Understanding the interactive effect of waterlogging ...

3 downloads 0 Views 241KB Size Report
Authors are thankful to the University of Sydney, Australia for a USYDIS ... of Biological Sciences, Faculty of Science, Macquarie University, Sydney NSW 2109 ...
Understanding the interactive effect of waterlogging and  shade on cotton (Gossypium hirsutum L.) growth and yield Ullah Najeeb1, Michael P. Bange2,1, Brian J. Atwell3, Daniel K.Y. Tan1 1

Department of Plant and Food Sciences, Faculty of Agriculture and Environment, The University of Sydney, NSW 2006, Australia CSIRO Agriculture Flagship, Australian Cotton Research Institute, Narrabri, NSW 2390, Australia 3 Department of Biological Sciences, Faculty of Science, Macquarie University, Sydney NSW 2109 Australia [email protected] 2

Hypothesis: Does cloudy weather intensify the negative effect of waterlogging on cotton  yield?  Treatments: o Waterlogging at early reproductive growth phase of  cotton (81 and 77 days after sowing in 2012‐13 and  2013‐14, respectively)  o Shade (No shade, 50 % shade) (6 and 9 days in 2012‐13  and 2013‐14, respectively) a day before start of  waterlogging Data collection o Leaf growth, photosynthesis and N were collected from  the youngest fully expanded leaves at the termination  of treatment (waterlogging+shade) o Yield data were collected at crop maturity Leaf N % (relative to NWL control)

WL

WL+shade

2012-13 2013-14

15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35

SLA (relative to NWL control)

Fig. 1 Changes in N (%) contents in cotton  leaves in response to waterlogging and shade Treatments Shade

WL

WL+shade

30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25

2012-13 2013-14

Fig. 2 Changes in specific leaf area (SLA) of  cotton in response to waterlogging and shade Lint yield (relative to NWL control)

Treatments Shade 0

WL

WL+shade

2012-13 2013-14

-5 -10 -15 -20 -25 -30

Fig. 3 Changes in cotton lint yield in response  to soil waterlogging and shade WL, waterlogging; WL+shade, waterlogging and shaded 

Acknowledgements

Results and conclusions o Waterlogging significantly reduced specific leaf area  (SLA), leaf N and photosynthesis in both years (Fig. 1  & 2),  o Extended shade (9 days, 2013‐14), on the other hand, increased SLA and leaf N (%) of WL and NWL plants (Fig. 1 & 2) without increasing photosynthesis indicating that shade reduced N allocation per unit leaf area and consequently photosynthesis (Fig. 4) o Waterlogging alone caused higher yield loss (21%) in 2012‐13 than in 2013‐14 (14%) (Fig. 3) o Extended (9 days) shade  caused 19% and 22% yield  reduction in NWL and WL cotton, respectively, in  2013‐14 (Fig. 3),  o Yield losses under combined stress factors   (WL+shade) were always greater than the minor  stress factor alone but the major stress factor  reduced cotton yield independently of the minor  stress factor (Fig 3) 40

Photosynthesis (μmol CO2 m-2 s-1)

Treatments Shade

35 30 25

y = 77.901x + 10.289 R² = 0.6083

20 15 0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

Specific leaf N (g m-2 )

Fig. 4 Relationship between leaf photosynthesis and N  concentration per unit leaf area

This project is funded by Cotton Research and Development Corporation (CRDC), Australia. Authors are thankful to the University of Sydney, Australia for a USYDIS research grant and  CSIRO,  and Department of Biological Sciences, Faculty of Science, Macquarie University, and Australian Cotton Research Institute, Narrabri for technical support and research facilities.