VARIATIONS IN THE QUANTITY AND QUALITY OF PERSIAN WHEAT GENOTYPES UNDER NORMAL IRRIGATED AND RAIN-FED CONDITIONS

Abstract

The importance of wheat in providing staple food for many populations is not disputed, but drought stress can significantly reduce the yield and quality of the grain. Thirty one genotypes of bread wheat were examined under normal irrigated and rain-fed conditions for their protein, Fe, Zn, Cu, Mn, P, Na and K grain concentrations. The experiment was conducted as a split-plot (irrigated and rain-fed as main plots and 31 cultivars as sub-plots) in a randomized complete block design with three replications in Sanandaj, Kurdistan, Iran, during the 2013–2014 cropping season. Based on a two-way Anova, we found large inter-genotype variations among the traits. Significant differences were also observed for the genotypes between normal irrigated and rain-fed conditions. Except for the grain protein concentration, which showed only a 1.93 % increase, the rain-fed conditions negatively affected each of the other traits significantly. Major effects were found for grain yield, number of grains per spike and grain Zn concentration, showing 43.09 %, 27.74 % and 23.88 % reductions, respectively. Negative correlations were observed between grain yield and grain protein, Fe, Zn, Cu, Mn, P and Na concentrations. Our data show that breeding for higher tonnage-yield during the past 80 years has brought success but at the cost of lower concentrations of protein and microelements in the wheat grains.

La importancia del trigo como alimento de la población es reconocida a nivel mundial, pero los déficits hídricos pueden reducir drásticamente la cantidad y calidad del grano. Se evaluaron variables de producción y contenidos de proteína y minerales en 31genotipos de trigo bajo condiciones de riego y secano. El experimento se condujo bajo un arreglo en parcelas divididas (condición de humedad en las parcelas principales y los genotipos en las sub-parcelas) en un diseño en bloques completos al azar con tres repeticiones en Sanandaj, Kurdistan, Iran, durante el ciclo de crecimiento 2013-2014. Se encontraron diferencias entre los genotipos y entre las condiciones de humedad para las diferentes variables. Con excepción de la concentración de proteínas, la cual mostró solamente un incremento de 1,93 %, la condición de secano afectó negativamente las otras variables. Los principales efectos se produjeron en el rendimiento del grano, número de granos por espiga, y concentración de Zn, con reducciones de 43,09, 27.74 and 23.88 %, respectivamente. Asimismo, hubo correlaciones negativas entre el rendimiento del grano y las concentraciones de proteína, Fe, Zn, Cu, Mn, P y Na. Los resultados muestran que el mejoramiento genético para aumentar el rendimiento durante los últimos 80 años ha sido exitoso pero a un costo de menores concentraciones de proteína y micronutrientes en el grano de trigo.