Characterization of junglerice: growth habit and morphological plasticity determined by population density

Abstract

Fondo: Numerosos estudios han descrito la competitividad del arroz selvático ( Echinochloa colona ) frente a cultivos, pero su comportamiento en cuanto a la densidad de plantas como resultado de la competencia intraespecífica no ha sido bien documentado. Objetivo: Este estudio tuvo como objetivo caracterizar la morfología en función de la densidad de población y determinar el grado de dependencia de la densidad. Métodos: Junglerice se cultivó en condiciones de campo en un rango de densidades de 0,25 a 300 plantas m -2 . Se determinaron la altura y el ancho de la planta, el macollamiento, el peso seco aéreo, el peso de las semillas, el número de semillas y el peso de cien semillas y se relacionaron con los hábitos de crecimiento mediante análisis de componentes principales. Las variables se ajustaron a los hábitos de crecimiento mediante un modelo lineal general. El peso seco aéreo, el número de macollos, el número de semillas y el peso de las semillas por planta (pl -1 ) y por área (m -2 ) se ajustaron a la densidad de plantas utilizando funciones no lineales. Resultados: Las plantas exhibieron hábito postrado a 0.25 plantas m -2 , hábito semipostrado a 2-4 plantas m -2 y hábito erecto a 35 plantas m -2 . Las plantas postradas presentaron un ancho de 196 cm, una altura de 40 cm, 158 macollos por planta y más de 32.000 semillas por planta, mientras que las plantas erectas tuvieron un ancho promedio de 13,7 cm, una altura de 114,5 cm, 10 macollos por planta y aproximadamente 1.700 semillas por planta. La materia seca aérea por área cumplió con la ley del rendimiento final constante. En contraste, el número de macollos, el número de semillas y el peso por área tuvieron una relación no lineal en forma de cúpula. Conclusiones: Junglerice modifica sus estructuras aéreas según la densidad de población, mostrando una gran plasticidad morfológica. Esta característica permite que el Junglerice adopte diferentes hábitos de crecimiento.

Abstract: Background: Numerous studies have described junglerice (Echinochloa colona) competitiveness against crops, but its behavior concerning plant density as an outcome of intraspecific competition has not been well documented. Objective: This study aimed to characterize morphology based on population density and determine the degree of density dependence. Methods: Junglerice was grown in field conditions in a range of densities from 0.25 to 300 plants m-2. Plant height and width, tillering, aerial dry weight, seed weight, seed number, and hundred-seed weight were determined and related to growth habits by principal components analysis. The variables were fitted to the growth habits using a general linear model. Aerial dry weight, tiller number, seed number, and seed weight per plant (pl-1) and per area (m-2) were fitted to plant density using non-linear functions. Results: Plants exhibited prostrate habit at 0.25 plants m-2, semi-prostrate habit at 2-4 plants m-2, and erect habit at 35 plants m-2. Prostrate plants displayed a width of 196 cm, a height of 40 cm, 158 tillers per plant, and over 32,000 seeds per plant, whereas erect plants had an average width of 13.7 cm, a height of 114.5 cm, 10 tillers per plant, and approximately 1,700 seeds per plant. The aerial dry matter per area adhered to the law of constant final yield. In contrast, tiller number, seed number, and weight per area had a nonlinear dome-shaped relationship. Conclusions: Junglerice modifies its aerial structures according to population density, showcasing extensive morphological plasticity. This characteristic allows junglerice to adopt different growth habits.