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Effects of thermal stress on the pre-heading duration and grain production for Mediterranean irrigated durum wheat

Lasram Asma Ben Mechlia Netij
Articolo Immagine
ISSN:
2038-5625
Rivista:
Italian Journal of Agrometeorology
Anno:
2015
Numero:
3
Fascicolo:
Italian Journal of Agrometeorology N.3/2015
DOI:
10.19199/2015.3.2038-5625.025

I rendimenti espressi in termini di numero di grani (GN) di cereali sono strettamente correlati alla durata del periodo di emergenza - spigatura (EH) e alle condizioni ambientali. Il presente lavoro indaga gli effetti dell’aumento di fotoperiodo, temperatura ed escursione termica sulla durata di EH e sulla resa del grano duro. Sono stati utilizzati dati relativi alla varietà Karim, coltivata senza condizioni limitanti per acqua e nutrienti in tre siti tunisini: Tunisi (16 date), Kef (8 date) e Mornag (5 date). E’ stata osservata una variazione di GN compresa fra 17.200 a 800 grani m-2 con EH compreso tra 114 e 32 giorni, rispettivamente per semine a novembre e a luglio. La spigatura è stata raggiunta più velocemente per le semine convenzionali e con temperatura più elevata con una riduzione dell’intervallo di EH di circa 12 giorni ogni 1 °C di aumento durante la fenofase. L’applicazione delle unità fototermiche modificate (MPTU) ha dato i migliori risultati predittivi per le date di semina convenzionali e non convenzionali. I risultati hanno mostrato la possibile sostituzione dell’effetto dell’aumento del fotoperiodo con il tasso di incremento della temperatura, GN è risultato correlato alle temperature massime corrette dal logaritmo dell’ampiezza termica, che può esprimere l’intensità dello stress termico e può essere utilizzato come predittore soddisfacente del rendimenti ottenibili in condizioni non limitanti di acqua e di nutrienti e in ambiente mediterraneo. Parole chiave: frumento duro, fenologia, indici termici, numero di cariossidi, stress termico.

Yields as expressed in terms of Grain Number (GN) in cereals are closely related to the length of the Emergence-Heading period (EH) and the prevailing environmental conditions. The present work investigates the effects of increasing photoperiod, temperature and thermal amplitude on EH duration and GN in durum wheat. Used data related to cv Karim, grown under no limiting water and nutrient conditions in three Tunisian sites: Tunis (16 dates), Kef (8 dates) and Mornag (5 dates). GN varied from 17200 to 800 grains m-2 when EH range was 117-32 days, for November and July sowings, respectively. For conventional sowing and under higher temperatures wheat reached heading faster with EH interval reduction around 12 days each 1 °C rise during the phenophase. The modified photothermal unit (MPTU) gave the best predictive phenological results for both conventional and unconventional sowing dates. Results showed the possible substitution of rise in photoperiod effect by rate of rising in temperature in field conditions. GN was found to be correlated to maximum temperatures adjusted by thermal amplitude logarithm. The latter can express the intensity of thermal stress and can be used as a satisfactory predictor of attainable wheat yields in conditions with no water and nutrient limitation and in Mediterranean environments. Keywords: durum wheat, phenology, Thermal indices, grain number, heat stress.