Article

Potato Research

, Volume 28, Issue 4, pp 415-424

The response of potatoes to a single transient heat or drought stress imposed at different stages of tuber growth

  • D. LevyAffiliated withDepartment of Vegetable Crops, Agricultural Research Organization The Volcani Center

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Summary

The effects of a single treatment of heat or drought stress imposed at different stages of tuber growth, were investigated in two potato cultivars, Désirée and Cara. Both stresses impaired dry matter accumulation in tubers, and tuber yields. Stress imposed at early stages of tuber growth, when tubers were less than 20 mm in diameter, had little effect on dry matter accumulation, whereas stress imposed later resulted ingnificant losses of dry matter in tubers. Stress imposed during later tuber growth increased the percentage of tubers sprouting in the soil. Tuber malformation was less affected. The adverse effects of heat on tuber yield and quality seemed to be greater than those of drought. Drought increased the content of total soluble solids (TSS) and lowered the osmotic potential in the tuber tissue of both cultivars. These effects were detectable even 55 days after stress relief.

Additional keywords

Solanum tuberosum water deficit heat stress tuber quality

Zusammenfassung

Der Einfluss einer einmaligen zeitlich begrenzten Behandlung durch Hitze- und Trockenstress, zu unterschiedlichen Statien des Knollenwachstums induziert, wurde bei zwei Kartoffelsorten-Désirée und Cara-untersucht. Der Hitzestress (HS) wurde erreicht, indem Kartoffelpflanzen (10–15 pro Sorte) während 13 h über 10 Tage hinweg Temperaturen von 35 bis 40°C ausgesetzt wurden. Trockenstress (WS) wurde hervorgerufen durch Zurückhalten des Wassers, bis mindestens 50% der Blätter sichtbare Anzeichen von Welke aufwiesen. Eine einzelne Stress-Behandlung setzte zu unterschiedlichen Stadien des Knollenwachstums ein: A) nach Knollenansatz, wenn die Knollen mindestens 20 mm Durchmesser aufwiesen, B) wenn mindestens 30% der Pflanzen Blüten oder Blütenknospen hatten, C) nach dem Blühen.

Die klimatischen Bedingungen während der Frühlingszeit zeigt Tab. 1.

Da die Stressbehandlungen nach der Pflanzenentwicklung einsetzen, war die Zahl der Triebe nicht beeinflusst (Tab. 2 und 3). Die Zahl der Knollen pro Pflanze wurde durch Hitze-Behandlungen HS-A und HS-B bei Désirée und weniger stark auch bei Cara erhöht (Tab. 2, Abb. 1). Beide Stressarten verschlechterten die Trockenmasse-Akkumulation in den Knollen, den Trockenmasse-Gehalt der Knollen, und die Knollenerträge (Tab. 2, 3 und 4). Stress, zu frühen Stadien des Knollenwachstums verursacht (Periode A), hatte wenig Einfluss auf die Trockenmasse-Akkumulation, während später verursachter Stress Verluste bei der Trockenmasse in den Knollen hervorrief (Tab. 2 und 4). Trockenheit steigerte den Gehalt an den gesamten löslichen Substanzen (TSS) und senkte das osmotische Potential im Knollengewebe (Abb. 2). Niedrigeres osmotisches Potential und höherer TSS-Gehalt konnten noch 55 Tage nach Stressabbruch festgestellt werden (Abb. 2). Später Stress steigerte den Anteil Knollen, die im Boden keimten; der Anteil Knollendeformierungen wurde wenig beeinflusst (Abb. 3).

Résumé

Les effects d'un traitement de courte durée par la chaleur ou d'un stress hydrique réalisé à différents stades du développement sont étudiés sur deux variétés de pommes de terre-Désirée et Cara. Le stress thermique est provoqué par une exposition des plantes pendant 10 jours (10 ou 15 de chaque variété) à des températures de jour de 35–40°C à raison de 13 h par jour. Le stress hydrique est obtenu en contrôlant l'apport d'eau jusqu'à ce que 50% au moins des feuilles montrent des signes visibles de flétrisement. Un seul stress est réalisé pour chacun des stades de la croissance: A) après l'initiation des tubercules quand ceux-ci ont moins de 20 mm de diamètre, B) quand au moins 30% des plantes ont des fleurs ou des boutons floraux, C) après floraison. Les conditions climatiques du printemps sont données dans le tabl. 1.

Dans la mesure où les stress sont réalisés sur des plantes déjà développées, le nombre de tiges par plante n'est pas affecté (tabl. 2 et 3). Le nombre de tubercules par plante est augmenté par les traitements thermiques A et B pour la variété Désirée et, a un niveau moindre, pour la variété Cara (tabl. 2 fig. 1). Dans tous les cas, on observe une diminution des rendements en tubercules et en matière sèche ainsi que de la teneur en matière sèche (tabl. 2, 3 et 4). Un stress provoqué dans les stades précoces de la croissance (période A) a peu d'effet sur l'accumulation de matière sèche, tandis qu'un stress plus tardif entraine des pertes de matière sèche des tubercules (tabl. 2 et 4). Le déficit en eau augmente la teneur en solides totaux solubles (TSS) et abaisse le potentiel osmotique des tissus du tubercule. Le plus faible potentiel osmotique et la plus forte teneur en solides solubles totaux sont détectables même 55 jours après l'arrêt du stress (fig. 2). Le stress tardif augmente le pourcentage des tubercules germés dans le sol, mais affecte à un moindre degré la déformation des tubercules (fig. 3).