Agronomie 11 (1991) 863-875
DOI: 10.1051/agro:19911004

Source-sink relationships in maize grown in a cool-temperate area

SA Uhart and FH Andrade

EEA Balcarce, Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria (INTA), Facultad de Ciencias Agrarias, Univ Nac de Mar del Plata, CC 276 (7620) Balcarce, Buenos Aires, Argentina

Abstract - - The objectives of this work were to: a), establish whether maize yield in Balcarce (Argentina 37°45'LS; 58°18'LO) is limited by the source of assimilates or by the number and size of the reproductive sinks; b), establish whether hybrids that differ in length of the growing cycle present differences in their source-sink relationships; c), determine to what extent the evolution of carbohydrate (CH) reserves in the plant is modified by different source-sink relationships. The experiment was conducted at Balcarce over a 2-year period with 2 hybrids (short season: SPS 240, long season: D2F11). The treatments consisted of 2 levels of source reduction (45 and 55% shading during the grain filling period, GFS), 2 levels of reproductive sink reduction (45 and 55% shading aroung flowering, FS) and an unshaded control. The different shading treatments had a constant reduction of radiation with variable shading duration (30-38 days). The results indicate the existence of a colimitation by source of assimilates and reproductive sinks because grain yield dropped similarly in response to shading during the flowering and the grain filling periods. FS reduced grain number/unit area and slightly increased 1 000 kernel weight. GFS reduced 1 000 kernel weight, and to a lesser extent grain number/unit area. The study of dry matter and CH accumulation or remobilization in response to shading at the R3-R5 period, relative to those of the control treatment, was useful to indicate trends toward sink or source limitations. Relative to the control, shading at any period produced a decrease in stem CH content during the treatment period. During the post-shading period, the FS treatments presented a greater CH accumulation in stems than the control. This is explained by the decrease in reproductive sink number that produced a drop in their demand of CH and by the increased importance of the stem as an alternative sink for assimilates. GFS treatments produced a strong increase in CH remobilization rate from stem during the treatment period. The 2 hybrids did not show statistically significant differences in their source-sink relationship. Nevertheless, a tendency toward a source limitation was evident in the long season hybrid.

Résumé - - Rapports source-puits du maïs dans une région tempérée-froide. Les objectifs du travail ont été : - d'établir si le rendement en grain du maïs à Balcarce (Argentine -37°45' LS; 58°18' LO) est limité par la source d'assimilats ou par le nombre et la taille des puits reproductifs; - d'établir si les hybrides de différents cycles ont différents rapports source-puits; - de déterminer dans quelle mesure l'évolution des carbohydrates de réserve (CH) dans la plante est modifiée par les différentes relations source-puits. L'expérience a été conduite à Balcarce pendant 2 années avec 2 hybrides (cycle court : SPS 240; cycle long : D2F11). Les traitements ont compris 2 niveaux de réduction de source (45 et 55% d'ombrage artificiel pendant la période de remplissage du grain, GFS), 2 niveaux de réduction des puits reproductifs (45 et 55% d'ombrage artificiel en floraison, FS), et un témoin sans ombrage artificiel. Les différents traitements d'ombrage ont eu une réduction constante de rayonnement et une durée de la période d'ombrage variable (30-38 j). Les résultats indiquent l'existence d'une limitation à la fois par la source d'assimilats et par les puits reproductifs parce que le rendement en grain a diminué de façon similaire en réponse aux traitements d'ombrage pendant la floraison et le remplissage du grain (tableau VI). FS réduit le nombre de grains/unité de surface et en conséquence, on constate une légère augmentation du poids de 1 000 grains. GFS réduit le poids de 1 000 grains, et en moindre mesure, le nombre de grains/unité de surface (tableau III). Le suivi de l'accumulation et de la remobilisation de matière sèche et des CH en réponse à l'ombrage pendant la période R3-R5 par rapport à celles du traitement témoin, a été utile pour indiquer les tendances vers des limitations par la source ou par les puits. L'ombrage à n'importe quelle période produit une réduction de CH de la tige, par rapport au témoin, pendant le temps d'imposition des traitements. Les traitements FS ont montré pendant la période post ombrage une plus grande accumulation de CH dans les tiges que le témoin. Ceci est expliqué par la réduction du nombre de puits reproductifs qui produit une diminution de la demande de CH, mais aussi par l'augmentation de l'importance de la tige comme puits dassimilats. Les traitements GFS ont produit une forte augmentation du taux de remobilisation de CH de la tige pendant le temps d'imposition du traitement (figs 3, 5 et 6; tableau IV et V). Les 2 hybrides n'ont pas montré des différences significatives dans leurs relations source-puits. Cependant l'hybride de cycle long a montré une tendance plus évidente vers la limitation par la source, par une importance plus grande des remobilisations.

Key words: Zea mays = maize / source-sink relationships / carbohydrate remobilization

Mots clés : Zea mays = maïs / relations source-puits / remobilisation de carbohydrates