Effects of chitosan oligosaccharides on the yield components and production quality of different wheat cultivars (Triticum aestivum L.) in Northwest China

Resumo

Quitosana oligossacarídeos (COS) são o produto de degradação da quitosana, que tem uma aplicação potencial como um regulador de crescimento vegetal. Em contraste com estudos anteriores que examinaram principalmente os efeitos do COS em condições de laboratório, este estudo foi projetado para fornecer informações detalhadas sobre os efeitos do COS no trigo (Triticum aestivum L.) na produção de campo em larga escala. De 2011 a 2013, no noroeste da China, o tratamento de sementes e a pulverização foliar em diferentes estágios de crescimento com COS foram aplicados a quatro cultivares de trigo, que foram divididas em variedades irrigadas e de sequeiro. Os componentes de rendimento e qualidade de produção dos tratamentos COS foram medidos. Nas cultivares de trigo irrigadas, os grãos por espiga do tratamento de sementes COS foram significativamente melhores, e o número de espigas da pulverização de COS no estádio de perfilhamento (Tf1) e estádio de retorno verde (Tf2) aumentou significativamente. O COS impactou significativamente o rendimento de grãos em todas as cultivares irrigadas, enquanto não foram observados efeitos significativos do COS no cultivo de sequeiro. Melhorias na esterilidade das espiguetas, altura da planta e comprimento do primeiro entrenó foram detectadas nas cultivares tratadas com COS. Nos tratamentos de pulverização com COS, a taxa de farinha e o teor de proteína apresentaram uma tendência decrescente nas cultivares irrigadas, enquanto uma redução do índice de glúten e do valor farinográfico foram encontradas nas cultivares de sequeiro. Esses resultados revelaram que o COS pode afetar os componentes do rendimento e a qualidade da produção de trigo, e os vários genótipos e métodos de aplicação exibiram variações no desempenho durante o estudo.

Abstract

Chitosan oligosaccharides (COS) are the degradation product of chitosan, which has a potential application as a plant growth regulator. In contrast to previous studies that primarily examined COS effects under lab condition, this study was designed to provide detailed information about the effects of COS on wheat (Triticum aestivum L.) in large-scale field production. From 2011 to 2013 in Northwest China, seed dressing and foliar spraying at different growth stages with COS were applied to four wheat cultivars, which were divided into irrigated and rainfed varieties. The yield components and production quality of the COS treatments were measured. In the irrigated wheat cultivars, grains per spike from the COS seed dressing were significantly improved, and the spike number from COS spraying at tillering stage (Tf1) and returning-green (Tf2) stage increased significantly. COS impacted the grain yield significantly in all irrigated cultivars, whereas no significant COS effects on rainfed cultivar were observed. Improvements in spikelet sterility, plant height and the first internode length were detected in the COS treated cultivars. In COS spraying treatments, the flour rate and protein content exhibited a decreasing trend in irrigated cultivars, whereas a reduction of the gluten index and farinograph value were found in the rainfed cultivars. These results revealed that COS could affect the yield components and the production quality of wheat, and the various genotypes and application methods exhibited variations in the performance during the study.