Photosynthetic characteristics of summer maize under different planting patterns and the responses to nitrogen application of previous crop / Características fotossintéticas do milho verão sob diferentes padrões de plantio e as respostas à aplicação de nitrogênio da cultura anterior

Maize (Zea mays L.) is one of the most important grain crops in the North China Plain. Management practices affect the photosynthetic characteristics and the production of summer maize. This two-year (2014-2015) study examined the effects of different planting patterns and the application of nitrogen to previous winter wheat (Triticum aestivum L.) on the photosynthetic characteristics, yield and radiation use efficiency (RUE) of summer maize. Field experiments used a two-factor split-plot design with three replicates at Taian, Shandong Province, China (36°09' N, 117°09' E). The experiments involved two planting patterns(ridge planting, RP; and uniform row planting, UR) and two nitrogen application levels of previous winter wheat (N1, 112.50 kg ha-1; N2, 225.00 kg ha-1). The results indicated that the application of nitrogen on previous crop and ridge planting of the following crop had significant effects on the photosynthetic characteristics and yields of summer maize. Compared with UR, this study found that RP increased the chlorophyll content index (CCI), leaf area index (LAI), net photosynthetic rate (Pn), dry matter (DM), yield and grain RUE by 4.1%, 6.3%, 5.2%, 6.4%, 8.9% and 9.4%, respectively. The CCI, LAI, Pn, yield, and grain RUE of N2 were 9.7%, 3.3%, 3.7%, 10.0% and 10.1% higher than those of N1, respectively. RP combined with the application of nitrogen on previous crop of winter wheat could increase the CCI, LAI, Pn, DM, ultimately increasing the grain yield and RUE of the following summer's maize. It was concluded that previous crop nitrogen application and RP pattern treatment resulted in optimal cropping conditions for the North China plain.

O milho (Zea mays L.) é uma das culturas de grãos mais importantes da Planície do Norte da China. Práticas de manejo afetam as características fotossintéticas e a produção do milho verão. Este estudo de dois anos (2014-2015) examinou os efeitos de diferentes padrões de plantio e a aplicação de nitrogênio ao trigo de inverno anterior (Triticum aestivum L.) sobre as características fotossintéticas, produtividade e eficiência de uso de radiação (RUE) do milho verão. Experimentos de campo usaram um delineamento em parcelas subdivididas de dois fatores com três repetições em Taian, província de Shandong, China (36°09' N, 117°09' E). Os experimentos envolveram dois padrões de plantio (ridge planting, RP; e uniform row planting, UR) e dois níveis de aplicação de nitrogênio do trigo de inverno anterior (N1, 112,50 kg ha-1; N2, 225,00 kg ha-1). Os resultados indicaram que a aplicação de nitrogênio na cultura anterior e no plantio RP da cultura seguinte teve efeitos significativos nas características fotossintéticas e na produtividade do milho verão. Comparado com o plantio UR, este estudo concluiu que RP aumentou o índice de conteúdo de clorofila (CCI), índice de área foliar (LAI), taxa fotossintética líquida (Pn), matéria seca (DM), produtividade e RUE de grãos em 4,1%, 6,4%, 5,2%, 6,4%, 8,9% e 9,4%, respectivamente. Os valores de CCI, LAI, Pn, produtividade e RUE de N2 foram 9,7%, 3,3%, 3,7%, 10,0% e 10,1% superiores aos de N1, respectivamente. RP combinada com a aplicação de nitrogênio na safra anterior de trigo de inverno poderia aumentar os valores de CCI, LAI, Pn, DM, aumentando o rendimento de grãos e RUE do milho do verão seguinte. Concluiu-se que a aplicação prévia de nitrogênio na colheita e o tratamento com padrão RP resultaram em condições ótimas de cultivo para a planície do norte da China.

Photosynthetic production of wheat under precision planting patterns in northern china / Produção fotossintética de trigo através de padrões de plantação de precisão no norte da china

Winter wheat (Triticum aestivum) is cultivated across a wide region; however, water is scarce during the growing season of wheat in the Northern Plain of China. Therefore, winter wheat should be irrigated to maintain a stable and high grain yield. The aim of this field study was to develop a water-conserving precision planting pattern for winter wheat that is grown in the Northern China Plain with the purpose of exploring the benefits in maintaining water and effects on wheat productivity. To accomplish this, several production variables and photosynthetic indexes were measured, including the number of stems, the leaf area index (LAI), photosynthetically available radiation (PAR), net photosynthetic rate, and grain yield. The study was carried out during the 2011­2012 and 2012­2013 winter wheat growing seasons. The experiment included a double-row planting pattern (DRPP) and a single-row planting pattern (SRPP), both of which were either irrigated or rainfed. The area of each plot was 9 m2, and the experimental design was a randomized blocks design with three replicates. All results were analyzed with an ANOVA, the F test, and the LSD (p 0.05) for means comparison. PAR capture ratios in the DRPP were higher than those in the SRPP at 50­120 cm above the ground. The photosynthetic traits of flag leaves under irrigated conditions were not significantly influenced by the respective planting pattern. However, at a growth stage of 80 under the rainfed conditions, the mean photosynthetic rate within flag leaves in the DRPP was higher than that in the SRPP. Furthermore, the DRPP under rainfed conditions was more likely to increase the apparent quantum yield (AQY) of flag leaves than the yield obtained under irrigation. These results suggest that DRPP optimizes the canopy PAR distribution in winter wheat and contributes to the maintenance of a higher photosynthetic capacity in the flag leaves under water stress (the rainfed condition). This relationship may be applied in demonstration trials to encourage winter wheat farmers to incorporate the use of DRPP in the drought-prone areas, which are subjected to insufficient precipitation during the growing stage of wheat in Northern China.

O trigo de inverno (Triticum aestivum) é cultivado em uma vasta região; no entanto, a água é escassa durante a estação de crescimento do trigo na Planície do Norte da China. Assim, o trigo de inverno deve ser irrigado para manter um rendimento de grãos estável e elevado. O objetivo deste trabalho de campo foi o de desenvolver um padrão de plantação de precisão que conserve a água para o trigo de inverno que é cultivado na Planície do Norte da China com o propósito de explorar os benefícios da retenção de água e os efeitos na produtividade do trigo. Para isso, diversas variáveis de produção e índices fotossintéticos foram medidos, incluindo o número de hastes, o índice de área da folha (do inglês, LAI - leaf area index), a radiação fotossinteticamente disponível (do inglês, PAR - photosynthetically available radiation), taxa fotossintética líquida e o rendimento de grãos. O estudo foi conduzido durante as estações de crescimento do trigo de inverno em 2011-2012 e 2012-2013. O experimento incluiu um padrão de plantação em fila dupla (do inglês, DRPP - double-row planting pattern) e um padrão de plantação em fila única (do inglês, SRPP - single-row planting pattern), em ambos os casos ou foram irrigados artificialmente ou através da chuva (regadio e sequeiro). A área de cada lote de terra foi de 9 m2, e o delineamento experimental foi um de blocos aleatórios com três repetições. Todos os resultados foram analisados com uma ANOVA, um teste F, e um LSD (p 0.05) para a comparação das médias. As taxas de captura de PAR no DRPP foram maiores do que aquelas no SRPP a 50-120 cm acima do solo. As características fotossintéticas das folhas-bandeira (do inglês, flag leaves) sob condições de irrigação artificial não foram significativamente influenciadas pelo respectivo padrão de plantação. No entanto, num estágio de crescimento de 80% abaixo das condições de irrigação pela chuva, a taxa fotossintética média dentre as folhas-bandeira no DRPP foi maior que aquela observada no SRPP. Além disso, o DRPP sob condições de irrigação pela chuva foi mais suscetível ao aumento do rendimento quântico aparente (do inglês, AQY - apparent quantum yield) das folhas-bandeira do que o rendimento obtido através da irrigação artificial. Estes resultados sugerem que o DRPP otimiza a distribuição PAR do dossel no trigo de inverno e contribui para a manutenção de uma maior capacidade fotossintética nas folhas bandeira sob estresse hídrico (a condição de sequeiro). Esta relação pode ser aplicada em ensaios de demonstração para encorajar os agricultores de trigo de inverno a incorporar o uso do DRPP em áreas propensas à seca, que estão submetidas a precipitação insuficiente durante a fase de crescimento do trigo no Norte da China.

Respostas fisiológicas ao déficit hídrico em duas cultivares enxertadas de seringueira ("RRIM 600" e "GT 1") crescidas em campo / Physiological responses to water deficit in two young field-grown scion rubber ('RRIM 600' and 'GT 1')

Sob condições de campo, as plantas estão sujeitas a períodos de déficit hídrico no solo e na atmosfera, durante todo o seu ciclo de vida. Foi avaliado o desempenho de duas cultivares enxertadas de seringueira ("RRIM 600" e "GT 1"), mantidas na UNESP-IBILCE, em São José do Rio Preto, SP, com e sem suplementação hídrica, a partir da idade de quatro meses. A resistência máxima ao período seco ininterrupto, considerada quando cessou a realização de fotossíntese com ganho líquido, foi de 17 e 20 dias, respectivamente. Trinta e três dias após a suspensão do estresse, a recuperação das trocas gasosas foi bastante similar para as duas cultivares, e apenas a concentração de dióxido de carbono intercelular retornou a valores equivalentes aos dos controles. Apenas o incremento relativo da área foliar, para "GT 1", e da altura, para "RRIM 600", não diferiram aos do grupo controle (P=0,05). As curvas de resposta à luz indicaram, para ambos os clones, decréscimos para a irradiância de compensação e a taxa fotossintética (P=0,05). Embora parcial, a melhor recuperação após o estresse foi verificada para "GT 1".

During their life cycle, plants growing under field condition are subject to periods of air and soil water deficits. In this study was evaluated the performance of two scion cultivar of rubber tree ('RRIM 600' and 'GT 1') growing in São José do Rio Preto, SP, with and without water supplementation since the age of 4 months. The maximum resistance to the uninterrupted dry period, considered when net photosynthesis was ceased, was 17 and 20 days, respectively. Thirty-three days later the water stress was ceased, the gas exchange recovery for both cultivars were quite similar, but just the intercellular carbon dioxide concentration returned to similar values of the control group. Only the relative increment of leaf area to 'GT 1', and plant height of 'RRIM 600' was similar to the control group (P=0.05). The light curve response showed, for both clones, decrease of the compensation irradiance and photosynthetic rate (P=0.05). Although partial, the best recovery after water stress was observed for 'GT 1'.

Alterações morfofisiológicas em folhas de Coffea arabica L. cv. "Oeiras" sob influência do sombreamento por Acacia mangium Willd / Morphophysiological alterations in leaves of Coffea arabica L. cv. 'Oeiras' shaded by Acacia mangium Willd

Diferenças na disponibilidade de radiação podem causar modificações na estrutura e função das folhas do cafeeiro, que podem responder de maneira diferencial à radiação por alterações morfológicas, anatômicas, de crescimento e na taxa fotossintética. O objetivo deste trabalho foi avaliar características morfofisiológicas de cafeeiros (Coffea arabica L. cv. "Oeiras") sombreados por acácia (Acacia mangium Willd.) na época seca e chuvosa no sul de Minas Gerais. As maiores taxas fotossintéticas e maiores espessuras da epiderme adaxial foram observadas na estação chuvosa nas linhas de cafeeiros a pleno sol. O sombreamento influenciou em menor espessura das folhas e em espaços intercelulares maiores no tecido esponjoso. Foi também verificada mudança na forma dos cloroplastos, os quais apresentaram-se mais alongados em folhas de cafeeiros a pleno sol quando relacionados aos arborizados.

Light availability is one of the most important environmental factors affecting leaf structure and functions in coffee plants that can respond differently to radiation by changes in leaf anatomy, morphology, growth and photosynthetic rate. The objective of this research was evaluate some morphophysiological aspects in leaves of coffee (Coffea arabica L. cv. 'Oeiras') cropped under shelter trees in the south of Minas Gerais during the rainy and dry season. The shade caused lower leaves thickness and higher intercellular spaces in spongious tissue. There was also verified a change in chloroplast shape, which showed more elongated in coffee tree kept at full sunlight in relation to that ones maintained on shading.