Drought hardening of the potato plant as an after-effect of soil drought conditions at planting

Summary

A field trial with the potato varietyWhite Rose was carried out in order to investigate the influence of soil drought conditions at planting time on the subsequent growth behaviour and on the tuber yield, Drought at planting time delays tuber set, shortens the tuber formation period, increases tuber number, promotes their active bulking and produces a significant increase in yield. When soil drought conditions are permitted to develop at the beginning of the tuberization stage, the tuber formation period is lengthened to the detriment of their number, growth and yield. These detrimental effects almost disappear if planting is carried out under high soil moisture stress. Thus, drought hardening at the critical stage of water requirement would arise as an after-effect of drought at planting time.

Zusammenfassung

Ziel der Arbeit war es, die Einwirkung einer strengen Bodendürre zur Zeit des Pflanzens auf die Art des Wachstums und den Ertrag der Kartoffelpflanzen der Sorte ‘White Rose’ zu untersuchen. Der Versuch wurde auf dem Versuchsfeld des Departmentes für Pflanzenphysiologie der landwirtschaftlichen Fakultät der staatlichen Hochschule (universidad Nacional de Cuyo) in Mendoza, Argentinien, durchgeführt. Die Parzellen (6×4,5 m) wurden in Blocks mit zufälliger Anordnung mit 5 Wiederholungen angelegt. Jede Parzelle bestand aus 8 Reihen mit einem Abstrand von 80 cm zwischen den Reihen. Die bei der Ernte benutzte Parzelle betrug 20 m² mit durchschnittlich 30 Pflanzen. Es wurden die folgenden Behandlungen angewandt: 0=Kontrolle, d.h. Normalbewässerung während des ganzen vegetativen Zyklus; 1=Dürre während des Pflanzens, nachher normale Bewässerung; 2=Dürre während der kritischen Zeit des Wasserbedarfs (Beginn der Knollenbildung) und normale Bewässerung während des Pflanzens und der restlichen Zeit des vegetativen Zyklus und 3=Dürre während des Pflanzens und der kritischen Zeit und normale Bewässerung während des restlichen vegetativen Zyklus (Abb. 1).

Der grösste Ertrag wurde bei der Behandlung 1 (Dürre beim Pflanzen) erzielt mit signifikanten und hochsignifikanten Unterschieden im Vergleich zur Kontrolle bzw. bei Behandlung 2. Behandlung 3, bei welcher am wenigsten Wasser gegeben wurde (42% weniger als bei der Kontrolle), zeigte keine signifikanten Unterschiede, weder zur Kontrolle noch zur Behandlung 1, (Dürre beim Pflanzen). Ausserdem wurde bei Behandlung 3 um 25% weniger Wasser gegeben als bei der Behandlung 2 (Dürre während der kritischen Zeit); trotzdem wurde der Ertrag praktisch verdoppelt (Tabellen 1 und 2, Abb. 1).

Die Einwirkung der Dürre während des Pflanzens verzögerte den Beginn der Knollenbildung um 30 tage im Vergleich zur Kontrolle, regte aber dann nicht nur den Knollenwuchs an, sondern führte auch zu einer Verkürzung der Zeit der Knollenbildung (ebenfalls um 30 Tage im Vergleich zur Kontrolle). Wenn die Bodendürre bei Beginn der Knollenbildungsperiode angewandt wurde, so verlängerte sich diese, und Zahl, Wuchs und Endertrag der Knollen nahmen ab. Diese nachteiligen Wirkungen verschwanden praktisch ganz und gar, wenn das Pflanzen unter strengen Bodendürre-Bedingungen stattfand (Abb. 2, 3, 4 und 5). Daraus folgt, dass die Dürreabhärtung während der kritischen Zeit des Wasserbedarfs möglicherweise direkt oder indirek als Nachwirkung der Bodendürre während des Pflanzens stattfinder. Der Mechanismus, durch den sich dies ereignet, ist zur Zeit unbekannt.

Résumé

On a cherché à déterminer l’influence de conditions de sécheresse édaphique sévère au moment de la plantation sur la croissance et le rendement de la pomme de terre, variétéWhite Rose. L’étude a été menée à la Station Expérimentale du Département de Physiologie Végétale de la Faculté des Sciences Agraires de l’Université Nationale de Cuyo, Mendoza, Argentine. Les parcelles (6 m×4,5 m) étaient réparties au hasard au sein de blocs; il y avait cinq répétitions. Chaque parcelle comprenait huit rangs à 0,80 m de distance. La partie utile de chaque parcelle avait une surface de 20 m² et comportait 30 plantes environ. Les traitements appliqués furent les suivants: 0=Témoin, irrigation normale pendant tout le cycle végétatif; 1=Sécheresse à la plantation et irrigation normale pendant tout le reste du cycle végétatif; 2=Sécheresse pendant la période critique de besoin en eau (début de la tubérisation) et irrigation normale à la plantation et pendant le reste du cycle végétatif et 3=Sécheresse à la plantation, de même pendant la période critique, mais irrigation normale pendant le reste du cycle (Fig. 1). Les rendements les plus importants ont été obtenus avec le Traitement 1 (sécheresse à la plantation) et les différences étaient respectivement significatives et hautement significatives par rapport au témoin et au Traitement 2 (sécheresse au moment de la période critique de besoin en eau) (Tableaux 1 et 2). Le Traitement 3, qui apporte la plus faible quantité d’eau d’irrigation (42% en moins que le témoin), n’a pas montré de différences significatives par rapport au témoin et au Traitement 1 (sécheresse à la plantation). D’autre part, ce traitement qui a apporté 25% d’eau en moins que le Traitement 2 (sécheresse pendant la période critique) a, néanmoins, presque doublé le rendement de celui-ci (Tableaux 1 et 2; Fig. 1). Le traitement de sécheresse à la plantation a retardé le début de la tubérisation (30 jours par rapport au témoin) mais, par après, il a stimulé la croissance des tubercules et a raccourci la période de tubérisation (30 jours par rapport aux Traitement 0 et 2). Quand la sécheresse édaphique coïncide avec le début de la période de tubérisation, celle-ci s’allonge, tandis que diminuent le nombre de tubercules, leur croissance et le rendement final. Ces effects négatifs disparaissent presque entièrement si la plantation a lieu dans des conditions de sévère sécheresse édaphique (Fig. 2, 3, 4 et 5). Les auteurs concluent que l’induction de la résistance à la sécheresse pendant la période critique de besoin en eau pourrait être la conséquence directe ou indirecte de la sécheresse édaphique. Le mécanisme de ce phénomène est encore inconnu.