after transplantation throughout the crop cycle, with dry mass and leaf area being determined. From the primary data, growth analysis was carried out to calculate total dry matter (Wt), the instantaneous rates of dry matter production (Ct), relative growth (Rw) e net assimilation (Ea), leaf area (Af), production rates (Ca) and relative growth of leaf area index (Ra) and leaf weight (Fw) specific leaf area (Sa) the dry matter partitioning between organs and number (Nfr) and fresh fruit weight (Wfr). Plants of T1 showed higher Wt, Ct and Wfr compared to those of other treatments. However, the T2 plants exhibited similar Nfr to T1 plants, being superior to others. Also allocated on the total dry matter and at the end of the cycle, a higher percentage of dry matter in the seafood compared to T3 and T4 plants. Also they allocated relative to the total dry matter and at the end of the cycle, a higher percentage in fruits of plants to T3 and T4. The association between nitrogen and pyraclostrobin changes the growth and assimilated partition on tomato plants cv. Micro Tom, and those submitted to ½ dose of nitrogen have a higher total dry matter and less final percentage of total dry matter in fruits , comparatively to those submitted to the association ½ dose of nitrogen and pyraclostrobin.(AU)

Photosynthetic activity of young Ricinus communis L. plants under conditions of flooded soil / Atividade fotossintética de plantas jovens de Ricinus communis L. sob alagamento do solo

Soil flooding is a stress condition that causes changes in hydric relationships and in the metabolism of crops, thereby affecting their productivity. To evaluate the effects of soil flooding on the chlorophyll a fluorescence transient, as well as gas exchange and Ricinus communis growth, young plants of the ‘AL Guarany 2002’ and ‘IAC Guarani’ cultivars, grown in a greenhouse, were subjected to flood conditions by maintaining a layer of water 2-3 cm above the soil. The stressed plants showed drastic reduction in net CO2 assimilation and growth variables. There was, however, an increase in performance index (PIABS e PITOTAL) at different moments of stress between the two cultivars. In general, R. communis plants possess mechanisms to protect the electron transport chain during a period of stress, without causing damage and reducing functionality. However, this is not enough to maintain photosynthetic activity owing to the decrease in stomatal conductance and intrinsic carboxylation efficiency, which affects biomass accumulation in stressed plants. In summary, this study found that the ‘AL Guarany 2002’ was found to be more sensitive to stress than the ‘IAC Guarani’ was.

O alagamento do solo é uma condição de estresse que provoca alteração nas relações hídricas e no metabolismo vegetal das culturas, afetando sua produtividade. Para avaliar como esse estresse afeta a fluorescência transiente da clorofila a, as trocas gasosas e o crescimento de Ricinus communis, plantas jovens das cultivares ‘AL Guarany 2002’ e ‘IAC Guarani’, cultivadas em casa de vegetação, foram submetidas ao alagamento, com manutenção de uma lâmina de água de 2-3 cm acima do solo. As plantas estressadas apresentaram redução drástica da assimilação líquida de CO2 e das variáveis de crescimento, enquanto houve aumento dos índices de performance (PIABS e PITOTAL), porém, em momentos distintos do período de estresse entre as duas cultivares avaliadas. De forma geral, é percebido que as plantas de R. communis possuem mecanismos de proteção à cadeia transportadora de elétrons durante o período de estresse, sem causar danos e redução de sua funcionalidade, mas que isto não é o suficiente para manutenção da atividade fotossintética, em função da diminuição da condutância estomática e da eficiência intrínseca de carboxilação, afetando o acúmulo de biomassa nas plantas estressadas, sendo a cultivar ‘AL Guarany 2002’ mais sensível ao estresse quando comparada à ‘IAC Guarani’.

Photosynthetic activity of young Ricinus communis L. plants under conditions of flooded soil / Atividade fotossintética de plantas jovens de Ricinus communis L. sob alagamento do solo

Soil flooding is a stress condition that causes changes in hydric relationships and in the metabolism of crops, thereby affecting their productivity. To evaluate the effects of soil flooding on the chlorophyll a fluorescence transient, as well as gas exchange and Ricinus communis growth, young plants of the AL Guarany 2002 and IAC Guarani cultivars, grown in a greenhouse, were subjected to flood conditions by maintaining a layer of water 2-3 cm above the soil. The stressed plants showed drastic reduction in net CO2 assimilation and growth variables. There was, however, an increase in performance index (PIABS e PITOTAL) at different moments of stress between the two cultivars. In general, R. communis plants possess mechanisms to protect the electron transport chain during a period of stress, without causing damage and reducing functionality. However, this is not enough to maintain photosynthetic activity owing to the decrease in stomatal conductance and intrinsic carboxylation efficiency, which affects biomass accumulation in stressed plants. In summary, this study found that the AL Guarany 2002 was found to be more sensitive to stress than the IAC Guarani was.

O alagamento do solo é uma condição de estresse que provoca alteração nas relações hídricas e no metabolismo vegetal das culturas, afetando sua produtividade. Para avaliar como esse estresse afeta a fluorescência transiente da clorofila a, as trocas gasosas e o crescimento de Ricinus communis, plantas jovens das cultivares AL Guarany 2002 e IAC Guarani, cultivadas em casa de vegetação, foram submetidas ao alagamento, com manutenção de uma lâmina de água de 2-3 cm acima do solo. As plantas estressadas apresentaram redução drástica da assimilação líquida de CO2 e das variáveis de crescimento, enquanto houve aumento dos índices de performance (PIABS e PITOTAL), porém, em momentos distintos do período de estresse entre as duas cultivares avaliadas. De forma geral, é percebido que as plantas de R. communis possuem mecanismos de proteção à cadeia transportadora de elétrons durante o período de estresse, sem causar danos e redução de sua funcionalidade, mas que isto não é o suficiente para manutenção da atividade fotossintética, em função da diminuição da condutância estomática e da eficiência intrínseca de carboxilação, afetando o acúmulo de biomassa nas plantas estressadas, sendo a cultivar AL Guarany 2002 mais sensível ao estresse quando comparada à IAC Guarani.

Análise de crescimento e partição de assimilados em plantas de tomateiro cv. Micro-Tom submetidas ao nitrogênio e piraclostrobina / Growth analysis partitioning of assimilate in tomato plants cv. Micro-Tom submitted to nitrogen and pyraclostrobin

Este trabalho objetivou analisar comparativamente o crescimento e a partição de assimilados em plantas de tomateiro cv. Micro-Tom submetidas ao nitrogênio e piraclostrobina. Esta substância favorece o desenvolvimento de cloroplastos e a síntese de clorofila. Plantas de tomateiro foram submetidas aos tratamentos: T1, solução nutritiva completa sem piraclostrobina; T2, solução nutritiva completa + piraclostrobina; T3, solução nutritiva ½ força de N sem piraclostrobina e T4, solução nutritiva ½ força de N + piraclostrobina. As plantas foram coletadas a intervalos regulares de sete dias após o transplante ao longo do ciclo de cultivo, sendo determinados a massa seca e a área foliar. A partir dos dados primários, foi aplicada a análise de crescimento, sendo calculados a massa seca total (Wt), as taxas instantâneas de produção de matéria seca (Ct), crescimento relativo (Rw) e assimilatória líquida (Ea), a área foliar (Af), as taxas de produção (Ca) e de crescimento relativo de área foliar (Ra), as razões de área foliar (Fa) e de massa foliar (Fw), a área foliar específica (Sa), a partição de matéria seca entre órgãos e o número (Nfr) e massa fresca de frutos (Wfr). Plantas de T1 apresentaram maior Wt, Ct e Wfr em relação àquelas dos demais tratamentos. Entretanto, plantas de T2 apresentaram similar Nfr à plantas de T1, sendo superiores às demais. Além disso, alocaram em relação à matéria seca total e ao final do ciclo, maior porcentagem de matéria seca nos frutos comparativamente a plantas de T3 e T4. A associação entre nitrogênio e piraclostrobina altera o crescimento e a partição de assimilados em plantas de tomateiro cv. Micro-Tom, sendo que àquelas submetidas à ½ dose de nitrogênio apresentam maior massa seca total e menor porcentagem final de matéria seca total em frutos, comparativamente, àquelas submetidas à associação ½ dose de nitrogênio e a piraclostrobina.

This work aimed at comparing the growth and partitioning of assimilate in tomato plants cv. Micro-Tom subjected to nitrogen and pyraclostrobin. This substance favors the development of chloroplasts and the synthesis of chlorophyll. Tomato plants were submitted to the treatments: T1, complete nutrient solution without pyraclostrobin, T2, complete nutrient solution + pyraclostrobin, T3, ½ strength nutrient solution without N pyraclostrobin and T4, ½ strength nutrient solution N + pyraclostrobin. Plants were collected at regular intervals of seven days after transplantation throughout the crop cycle, with dry mass and leaf area being determined. From the primary data, growth analysis was carried out to calculate total dry matter (Wt), the instantaneous rates of dry matter production (Ct), relative growth (Rw) e net assimilation (Ea), leaf area (Af), production rates (Ca) and relative growth of leaf area index (Ra) and leaf weight (Fw) specific leaf area (Sa) the dry matter partitioning between organs and number (Nfr) and fresh fruit weight (Wfr). Plants of T1 showed higher Wt, Ct and Wfr compared to those of other treatments. However, the T2 plants exhibited similar Nfr to T1 plants, being superior to others. Also allocated on the total dry matter and at the end of the cycle, a higher percentage of dry matter in the seafood compared to T3 and T4 plants. Also they allocated relative to the total dry matter and at the end of the cycle, a higher percentage in fruits of plants to T3 and T4. The association between nitrogen and pyraclostrobin changes the growth and assimilated partition on tomato plants cv. Micro – Tom, and those submitted to ½ dose of nitrogen have a higher total dry matter and less final percentage of total dry matter in fruits , comparatively to those submitted to the association ½ dose of nitrogen and pyraclostrobin.