DOI: 10.1051/agro:2001139

Agronomie 21 (2001) 483-495

Response of five wheat cultivars to early drought in the Pampas

Nadine Brisson^a, Edgardo Guevara^b, Santiago Meira^b, Marisa Maturano^b and Gladys Coca<sup>b

a</sup>  Unité de Climat, Sol et Environnement, INRA, Domaine Saint-Paul, Agroparc, 84914 Avignon Cedex, France
^b  INTA EEA Pergamino, cc 31, 2700 Pergamino BA, Argentina

(Received 16 October 2000; revised 8 March 2001; accepted 2 May 2001)

Abstract
Wheat production in the Pampas of Argentina is frequently reduced because of early drought occurring during vegetative growth. The plant morphological and physiological traits required to resist such an early drought and to produce substantial grain yields is still controversial. In this study we have investigated the behaviour of five wheat cultivars in terms of their vegetative growth, water use, phenological development, biomass accumulation and grain yield, under irrigated and water-stressed treatments. When looking at the vegetative growth, we pointed out that some cultivars were favoured by high tillering capacities and apparent vigorous root system, even in irrigated treatments. Others developed adaptive capacities when submitted to drought, such as production of second generation of tillers after the water stress period or enhancement of the rooting front. Among yield components, it appeared that the two most favourable traits were a long grain filling period and/or a high harvest index. The investigated cultivars exhibited various strategies to achieve this. Some strategies correspond to a specific physiological functioning. This is the case of the durum wheat cultivar, which showed a high level of late growth rate. Some other strategies correspond to adaptation of plants to limited water supply, such as developmental plasticity. An important finding is that vegetative drought resistance did not infer the final grain yield. Moreover, luxuriant vegetative growth appeared to be a disadvantage for grain yield.

Résumé
Réponse de cinq variétés de blé à la sécheresse précoce dans la Pampa. La production de blé dans la Pampa argentine est fréquemment pénalisée à la suite des sécheresses précoces qui se produisent pendant la croissance végétative. Les critères morphologiques et physiologiques utiles pour résister à une telle sécheresse précoce et produire des rendements substantiels sont encore controversés. Dans cette étude, nous avons analysé le comportement de cinq variétés de blé en termes de croissance végétative, consommation en eau, développement phénologique, accumulation de biomasse et rendement, avec et sans irrigation. L'analyse de la croissance végétative a permis de mettre en évidence que certaines variétés étaient favorisées par de fortes capacités de tallage et un système racinaire vigoureux, même en conditions irriguées. D'autres variétés ont développé des capacités d'adaptation à la sécheresse : seconde génération de talles après la période de stress hydrique ou augmentation du front racinaire. En ce qui concerne la mise en place des composantes du rendement, il est apparu que les deux caractéristiques les plus favorables étaient une période de remplissage des grains longue et/ou un indice de récolte élevé. Les variétés étudiées semblent avoir développé des stratégies variées pour tendre vers l'une ou l'autre de ces caractéristiques. Certaines de ces stratégies correspondent à un fonctionnement physiologique spécifique. C'est le cas pour la variété de blé dur qui a montré une croissance tardive particulièrement élevée, sans doute due à la photosynthèse de l'épi. D'autres stratégies relèvent de l'adaptation des plantes aux conditions d'alimentation en eau limitées ; c'est le cas de la plasticité du développement phénologique. Un résultat important de cette étude est que la résistance à la sécheresse développée par les organes végétatifs n'a pas toujours été favorable au rendement final.

Key words: wheat / drought resistance / vegetative growth / grain filling / water uptake / genetic variability

Mots clés : blé / résistance à la sécheresse / croissance végétative / remplissage du grain / absorption d'eau / variabilité génétique

Correspondence and reprints: Nadine Brisson
    e-mail: brisson@avignon.inra.fr

Communicated by Serge Rambal (Montpellier, France)

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