Agronomie 18 (1998) 181-195
DOI: 10.1051/agro:19980302

Root and shoot growth, water use and water use efficiency of spring durum wheat under early-season drought

Rachid El Hafid^a, Dan H. Smith^b, Mohamed Karrou^a and Karima Samir<sup>c

a</sup>  Institut national de la recherche agronomique, Centre Aridoculture, BP 589, Settat, Morocco
^b  Department of Soil and Crop Science, Colorado State University, Fort Collins, CO 80523, USA
^c  Faculté des Sciences Mohammedia Ben M'sik, Université Hassan , Casablanca, Morocco

Résumé - One of the common features of the Mediterranean climate of North Africa is the uncertainty of rainfall immediately after durum wheat (Triticum durum Desf.) emergence, leading to early-season drought. Impacts of drought during wheat reproductive development have been thoroughly investigated, while studies of early-season drought are lacking. The objectives of the research reported here were to examine genotypic differences for some morphological traits in response to early-season drought, and to determine the association of these traits with water use, water use efficiency in producing grain (WUE ) and dry matter (WUE_dm ). Experiments were conducted under field conditions on a Vertic Calicixerol. Four cultivars^g and two advanced lines of spring durum wheat were subjected to four water regimes, including a well-irrigated control and three water stress treatments. The three water stress treatments were imposed by withholding water during the period from emergence to either the onset, middle or the end of tillering. Subsequently, irrigation was used to provide adequate soil moisture for the remainder of the growing season. Total water use, WUE _g, and WUE_dm were weakly associated with root length density. Under drought stress conditions WUE and WUE_dm were positively associated with relative growth rate under stress, relative growth rate upon recovery and shoot dry matter yields early in the season. To develop new cultivars with improved early vigor, vegetative biomass and WUE_g , as proved in this study, wheat breeders need to utilize parent materials with considerable improvements in these characteristics. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Croissance racinaire et aérienne, utilisation de l'eau et efficience de l'utilisation de l'eau chez le blé dur de printemps en conditions de sécheresse de début de cycle. Une des caractéristiques du climat Méditerranéen de l'Afrique du Nord est l'incertitude des précipitations immédiatement après l'émergence du blé dur (Triticum durum Desf.), entraînant une sécheresse de début de cycle (SDC). L'impact de la sécheresse durant la phase reproductive du blé a suscité beaucoup d'études, alors que très rares sont les études qui se sont intéressées à la SDC. Les objectifs de cette étude étaient d'examiner des différences génotypiques concernant certains traits morphologiques en réponse à une SDC et de determiner l'association de ces traits avec l'utilisation de l'eau (WU), l'efficience d'utilisation de l'eau pour la production du grain (WUE_g) et de la matière séche totale (WUE _dm). Les expérimentations ont été conduites au champ sur un sol Vertic Calicixerol. ^gQuatre cultivars et deux lignées avancées du blé dur de printemps ont été soumis à quatre régimes hydriques, incluant un témoin adéquatement irrigué et trois niveaux de stress hydriques. Les niveaux de stress hydrique ont été imposés en empêchant l'alimentation hydrique durant la période s'étalant de l'emergence jusqu'au début, mi-, ou la fin du travail du sol. Des irrigations ont été apportées ultérieurement aprés la fin de chaque période de stress pour maintenir une alimentation hydrique adéquate tout au long de la saison de croissance. La quantité d'eau totale utilisée, WUE_g, and WUE _dm ont été faiblement associées à la densité racinaire. Sous des conditions de stress hydrique, WUE _g et WUE_dm ont été positivement associées avec le taux de croissance relative(RGR) sous stress, RGR durant la reprise, et la production de matière séche au début de cycle. Pour développer de nouvaux cultivars capables de tolérer une SDC et ayant une vigueur de départ , une biomasse végétative, et une WUE_g élevées, comme cette étude le montre, les améliorateurs du blé auront besoin de matériel parental possédant ces caractéristiques. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Mots clés : wheat / early-season drought / shoot and root growth / water use efficiency / blé / sécheresse de début de cycle / croissance aérienne / croissance racinaire / utilisation efficace de l'eau