Agronomie 22 (2002) 307-320
DOI: 10.1051/agro:2001009

Effects of shading on sink capacity and yield components of cotton in controlled environments

Julie Dusserre^a, Yves Crozat^b, Fernand R. Warembourg^c and Michael Dingkuhn<sup>a

a</sup>  Cirad-amis, Equipe Ecotrop, Programme Agronomie, TA 40/01, Avenue Agropolis, 34398 Montpellier Cedex 5, France
^b  École Supérieure d'Agriculture, 55 rue Rabelais, BP 748, 49007 Angers Cedex 01, France
^c  Centre d'Écologie Fonctionnelle et Évolutive (CNRS), 1919 route de Mende, BP 5051, 34033 Montpellier Cedex 1, France

(Received 31 May 2001; accepted 13 November 2001)

Abstract
This study analysed effects of a simulated shade treatment on interactions among reproductive sinks, using pruned (mono-culm) plants in growth chambers. Plants were grown under non-limiting water supply and 600 mol m ^-2 s ^-1 PAR, reduced by 40% to simulate shade. Shade was imposed from 7th anthesis onwards, and plant transpiration, dw distribution and phenology were monitored. An index of apparent competition for assimilates (IAC) was calculated by dividing boll load by plant growth rate. Within the inflorescence, shading affected all components of a cascade of events determining sink capacity, including carpel growth, seed number, boll abscission, final seed-cotton dw and partitioning between grain and fibre. In addition to sink down-sizing (abscission, seed number), shade also increased boll growth duration, spreading the demand for assimilates over time. Fibre quality was poor in such situations. Shade also reduced boll appearance rates, thus limiting the number of competing sinks. Organ appearance rates, boll duration and abscission rates were correlated with IAC. The future use of an IAC in the analysis and prediction of sink behaviour in complex plant systems is discussed.

Résumé
Effets de l'ombrage sur les ajustements de puits et les composantes du rendement du cotonnier en milieu contrôlé. Cette étude analyse les effets d'un ombrage simulé sur les interactions entre puits reproductifs, en utilisant des cotonniers élagués, ne présentant qu'une seule série d'organes reproducteurs. Les plantes ont été cultivées en milieu contrôlé sous régime hydrique non limitant. Un ombrage, réduisant de 40 % le niveau lumineux (600 mol m ^-2 s ^-1 chez le témoin), a été imposé à partir de la 7 anthèse. Des suivis de la transpiration, de la distribution de matière sèche et de la phénologie ont été réalisés. Un indice de compétition apparente pour les assimilats (ICA) a été calculé en divisant la charge en capsules par le taux de croissance de la plante. À l'échelle de l'inflorescence, l'ombrage affecte la cascade de processus déterminant la capacité de puits, incluant la croissance des carpelles, le nombre de graines, l'abscission de la capsule, la masse finale de coton-graine par graine et la fraction de fibres. En plus d'une réduction de la capacité des puits (abscission, nombre de graines), l'ombrage augmente la durée de développement de la capsule, étalant dans le temps la demande pour les assimilats. Ce phénomène provoque une réduction de la qualité des fibres. L'ombrage réduit également le taux d'apparition des capsules, limitant ainsi le nombres de puits en compétition. Les taux d'apparition des capsules, de durée de développement des capsules et d'abscission sont corrélés avec l'ICA. L'utilisation future de l'ICA dans l'étude des puits au sein de systèmes de plantes complexes est discutée.

Key words: light resources / competition among sinks / assimilate partitioning / source-sink relationships

Mots clés : ressources lumineuse / compétition entre puits / répartition des assimilats / relation source-puits

Correspondence and reprints: Julie Dusserre
    e-mail: dusserre@cirad.fr

Communicated by Gede Wibawa (Palembang, Indonesia)

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