Effect nitrogen rate on yield and quality of malting barley under irrigated Mediterranean conditions

M. Patanita¹ & L. López-Bellido²

RESUMO

A cultura da cevada para malte em condições Mediterrâneas de regadio permite a obtenção de rendimentos mais elevados e estáveis. Além disso, proporciona também baixos conteúdos de proteína no grão, uma vez que a cultura não está sujeita aos défices hídricos, particularmente durante o enchimento do grão, típicos das situações de sequeiro.

O critério mais importante para que o grão de cevada possa ter qualidade malteira e, com isso, benefícios complementares, é o teor de proteína do grão situar-se entre 9 e 12% da matéria seca. Esta característica depende, principalmente, dos níveis e épocas da fertilização azotada (N). A alteração da cultura da cevada para malte, tradicionalmente realizada em sequeiro, para sistemas de regadio, envolve o ajustamento dos itinerários técnicos, nomeadamente a dose e o fraccionamento da fertilização azotada.

Na região de Beja, Sul de Portugal, foram instalados no ano agrícola de 2003-04 ensaios de campo com a cultura da cevada (Hordeum vulgare L. spp. distichum, cultivar ‘Scarlett’) numa situação de regadio, com dois factores. Cinco doses de N (0, 75, 100, 125 e 150 kg/ha) e cinco fraccionamentos/épocas de aplicação (sementeira, sementeira + afilhamento, sementeira + encanamento, afilhamento + encanamento e sementeira + afilhamento + encanamento).

Os resultados obtidos mostram que a maior produção de grão foi obtida com as mais altas doses de N (125 e 150 kg/ha) e com os fraccionamentos sementeira + afilhamento e sementeira + afilhamento + encanamento. O teor de proteína do grão aumentou com as doses de N mais altas e com as aplicações mais tardias (afilhamento + encanamento), mas dentro dos limites requeridos pela indústria. Observou-se um ligeiro decréscimo no tamanho do grão (calibre > 2,5 mm) com o aumento da dose e com as aplicações ao encanamento, principalmente, sementeira + encanamento e afilhamento + encanamento.

ABSTRACT

Malting barley varieties grown in irrigated Mediterranean conditions offers higher and stable profits. It provides also grains with lower protein contents, if barley is not submitted to water stress, particularly during grain filling, like as it usually happens under rainfed conditions.

The most important criterion for grain to be classified as having malting quality, and hence to achieve a price premium, is to have a protein concentration between 9,012,0% on a dry weight basis, fact that depends mainly on nitrogen (N) fertilization levels. Moving the barley production from traditional Mediterranean dry farming to irrigation takes technicals adjustments, like rate and timing of N application.

In the Beja region, of South-Portugal, and in 2003-04, a two factorial irrigated field experiment was carried out with five N rate (0, 75, 100, 125 and 150 kg N/ha) and five application times and splitting (on sowing, sowing + tillering, sowing + stem elongation, tillering + stem elongation and sowing + tillering + stem elongation) with malting barley (variety ‘Scarlett’; Hordeum vulgare L. spp. distichum).

The results show significantly higher grain yield on the 125 and 150 kg N/ha rates and with the N application divided by sowing + tillering and sowing + tillering + stem elongation. Grain protein levels in creased with the increase in N rate, and later applications (tillering + stem elongation), but still between limits recommended for the brewing industry. Slight reduction in grain size (grading > 2,5 mm) was observed with N rate increase and applications during stem elongation, sowing + stem elongation and tillering + stem elongation.

According to our results higher N rates and later applications can be used under irrigated Mediterranean conditions when growing malting barley. Relatively to the rainfed conditions, irrigation helps to increase grain yield and improve malting quality. Such fact will has the potential to raise barley farmer’s profits and also provides better raw materials for portuguese breweries.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Abbate, P.E., Andrade, F.H. & Culot, J.P. 1994. Determinación del rendimiento en trigo. INTA EEA, Balcarce. Boletín Técnico nº 13.

Abbate, P.E., Andrade, F.H. & Culot, J.P. 1995. The effects of radiation and nitrogen on number of grains in wheat. Journal of Agric. Sci. Cambridge, 124: 351-360.         [ Links ]

Agbede, O.O. 1987. Response of barley seedling to nitrogen and phosphorus rates on soils with various fertility levels. Soil Sci., 143:192-197.

Briggs, D.E. 1978. Barley. Chapman and Hall, London.

Cardoso, J. 1965. Os Solos de Portugal: sua Classificação, Caracterização e Génese: 1 – A Sul do Rio Tejo. Secretaria de Estado da Agricultura, Lisboa.

Carreck, N.L. & Christian, D. G. 1991. The effect of the previous crop on the growth nitrogen uptake and yield of winter barley intended for malting. J. Sci. Food Agric. Soc. Chem. Ind. / Elsevier Applied Science, 62: 137-145.

Clarke, J.M., Campbell, C.A., Cutforth, H.W., DePauw, R.M. & Winkleman, G.E. 1990. Nitrogen and phosphorus uptake, translocation, and utilization efficiency of wheat in relation to environment and cultivar yield and protein levels. Can. J. Plant Sci., 69: 1153-1147.

Fischer, R.A. 1993. Irrigated spring wheat and timing and amount of nitrogen fertilizer: Physiology of grain yield response. Field Crops Res., 33: 57-80.

García del Moral, L.F., Boujenna, A., Yáñez, J.A. & Ramos, J.M. 1995. Forage production, grain yield, and protein content in dual-purpose triticale grown for both grain and forage. Agron. J., 87: 902-908.

García del Moral, L.F., García del Moral, M.B., Boujenna, A. & Ramos, J.M. 1996. Acumulación de proteinas en el grano de cebada en ambiente Mediterráneo. In Nutrición Mineral de las Plantas en la Agricultura Sostenible. Congresos y Jornadas, 40/97:275-279. Dirección General de Investigación y Formación Agraria, Junta de Andalucia.

García del Moral, L.F. & Ramos, J.M. 1989. Fisiologia de la produccion de grano. In Molina-Cano, J. (ed) La Cebada: Morfologia, Fisiologia, Genética, Agronomia y Usos Industriales, pp. 137-178. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentacion, Ed. Mundi-Prensa, Madrid.

Garcia, P. 2005. Fertilização Azotada em Cevada para Malte (Hordeum vulgare L. spp. distichum) em Regadio. Relatório de Projecto do Curso de Engenharia de Sistemas Agrícolas e Ambientais, ramo Agricultura Industrial. Escola Superior Agrária de Beja, Beja.

Hector, D., Fukai, S. & Goyne, P. 1996. Adapting barley growth model to predict grain protein concentration for different water and nitrogen availabilities. Proceedings of the 8^th Australian Agronomy Conference, Toowoomba.

Lauer, J.G. & Partridge, J.R. 1990. Planting date and nitrogen rate effects on spring malting barley. Agron. J., 82:1083-1088.

López-Bellido, L. 1991. Cultivos Herbaceos vol. I - Cereales. Ed. Mundi-Prensa, Madrid.

Molina-Cano, J.L. 1989. Agronomia. Patologia. In Molina-Cano, J. L. La Cebada: Morfologia, Fisiologia, Genética, Agronomia y Usos Industriales, pp. 179-198. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentacion, Ed. Mundi-Prensa, Madrid.

Nair, T.V.R. & Chatterjee, S. R. 1990. Nitrogen metabolism in cereals: Case studies in wheat, rice, maize and barley. In Abrol, Y.P. (ed.) Nitrogen in Higher Plants, Research Studies Press Lta., pp. 367-426. Somerset, England.

Patanita, M., López Bellido, R., López Bel-lido, L. & Gonçalves, C. 2005. Chlorophyll meter to predict nitrogen topdressing requirement and grain protein contents for malting barley. Proceedings of the 30th European Brewery Convention Congress, 14 a 19 Maio 2005. Prague, Czech Republic.

Ramos, J., García del Moral, L. & Recalde, L. 1985. Vegetative growth of winter barley in relation to environment conditions and grain yield. J. Agric. Sci. (Camb.), 104:413-419.

Regato, J., Patanita, M., Garcia, F., Nobre, R. & Geadas, M. 1993. Estudo dos sistemas de Agricultura Praticados na Zona Agrária de Beja. Parte I – Zonagem Agro-Ecológica da Zona Agrária de Beja. Instituto Politécnico de Beja, Escola Superior Agrária, Beja.

Rao, A.C.S., Smith, J.L., Jandhyala, V.K., Papendick, R.I. & Parr, J.F. 1993. Cultivar and climatic effects on the protein content of soft white winter wheat. Agron. J., 85:1023-1028.

Ruiter, J., Armitage, J. & Cameron, B. 1999. Effects of irrigation and nitrogen fertiliser on yield and quality of malting barley grown in Canterbury, New Zealand. In Proceedings of the 9th Australian Barley Technical Symposium, 1999.

Ruiter, J.M. & Haslemore, R.M. 1996. Role of nitrogen and dry matter portioning in determining the quality of malting barley. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 24 (1):77-87.

SROA 1961. Carta de Solos de Portugal nº 43C. Ministério da Economia, Secretaria de estado da Agricultura, Lisboa.

SROA 1962. Carta de Solos de Portugal nº 42D. Ministério da Economia, Secretaria de Estado da Agricultura, Lisboa.

Widdowson, F.V., Darvy, R.J., Derwar, A.M., Jenking, J.F., Kerry, B.R., Lawlor, D.W., Plumb, R.T., Ross, C.J.S., Scott, G.C., Todd, A.D. & Wood, D.W. 1986. The effects sowing data and other factors on growth, yield and nitrogen uptake, and on incidence of pests and diseases of winter barley at Rothamsted from 1981-1983. J. Agric. Sci. Camb., 106:551-574.

Zadoks, J.C., Chang, T.T. & Konzak, C.F. 1974. A decimal code for the growth stages of cereals. Weed Res., 14:415-421.

¹ Escola Superior Agrária de Beja, Rua Pedro Soares, Apartado 6158, 7801-908 Beja, e-mail: mpatanita@esab.ipbeja.pt; ²Departamento de Ciencias y Recursos y Forestales, Universidade de Córdoba, Espanha