An ecophysiological approach to crop losses exemplified in the system wheat, leaf rust and glume blotch

III. Effects of soil-water potential on development, growth, transpiration, symptoms, and spore production of leaf rust-infected wheat
  • A.F. Wal van der 
  • Hanneke Smeitink
  • G.C. Maan 
Article
Accepted:

Abstract

Uninfected plants of spring wheat ‘Kolibri’ and plants infected with leaf rust were grown in a climate chamber at three soil-water potentials: −1025 J.kg−1 (D, ‘dry’, near wilting point), −425 J.kg−1 (M, ‘medium’, intermediate), and −250 J. kg−1 (W, ‘wet’, near saturation point). At lower water potentials plant development was faster, growth rate lower, and transpiration less than at higher water potentials. Growth and transpiration of plants at W were approximately twice those at D. Plants at M showed an intermediate response. Growth and yield of rusted plants grown at M were only slightly less than those of the uninfected controls, whereas at D and W considerable losses of plant dry weight and yield were caused by the rust. Infection type, pustule size and spore production were related to soil-water potential; at M, the pustules were smallest and the spore production was minimal. Results show a marked effect of soil-water potential on plant morphogenesis, and indicate that resistance of ‘Kolibri’ to leaf rust was related to soil-water potential. Optimal resistance was found at M, the intermediate soil-water potential.

Keywords

Leaf Area Water Potential Leaf Rust Infection Type Spore Production 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Een ecofysiologische benadering van ‘schade’, geïllustreerd aan het systeem tarwe, bruine roest en kafjesbruin

III. Effecten van de waterpotentiaal van de grond op ontwikkeling, groei, transpiratie, symptomen en sporenproduktie van tarweplanten, geïnfecteerd met bruine roest

Samenvatting

De invloed van een milieufactor, de waterpotentiaal van de grond, op de ontw ikkeling en groei van de tarweplant, en op de waard-parasiet verhouding, werd onderzocht onder klimaatkamer-omstandigheden. Niet geïnfecteerde planten (C) werden vergeleken met planten die met roest geïnfecteerd waren (R). De waterpotentiaal werd gesteld op drie niveaus: −1025 J.kg−1 (D, droog, nabij het verwelkingspunt), −425 J.kg−1 (M, matig nat, een tussenwaarde), en −250 J.kg−1 (W, nat, nabij het verzadiginspunt).

Er werd een duidelijk effect van de waterpotentiaal op de ontwikkeling, groei en transpiratie van de tarweplant (zomertarwe, ‘Kolibri’) gevonden. De planten doorliepen de opeenvolgende ontwikkelingsstadia met kortere tussenpozen naar mate de waterpotentiaal lager was (Tabel 1). Ook werd de ontwikkeling van zij-assen minder bij afnemende waterpotentiaal. Groei en transpiratie waren geringer bij lagere water-potentialen (Fig. 1 en 2, Tabel 2 en 3).

Infectietype, aantastingsgraad, maat van sporenhoopjes en sporenproduktie werden beïnvloed door de waterpotentiaal van de grond. De laagste waarden werden waargenomen voor geïnfecteerde planten die groeiden bij −425 J.kg−1 (M). Dit duidt op een verschil in resistentie tussen de planten, gerelateerd aan de waterpotentiaal van de grond waarop zij groeiden (Fig. 3, Table 5 en 6).

Verschillen in waterpotentiaal in de grond kunnen blijkbaar niet alleeen verschillen in ontwikkeling, groei en transpiratie van de plant, maar zij kunnen ook verschillen in resistentie van de plant teweegbrengen.

Het effect van de roestinfectie op de korrelopbrengst bleek eveneens samen te hangen met de waterpotentiaal (Tabel 7). Bij alle drie waterpotentialen verminderde het gemiddeld korrelgewicht door de roest en bij D en W ook het korrelaantal, maar niet bij M. Het verloop van het verschil in transpirazie tussen C en R, het patroon in de afname van het turgescente bladoppervlak. en het effect van de roest op het korrelaantal, doen vermoeden dat bij roestinfectie ook veranderingen van de waterpotentialen in de plant (zoals het turgescent blijvez van nog niet gekoloniseerd plantweefsel, het al dan niet afstoten van jonge vruchten van belang zijn bij het ontstaan van ‘schade’.

This is a preview of subscription content, log in to check access.

References

  1. Boyer, J. S., 1969. Measurement of the water status of plants. Ann. Rev. Plant Physiol. 20: 351–364.CrossRefGoogle Scholar
  2. Cowan, M. C. & Zadoks, J. C., 1973. Relations between soil water potential and disease in wheat seedlings infected byPuccinia recondita. Neth. J. Pl. Path. 79: 1–4.CrossRefGoogle Scholar
  3. Fischer, R. A., 1973. The effect of water stress at warious stages of development on yield processes in wheat: In: Plant response to climatic factors. Ecology and conservation. Proc. Uppsala Symp. 1970, 5, pp. 233–241, Unesco 1973.Google Scholar
  4. Gates, D. M., 1968. Transpiration and leaf temperature. Ann. Rev. Plant Physiol. 19: 211–248.CrossRefGoogle Scholar
  5. Johnston, C. D. & Miller E. C., 1940: Modification of diurnal transpiration in wheat by infections ofPuccinia triticina. J. Agric. Res. 61 (6): 427–444.Google Scholar
  6. Mehta, Y. R. & Zadoks, J. C., 1970. Uredospore production and sporulation period ofPuccinia recondita f.sp.triticina on primary leaves of wheat. Neth. J. Pl. Path. 76: 267–276.CrossRefGoogle Scholar
  7. Wal, A. F. van der & Cowan, M. C., 1974. An ecophysiological approach to crop losses exemplified in the system wheat, leaf rust, and glume blotch. II. Development, growth, and transpiration of uninfected plants and plants infected withPuccinia recondita f. sp.triticina and/orSeptoria nodorum in a climate chamber experiment. Neth. J. Pl. Path. 80: 192–214.CrossRefGoogle Scholar
  8. Weiss, F., 1924. The effect of rust infection upon the water requirement of wheat. J. Agric. Res. 27: 107–118.Google Scholar
  9. Zadoks, J. C., Chang, T. T. & Konzak, C. F., 1974. A decimal code for the growth stages of cereals. Eucarpia Bull. 7, 10 pp.Google Scholar

Copyright information

© Kluwer Academic Publishers 1975

Authors and Affiliations

  • A.F. Wal van der 
    • 1
    • 2
  • Hanneke Smeitink
    • 1
    • 2
  • G.C. Maan 
    • 1
    • 2
  1. 1.Laboratory of PhytopathologyAgricultural UniversityWageningen
  2. 2.Laboratorium voor FytopathologieLandbouwzogeschoolWageningenthe Netherlands

Personalised recommendations