The objective of this study was to compare the gas exchange, photosynthetic capacity and water potential of sugarcane genotypes cultivated under water deficit conditions imposed during the initial growth phase. Experiments were performed in a greenhouse using two sugarcane genotypes namely: HoCP93-776 (drought susceptible) and TCP02-4587 (drought tolerant). Sixty days after planting, two different water treatments were applied (i.e., with or without water deficit). At 0,30 and 60 days after the treatment, gas exchange variables were evaluated for their relationship with water use, intrinsic instantaneous water use efficiency and instantaneous carboxylation efficiency. The SPAD index, photosynthetic pigments, water potential and relative water content in the leaves were also analyzed. The genotype HoCP93-776 was more sensitive to drought treatment as indicated by the significantly lower values of SPAD index, photosynthetic pigments, water potential (Ψw) and relative water content (RWC) variables. The genotype TCP02-4587 had higher water potential, stomatal control efficiency, water use efficiency (WUE), intrinsic instantaneous water use efficiency (WUEintr), instantaneous carboxylation efficiency and photosynthetic capacity. The highest air vapor pressure deficit during the drought conditions could be due to the stomatal closing in the HoCP93-776, which contributed to its lower photosynthetic capacity.

A deficiência de água é um dos principais fatores que limitam a produção da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.). Estudar os efeitos do estresse hídrico sobre os componentes de produção e sua relação com a produtividade pode ajudar os programas de melhoramento a selecionar genótipos produtivos sob essa condição. O objetivo deste estudo foi investigar as relações entre os caracteres número de colmos, altura de colmos, diâmetro de colmos e massa de colmos com a produtividade de cana-de-açúcar cultivada em uma área, sob deficiência moderada de água, durante o período de maior desenvolvimento, a fim de prover informações que auxiliem melhoristas na adoção de características para selecionar variedades tolerantes à seca. Foram cultivados 78 genótipos e dois padrões, um tolerante e outro sensível ao estresse hídrico, sob deficiência moderada de água em campo e durante o ano agrícola 2005/2006 em Weslaco, Texas, Estados Unidos. Produtividade e os componentes de produção foram avaliados. Sob estresse, o padrão tolerante (TCP93-4245) apresentou maior produtividade, número de colmos, altura de colmos e massa de colmos do que o padrão sensível (TCP87-3388). Entretanto, o padrão sensível apresentou maior diâmetro de colmos. Associação linear foi encontrada entre produtividade e seus componentes, mas diâmetro de colmos foi bastante instável entre os genótipos. Altura de colmos apresentou correlação positiva com número, diâmetro e massa de colmos. Diâmetro de colmos também apresentou correlação positiva com massa de colmos. Portanto, durante o processo de seleção, quando um desses componentes é melhorado para tolerância à seca, o componente correlacionado deverá também ser melhorado, tornando-se possível selecionar genótipos com elevada produtividade e número, altura e massa de colmos sob deficiência hídrica.

Water deficit is one of the major factors limiting the production of sugarcane (Saccharum officinarum L.). A study of the effects of limited water condition on yield components and their relationship with productivity can aid breeding programs in selecting for high yielding genotypes under this condition. The objective of this study was to investigate the relationships among the parameters stalk number, stalk height, stalk diameter, and stalk weight with cane yield in sugarcane growing in a field under moderate water stress during its grand growth period, in order to provide information to help breeders in adopting traits for selecting drought tolerant varieties. Seventy-eight genotypes plus two controls, one drought-tolerant and one drought-susceptible, were grown under a moderate water deficit condition in the field in 2005/2006 at Weslaco, TX. Productivity and yield components were measured. Under stress, the tolerant control (TCP93-4245) showed higher productivity, stalk number, stalk height and stalk weight than the susceptible one (TCP87-3388). However, the susceptible control showed higher stalk diameter. Linear association was found between productivity and its yield components, but stalk diameter showed to be fairly unstable among genotypes. Stalk height showed significant correlation with stalk number, stalk diameter and stalk weight. Stalk diameter also showed positive correlation with stalk weight. Therefore, during the selection procedure, when one of these traits is enhanced by drought tolerance, the correlated trait should also increase, making it feasible to select genotypes with high productivity, stalk number, stalk height, and stalk weight under water deficit.

A seca é uma das maiores limitações à produtividade das plantas em todo o mundo. Identificar ferramentas satisfatórias de seleção e características quantitativas facilitaria o processo de melhoramento de uma cultura para tolerância à seca. No presente estudo, foi avaliada a adequação de quatro parâmetros fisiológicos (razão entre fluorescências variável e máxima da clorofila a, F v/F m; estimativa do conteúdo de clorofila na folha via o índice SPAD; temperatura da folha, TF; e conteúdo relativo de água na folha, CRA) para distinguir entre genótipos de cana-de-açúcar tolerantes e suscetíveis submetidos a um ciclo de 90 dias de déficit hídrico. Foram avaliados oito genótipos, cultivados sob condições de campo. Aos 45 dias após o estabelecimento dos tratamentos, F v/F m, índice SPAD e CRA das plantas sob estresse declinaram significativamente em todos os genótipos, comparados aos respectivos controles sob condições ideais de irrigação. Entretanto, as reduções foram mais severas nas folhas dos genótipos suscetíveis à seca. Sob estresse hídrico, o grupo dos genótipos tolerantes manteve maiores valores de F v/F m (8%), índice SPAD (15%) e CRA (16%) do que os dos genótipos suscetíveis. Em geral, TF das plantas sob estresse foi maior (~4ºC) que TF das plantas sob condições ideais de água, mas o aumento relativo foi maior entre os genótipos suscetíveis. Sob déficit hídrico, TF dos genótipos tolerantes foi, em média, 2,2ºC menor do que a dos genótipos suscetíveis. Os resultados são consistentes com a classificação desses genótipos como tolerantes/suscetíveis e indicam que essas ferramentas podem ser confiáveis na seleção para tolerância à seca, com F v/F m, índice SPAD e TF tendo a vantagem adicional de serem técnicas não-destrutivas e de fácil e rápido emprego.

Drought is one of the major limitations to plant productivity worldwide. Identifying suitable screening tools and quantifiable traits would facilitate the crop improvement process for drought tolerance. In the present study, we evaluated the ability of four relatively physiological parameters (variable-to-maximum chlorophyll a fluorescence ratio, F v/F m; estimated leaf chlorophyll content via SPAD index; leaf temperature, LT; and, leaf relative water content, RWC) to distinguish between drought tolerant and susceptible sugarcane genotypes subjected to a 90-d drought cycle. Eight field-grown genotypes were studied. By 45 d after the onset of treatments, the F v/F m, SPAD index and RWC of drought-stressed plants had declined significantly in all genotypes compared to values at the onset of well-watered treatments. However, the reductions were more severe in leaves of susceptible genotypes. Under drought stress, the tolerant genotypes as a group, maintained higher F v/F m (8%), SPAD index (15%), and RWC (16%) than susceptible genotypes. In general, LT of drought-stressed plants was higher (~4ºC) than that of well-watered plants but the relative increase was greater among drought susceptible genotypes. Under drought stress, LT of tolerant genotypes was on average 2.2ºC lower than that of susceptible genotypes. The results are consistent with the tolerant-susceptible classification of these genotypes and indicate that these tools can be reliable in screening for drought tolerance, with F v/F m, SPAD index and LT having the added advantage of being nondestructive and easily and quickly assessed.