Factors influencing the quality of ware potatoes. 2. Environmental factors

Zusammenfassung

Der Einfluss der Umwelt auf die Qualität wird in bezug auf das Wachstum der Kartoffelpflanze unter zwei Titeln betrachtet:

• I. Aspekte der Qualität im Zusammenhang mit morphologischen Merkmalen.

• II. Aspekte der Qualität, die weitgehend durch die innere Struktur und die Zusammensetzung der Knolle gesteuert werden.

Die Einflüsse von verschiedenen Aspekten der Umwelt auf die Qualität sind oft schwierig zu bewerten infolge 1) der Interaktion von klimatischen, bodenabhängigen und agronomischen Faktoren und ihren unterschiedlichen Einwirkungen auf das Wachstum der Kartoffelpflanze; 2) der Komplexität der inneren Faktoren, die gewisse Aspekte der Qualität in (II) lenken; 3) der Schwierigkeit, gewisse Aspekte der Qualität (z.B. II) zu untersuchen und zu beurteilen. Aus diesen Gründen waren die Ergebnisse von Feldversuchen, besonders im Falle von Qualitätsaspekten der Gruppe II, oftmals widersprechend.

Der Zweck dieses Beitrages ist, eine Erklärung dafür zu finden, warum es Ausnahmen gibt, die den Pflanze teuer zu stehen kommen. Der Artikel ist selektiv, damit gewisse Aspekte gründlich diskutiert werden können.

Aspekte der Qualität in Verbindung mit morphologischen Merkmalen der Knolle. Der Einfluss der Umwelt auf Aspekte der Qualität in Verbindung mit morphologischen Merkmalen ist im allgemeinen besser verständlich, als die Einflüsse jener Aspekte auf die Qualität die durch die Interaktion einer Anzahl zusammenhängender Faktoren gesteuert werden, wobei die Mängel nicht in Erscheinung treten bis die Knollen weiter behandelt, vorgschält oder gekocht werden (Sektion II).

Alle morphologischen Merkmale, Form, Grösse, Augentiefe, Schalenfarbe (siehe Burton in diesem Heft) und selbst Deformationen, werden bis zu einem gewissen Grad durch die Sorte bedingt. Gewisse Aspekte jedoch, z.B. Grösse und Anzahl der Knollen, Deformationen und Schalenfarbe (Grünwerden) werden ziemlich stark von den Umweltbedingungen beeinflusst. Obwohl der Einfluss der Pflanzdichte auf die Knollenzahl und-grösse ziemlich gut bekannt ist, so ist doch die Interaktion der Düngung und der Bewässerung im Zusammenhang mit der Pflanzdichte weiniger genau untersucht worden. Es hat sich gezeigt, dass verschiedene Düngungsverfahren die Knollengrösse beeinflussen, aber aus den eben angegebenen Gründen war der Einfluss nicht immer klar. Kindelbildung und Knollenrissigkeit im Verlauf der Wachstumsperiode waren auf witterungsbedingten Stress und/oder Trockenheit, gefolgt von günstigen Wachstumsbedingungen, zurückzuführen.

Aspekte der Qualität in Verbindung mit der inneren Struktur und Zusammensetzung. Die innere Struktur und Zusammensetzung der Knolle werden den Nährwert und die Reaktion gegenüber schädlichen Inhaltsstoffen (siehe Burton, diese Ausgabe), ihr Verhalten während der Handhabung (äussere mechanische Schäden und Blaufeckigkeit), beim Vorschälen, Schneiden (Rohverfärbung) und Kochen (Farbe (Schwarzverfärbung nach dem Kochen und Farbe der gebackenen Produkte), Textur und Geschmack), bestimmen.

Möglicherweise ist der Hauptfaktor, der ein besseres Verständnis des Einflusses der Umwelt auf verschiedene Aspekte der Qualität von gebackenen Produkten, mit Ausnahme der Textur, begrenzt, nicht ein Mangel an Kenntnis betreffend der Wichtigkeit der zugrunde liegenden Faktoren-reduzierende Zucker und % Trockensubstanz-sondern eine sorgfältige Betrachtung der Interaktion der Umweltfaktoren auf das allgemeine Wachstumsbild der Pflanze und der Reife, mit denen sie so eng in Beziehung stehen.

Textur gekochter Knollen und mechanische Schäden sind Beispiele von Aspekten der Qualität, wo ein Verständnis des Umwelteinflusses durch unzureichende Kenntnis der wesentlichen in Frage stehenden Faktoren weiter begrenzt wird. Obwohl dies sehr verschiedenartige Aspekte der Qualität zu sein scheinen, so sind sie doch beide von den Eigenschaften der Textur der Knolle abhängig, die weitgehend durch die Eigenschaften der Zellwände und der Stärke, entweder vor oder nach dem Kochen, bestimmt werden. In beiden Fällen besteht die Notwendigkeit einer Entwicklung oder der Anwendung von geeigneten Methoden zur Bestimmung der physikalischen Aspekte und eines besseren Verständnisses Zusammenhänge zwischen diesen und der Zusammensetzung der Knolle.

Die Rohverfärbung beim Schälen hängt von der Sorte und den Umweltbedingungen ab, und man denkt, dass sie hauptsächlich durch den Gehalt an Tyrosin in der Knolle bestimmt wird. Es wurden jedoch auch abweichende Ergebnisse gefunden; die gleiche Menge an Tyrosin dürfte in verschiedenen Jahren oder verschiedenen Mustern verschiedene Grade der Verfärbung erzeugen. Trotz ausgedehnter Untersuchungen der biochemischen Faktoren, die dieser Prozess enthält (Enzyme, Substrate, Aktivatoren) war eine zufriedenstellende Erklärung der Ergebnisse nicht immer möglich.

Die Schwarzverfärbung nach dem Kochen ist ein Beispiel, wo dank dem Verständnis der zugrunde liegenden Faktoren und des Umfangs, in welchem sie-und damit die Schwarzverfärbung-durch Sorte, Klima und mineralische Ernährung gesteuert werden, eine logische Bekämpfung erleichtert wurde. Trotzdem wurden manchmal noch abweichende Ergebnisse gefunden, möglicherweise wegen der Rolle des Eisens und des Einflusses der Bodenbedingungen auf seine Aufnahme.

Einige allgemeine Schlüsse können betreffend des Einflusses der Umwelt im Feld auf diese Qualitätsaspekte gezogen werden:

• 1. Erhöhter Kaligehalt im Feld reduziert manchmal die Schwarzverfärbung nach dem Kochen, die Rohverfärbung, Blauverfärbung, die Farbe der gebackenen Produkte und das Zerfallen der Textur. In manchen Fällen ist K₂SO₄ nützlicher als KCl.

• 2. N verursacht manchmal stärkeres Schwarzverfärben nach dem Kochen und erhöht die Färbung der gebackenen Produkte.

• 3. Sehr hohe Nährstoffgaben (N und K) reduzieren oft den Prozentsatz an Trockensubstanz.

• 4. Kalte, nasse Jahre infolge vermehrten Regens oder weniger Sonnenschein erhöhen manchmal die Schwarzverfärbung nach dem Kochen, die Rohverfärbung, die Empfindlichkeit für mechanische Schäden und reduzieren den Gehalt an Trockensubstanz.

• 5. Kalte Temperaturen bei der Ernte erhöhen die Färbung der gebackenen Produkte und die Empfindlichkeit für mechanische Schäden.

Dies sind jedoch nur Verallgemeinerungen, und es gibt oftmals Ausnahmen, besonders in Fällen, wo man annimt, dass die Qualität durch Faktoren gelenkt wird, die eng mit dem Wachstum der Pflanze verbunden sind, z.B. Gleichgewicht der Kohlenhydrate und Struktur der Zellwände (Pommes-frites- und Chips-Qualität, Textur nach dem Kochen, mechanischer Schaden), und wo die Rolle dieser beiden Gruppen von wesentlichen Faktoren ungenügend verstanden wird (Textur nach dem Kochen und mechanischer Schaden). Alle Aspekte der Umwelt können bis zu einem gewissen Grad das Wachstum der Knolle und ihre Reife beeinflussen. Es ist oftmals schwierig, unter Feldbedingungen den Beitrag eines einzelnen Umweltfaktors auf diese Aspekte der Qualität, die mit dem allgemeinen Wachstum der Knolle eng verbunden sind, zu beurteilen.

Obwohl die obenerwähnten allgemeinen Tendenzen sich als Einfluss der Umwelt auf verschiedene Aspekte der Qualität erwiesen haben, sind die Gründe für die Ausnahmen, die eine genauere Kontrolle der Qualität im Feld ermöglichen würden, nicht immer klar. Dies erfordert möglicherweise eine gründlichere Betrachtung der auf Seite 514 aufgeführten Faktoren.

Résumé

L'effet de l'environnement sur la qualité est à considérer en relation avec la croissance de la plante de pomme de terre sous deux chapitres:

• I. Aspects de la qualité associés aux particularités morphologiques.

• II. Aspects de la qualité largement contrôlés par la structure interne et la composition du tubercule.

L'effet de divers aspects de l'environnement sur la qualité est souvent difficile à évaluer vu: 1) l'interaction des facteurs climatique, édaphique et agronomique et leur influence variée sur le croissance de la plante de pomme de terre; 2) la complexité des facteurs constitutifs contrôlant certains aspects de la qualité en groupe II; et 3) la difficulté de tester et d'évaluer certains aspects qualitatifs (par exemple II). Pour ces raisons, et particulièrement dans le cas des aspects qualitatifs du groupe II, les résultats d'expérimentation au champ sont fréquemment en contradiction.

L'approche de cette publication a été de considérer comment il peut être possible d'expliquer comment surviennent des exceptions dues au cultivateur.

La présente publication résulte d'un choix sélectif de manière à discuter certains aspects en profondeur.

Aspects de la qualité liés aux particularités morphologiques du tubercule

L'effet de l'environnement sur les aspects de la qualité liés aux particularités morphologiques est généralement mieux compris que lorsque la qualité est sous la dépendance de facteurs constitutifs pour lesquels les défauts n'apparaissent que lorsque le tubercule est ultérieurement manipulé, pré-pelé ou cuit (section II).

Toutes les particularités morphologiquesforme, calibre, profondeur des yeux, couleur de la peau (voir Burton dans ce numéro), et même les déformations-sont d'une façon ou d'une autre sous la dépendance de la variété. Toutefois, certains aspects-comme calibre et nombre de tubercules, déformations et couleur de la peau (verdissement)-sont considérablement influencés par les conditions de l'environnement. Bien que l'effet de la densité de plantation sur le nombre de tubercules et le calibre soit raisonnablement bien compris, a été étudiée jusqu'aux moindres détails l'interaction des engrais et de l'irrigation compte tenu de la densité de plantation.

II est apparu que certains traitements fertilisants ont affecté le calibre du tubercule mais, pour des raisons mal connues, les essais ne sont pas toujours clairs. Une seconde croissance et des craquelures durant la saison de culture résultent apparemment de la contrainte produite par la température et/ou la sécheresse suivie (s) de conditions favorables de développement.

Aspects de la qualité liés à la structure interne et la composition

La structure interne et la composition du tubercule conditionneront la valeur nutritive et les exigences optimales (voir publication de Burton dans ce numéro), son comportement durant les manipulations (dommages mécaniques externes et contusions internes), le pré-pelage, le découpage (brunissement enzymatique) et la cuisson: coloration (noircissement aprés cuisson et coloration du produit frit), et enfin texture et saveur. II est possible que le principal facteur limitant une meilleure compréhension de l'effet de l'environnement sur les divers aspects qualitatifs du produit frit — exception faite de la texture — n'est pas un manque de connaissance concernant l'importance des facteurs constitutifs — sucres réducteurs et pourcentage en matière sèche —mais une prudente considération de l'interaction des facteurs de l'environnement sur le type général de croissance et la maturité avec lesquels ces facteurs sont étroitement liés.

Texture cuite et dommages mécaniques participent aux aspects qualitatifs où une compréhension de l'effet de l'environnment est limitée par une connaissance inadéquate des facteurs constitutifs concernés.

Bien que ceci apparaisse vraiment distinct des aspects qualitatifs, ils sont tous deux sous la dépendance des caractéristiques de texture du tubercule, lesquelles sont largement conditionnées par celles des parois cellulaires et de l'amidon, avant ou après cuisson. Dans ces deux considérations, il y a nécessité pour chacun de développer et d'utiliser des méthodes adéquates pour estimer les aspects physiques et pour mieux comprendre la relation entre ceux-ci et la composition du tubercule.

Le brunissement enzymatique au pelage est sous la dépendance de la variété et des conditions de l'environnement; on considère le plus souvent qu'il est fonction du niveau de la tyrosine dans le tubercule. Cependant, des cas anormaux surviennent, la même quantité de tyrosine pouvant produire différents degrés de brunissement en années ou sur échantillons différents. En dépit d'études approfondies sur les facteurs biochimiques concernés dans ce processus (enzymes, substrats et activateurs), une explication satisfaisante n'est pas toujours possible.

Le noircissement après cuisson est un exemple où le contrôle logique a été rendu plus aisé grâce à une compréhension des facteurs constitutifs et dans la mesure où ces facteurs — et partant le noircissement — sont sous la dépendance de la variété, du climat et de la nutrition minérale.

Cependant, des effets aberrants sont parfois observés, dus à l'intervention du fer et le rôle du sol sur son prélèvement. Quelques conclusions générales peuvent être avancées et relatives à l'effet de l'environnement au champ sur les aspects qualitatifs: — Une augementation de niveau de potasse au champ réduit parfois le noircissement après cuisson, le brunissement enzymatique, le blackspot, la coloration du produit frit et le délitement. Dans quelques cas, le sulfate de potasse est plus bénéfique que le chlorure de potasse. — L'azote augmente parfois le noircissement après cuisson et la coloration du produit frit. — Des niveaux vraiment élevés en engrais (azote et potasse) réduisent souvent le pourcentage de matière sèche. — Froid et année humide — dus à l'augmentation des pluies et la réduction de l'insolation — augmentent parfois le noircissement après cuisson, le brunissement enzymatique, les dommages mécaniques, et réduisent le pourcentage de matière sèche. — Des températures froides durant la récolte augmentent la coloration des produits frits et les dommages mécaniques.

Cependant, ce ne sont que généralisations, et des exceptions fréquentes subsistent, particulièrement dans le cas où la qualité est considérée comme contrôlée par des constituants intimement tributaires de la croissance de la plante, comme par exemple la balance des hydrates de carbone et la structure des parois cellulaires (qualité des chips et des frites, texture cuite, dommages mécaniques) et lorsque le rôle de ces deux groupes de facteurs constitutifs sont mal définis (texture cuite et dommages mécaniques). Tous les aspects de l'environnement peuvent affecter dans l'une ou l'autre mesure le développement du tubercule et sa maturité. Il est souvent difficile d'avancer dans quelles conditions intervient un caractère particulier de l'environnement auprès des aspects qualitatifs étroitement liés à la croissance générale du tubercule.

Ce large tour d'horizon nous a cependant montré, en ce qui concerne l'effet de l'environnement sur les différents aspects qualitatifs, que les sources d'exception susceptibles d'assumer plus de précision dans le contrôle qualitatif au champ, ne sont pas toujours claires. Il est possible de consulter plus largement les facteurs repris à la page 514.