European Potato Journal

, Volume 11, Issue 1, pp 14–22 | Cite as

The effect of night temperature on tuber initiation of the potato

  • J. W. Slater
Articles

Summary

Tuber initiation occurred earlier when the night temperature of the shoot was lowered and earliest when the shoot and root (including stolon) night temperature was lowered. Initiation was also promoted by lowering the night temperature of the underground parts of the plant alone.

These differences in time of initiation were associated with differences in the pattern of haulm growth. The implications of this association are considered with regard to possible mechanisms of tuber initiation.

Keywords

Gibberelline Night Temperature Tuber Initiation Haulm Growth 

Zusammenfassung

Es wurden zwei Versuche durchgeführt, um den Einfluss der Nachttemperatur auf Wachstum und Entwicklung zu erforschen. Im ersten Versuch betrug die Tagestemperatur 22°C, und die Verfahren umfassten alle Kombinationen der Nachttemperaturen von 12° und 22°C für die oberirdischen und die unterirdischen Teile der Kartoffelpflanze (als Triebe bzw. Wurzeln bezeichnet). In den vier Verfahren wurde der Einfluss der folgenden Nachttemperaturen untersucht:
  1. 1)

    Trieb und Wurzel bei 12°C,

     
  2. 2)

    Trieb 12°C, Wurzel 22°C,

     
  3. 3)

    Trieb 22°C, Wurzel 12°C,

     
  4. 4)

    Trieb und Wurzel 22°C.

     

Nur im ersten Versuch wurden in allen Verfahren Knollen gebildet, und zwar früher, wenn die Nachttemperatur der Triebe bei 12°C lag, als bei 22°C, und am frühesten, wenn die Nachttemperatur für Trieb und Wurzel auf 12°C gesenkt wurde (Abb. 1). Die Auslösung der Knollenbildung erfolgte ebenfalls früher, wenn die Temperatur der Wurzeln allein von 22° auf 12°C gesenkt wurde.

Diese zeitlichen Unterschiede in der Auslösung der Knollenbildung waren begleitet von Unterschieden in der Art des Wachstums von Stauden und Wurzeln der Pflanzen. Während der ersten Woche war das Wachstum der Pflanzen um so grösser, je höher die Nachttemperatur für den Trieb war (Abb. 2A). Jc grösser jedoch die anfängliche relative Wachstumsrate war, um so schneller nahm sie mit der Zeit ab, was mit einer Abnahme der relativen Rate des Blattwachstums (Abb. 2B) und der Netto-Assimilationsrate (Tabelle 1) verbunden war. In diesem Zeitpunkt (vor Beginn der Knollenbildung) war bei 22°C Nachttemperatur für die Triebe der Anteil des Trockengewichtes der Stengel am gesamten Trockengewicht grösser, der Anteil des Blattgewichtes am gesamten Trockengewicht kleiner als bei 12°C (Tabelle 2). Der Anteil der für das Stengelwachstum verwendeten Assimilate wurde durch die Nachttemperatur der Wurzeln nicht beeinflusst, aber der Verbrauch war kleiner für Stolonen-und Wurzelwachstum, wenn die Nachttemperatur für die Wurzeln allein gesenkt wurde.

Im zweiten Versuch wurden die Pflanzen bei einer Nachttemperatur von 15°C für den Trieb grösser als jene bei 25°C (Abb. 2C). Wie im vorhergehenden Versuch war der Anteil des Stengeltrockengewichtes am Gesamttrockengewicht bei 15°C Nachttemperatur für den Trieb kleiner als bei 25°C. Niedrige Nachttemperatur für die Wurzeln allein verminderte die Menge der für das Stolonen- und Wurzelwachstum verwendeten Assimilate.

Diese Ergebnisse wurden im Zusammenhang mit den möglichen Mechanismen zur Auslösung der Knollenbildung besprochen. Frühere Auslösung war verbunden mit Temperaturbedingungen, die die Menge der für das Wachstum der Stengel und/oder Stolonen und Wurzeln benötigten Assimilate verringerte. Es wird angenommen, dass in Pflanzen dieses Wachstumstypus ein grösserer Anteil an Assimilaten frei wird für den Transport in andere Teile der Pflanze, was eine frühere Anreicherung von löslichen Zuckern in der Wurzelspitze mit sich bringt.

Die Unterschiede im Wachstum der Pflanzen bei den verschiedenen Temperaturbedingungen könnten auf die Unterschiede in der Gibberellinerzeugung der Triebe zurückzuführen sein. Die mögliche Wirkung von Gibberellin und Interaktionen zwischen Gibberellin und löslichen Zuckern als Ursache der Knollenbildung werden kurz betrachtet.

Résumé

Deux expériences ont été effectuées pour examiner l'effet de la température de nuit sur la croissance et le développement. Dans la première expérience, la température du jour était de 22°C et les divers traitements consistaient en diverses combinaisons de température de nuit de 12° et de 20°C sur les bourgeons et les racines. Les quatre combinaisons suivantes ont été expérimentées:
  1. 1)

    Bourgeons et racines: 12°C,

     
  2. 2)

    Bourgeons: 12°C, racines: 22°C,

     
  3. 4)

    Bourgeons e22°C, racines: 12°C,

     
  4. 4)

    Bourgeons et racines: 22°C.

     

Il y eut formation de tubercules dans tous les traitements de la seule première expérience; la température de 12°C sur les bourgeons amenait une formation plus précoce des tubercules que la température de 22°C; la formation la plus précoce avait lieu quand à la fois bourgeons et racines étaient soumis à une température de nuit inférieure à 12°C (Fig. 1.). L'initiation était également plus précoce quand la température des seule racines était abaissée de 22 à 12°C.

Les différences dans les moments d'initiation des tubercules étaient accompagnées de différences d'aspect de développement des tiges et raciness des plantes. Durant la première semaine, plus haute était la température nocturne appliquée aux bourgeons, plus grande était la croissance des plantes (Fig. 2A). Cependant, plus haute était la vitesse de croissance relative initiale, plus rapide était son déclin avec le temps, celui-ci étant lié au déclin de la vitesse relative d'expansion foliaire (Fig. 2B) ainsi qu'à la vitesse d'assimilation nette (Tableau 1). Pendant cette période, préalablement à l'initiation des tubercules, la proportion du poids sec des tiges au poids sec total était plus élevée à une température de nuit, appliqéee aux bourgeons, de 22°C plutôt qu'à 12°C, tandis que, dans les mêmes conditions, la proportion du poids sec des feuilles au poids sec total était plus basse (Tableau 2).

La proportion d'assimilats utilisés pour la croissance des tiges n'est pas affectée par la température de nuit des racines, mais une proportion moindre était utilisée pour la croissance des stolons et racines quand la température de nuit des seules racines était abaissée.

Dans la seconde expérience, les plantes étaient plus grandes à la température de nuit des racines de 15 plutôt qu'à 25°C (Fig. 2C). Comme dans l'expérience précédente, la proportion du poids sec des tiges au poids sec total était plus basse à une température de nuit des racines de 15 plutôt que de 25°C. L'abaissement de la température de nuit des racines seules réduisait la quantiée d'assimilats utilisés pour la croissance des stolons et racines. Les résultats sont discutés en relation avec les mécanismes possibles d'initiation des tubercules. Une initiation précoce est associée à des conditions de température qui diminuent la quantité d'assimilats utilisés dans la développement des tiges et (ou) des stolons. On suppose que dans les plantes de ce type de croissance une proportion plus grande d'assimilats est disponible pour le transport à d'autres parties de la plante ce qui signifie une accumulation plus précoce de sucres solubles à la pointe des stolons. En tout cas, les différences dans la croissance des plantes soumises à divers régimes de température pourraient être attribuées à des différences de production de gibberelline des bourgeons. L'auteur considère brièvement l'action possible de la gibberelline et les interactions de la gibberelline et des sucres solubles dans l'initiation des tubercules.

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Copyright information

© Kluwer Academic Publishers 1968

Authors and Affiliations

  • J. W. Slater
    • 1
  1. 1.University of Nottingham School of AgricultureLoughboroughEngland

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