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Issue
Agronomie
Volume 14, Number 2, 1994
Page(s) 133 - 139
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:19940209
Agronomie 14 (1994) 133-139
DOI: 10.1051/agro:19940209

Role of awns in ear water-use efficiency and grain weight in barley

J. Bort, A. Febrero, T. Amaro and JL Araus

Unitat de Fisiologia Vegetal, Facultat de Biologia, Universitat de Barcelona, Avda Diagonal, 645, E08028 Barcelona, Spain

Abstract - Two near-isogenic 6-rowed barley genotypes (Hordeum vulgare L cv Atlas), with and without awns, were grown in pots under Mediterranean conditions. The plants were watered daily. For each genotype, total net photosynthesis and water-use efficiency (WUE: net photosynthesis/transpiration) of ears and flag leaves were measured 3 times during grain filling: 1, 3 and 4 weeks after anthesis. The total photosynthesis of awned ears was markedly higher than that of awnless ears, until 3 weeks after anthesis. Thereafter, photosynthetic rates decreased faster in awned than in awnless ears. The WUE of awned ears was always higher than that of awnless ears. In fact, the WUE of awns alone was 2 to 3 times higher than the WUE of awnless ears during grain filling. The mature kernel dry weight was higher in the awned genotype than in the awnless genotype. Carbon isotope discrimination of kernels in the awned genotype was lower than in the awnless genotype. Thus, the presence of awns seem to help the ears to maintain higher rates of photosynthesis and WUE throughout the grain-filling period, and may be related to the greater kernel dry weight in the awned genotype, even under well-irrigated conditions. In an experiment in which either the ears or the flag leaves were darkened, the importance of the role of the ear was demonstrated, especially in the awned genotype, in supplying assimilates to the grain. When the ear was darkened, total grain yield per ear was reduced by 37.4% in the awned genotype, but by only 14.8% in the awnless genotype. Darkening the flag leaf increased carbon isotope discrimination in the mature kernels of the 2 genotypes, with respect to undarkened plants, especially in the awnless genotype. The alteration of the source-sink relationship in the plant may be responsible for this response to carbon isotope discrimination.


Résumé - Rôle des barbes dans l'efficience d'utilisation de l'eau et le poids de grain chez l'orge. Deux variétés isogéniques (avec et sans barbes) d'orge à 6 rangs (Hordeum vulgare L cv Altas), ont grandi dans des pots sous conditions méditerranéennes. Les plantes ont été arrosées chaque jour. Pour chaque génotype, on a mesuré la photosynthèse nette totale et l'efficience d'utilisation de l'eau (WUE=photosynthèse nette/transpiration) des épis et des feuilles étendards 3 fois au long du remplissage du grain : 1, 3 et 4 sem après l'anthèse. La photosynthèse totale des génotypes avec barbes a été supérieure à celle des génotypes sans barbes, jusqu'à 3 sem après l'anthèse. Par la suite, les valeurs de la photosynthèse ont diminué plus rapidement chez les génotypes avec barbes que chez les génotypes sans barbes. La WUE des génotypes avec barbes a toujours été supérieure à celle des « sans barbes ». De fait, la WUE chez les épis avec barbes a été 2 ou 3 fois supérieure à celle des épis sans barbes pendant le remplissage du grain. Le poids sec du grain mûr a été supérieur avec le génotype avec barbes par comparaison avec le génotype sans barbes. La discrimination isotopique du carbone des grains chez les génotypes avec barbes a été plus bas que chez les génotypes sans barbes. Cependant, il semble que la présence des barbes aide les épis à maintenir élevés les valeurs de la photosynthèse et la WUE pendant la période de remplissage du grain. Cela peut voir un rapport avec l'augmentation du poids sec du grain des génotypes avec barbes, même avec des conditions d'arrosage. Dans une expérience dans laquelle on a soumis à l'obscurité les épis ou les feuilles étendard, on a pu démontrer que l'épi a un rôle très important pour fournir des assimilats au grain. Lorsque l'épi a été mis dans l'obscurité, le poids total de grains par épi a été réduit de 37,4% dans le génotype avec barbes, mais seulement de 14,8% dans le génotype sans barbes. Lorsque la feuille étendard a été placée dans l'obscurité, la discrimination isotopique du carbone a augmenté dans les grains mûrs, dans les 2 génotypes, par rapport aux plantes non placées dans l'obscurité, spécialement dans le génotype sans barbes. L'altération de la relation source-puits dans les plantes mises dans l'obscurité peut être responsable de cette réponse de la discrimination isotopique du carbone.


Key words: barley / awn / water-use efficiency / photosynthesis / yield

Mots clés : orge / barbe / efficience d'utilisation de l'eau / photosynthèse / production