L'influence de la temperature sur la morphologie de la pomme de terre

Résumé

La morphologie duSolanum tuberosum, variétésGineke etMajestic a été étudiée dans un milieu conditionné avec des températures de 15, 20 et 25°C.

En changeant la température, la plante présente des variations remarquables, soit dans l'aspect de la tige, soit dans la forme et la grandeur des feuilles.

Les différences remarquées sont probablement liées à la différente façon de développement et de différenciation des méristèmes à cause de la température. Ils correspondaient avec les caractéristiques morphologiques et anatomiques des plantes poussant en Italie à des niveaux respectifs de 1700, 1100 et 400 m avec des températures moyennes respectivement comparables.

Les remarquables différences morphologiques observées permettent de suivre les étappes de développement de la plante, et d'en juger l'âge physiologique.

Summary

In order to list and study the morphological characters of the haulm ofSolanum tuberosum var.Majestic grown in different environments in Italy (Scaramella Petri 1956, 1958, 1959) tubers were planted at the I.B.S., Wageningen, in glasshouses held at 15, 20 and 25 respectively. Other tubers from the same lot were planted in Italy, in the plain near Bologna.

All leaves from base to apex of the stem were numbered, dried, laid out on flat sheets and their morphology compared. Histological studies were made on sections of stem taken at predetermined levels: at the basal node, at quarter height and at the apex.

Similar studies were made on the varietyGineke under the same conditions and using the same characters (fig. 3, 5). The modifications arising from growth at the three temperatures are in general the same as those shown by the varietyMajestic, but the latter is more sensitive and, therefore, more suited to studies of this kind.

Leaf size

Mean leaf size is greatest at 15°C; this can be explained by the greater length of the midrib. The number of leaves increases only slightly and that towards the end of the vegetative period (fig. 2,table).

General morphology of the plant

Similar morphological studies were done in Italy in the same year, on plants grown from the same seed.

Plants grown between April and June were subjected to a temperature of 20°C during their early development; this was followed by conditions typical of the region. The mean temperature during the final period of growth was 25°C. The morphological characters of these plants resemble those of the plants grown in the 25°C glasshouse. The leaves are compound and pointed and their size diminishes gradually; the stem is tall and branched. Internal structure also presents similarities (fig. 6, 7).

Morphological characters resembling those of the plants grown at 15°C can be found in the plants grown at the intermediate level in the mountains (fig. 1).

These observations confirm the results of previous work and indicate clearly the effect of temperature on the morphology of the haulm. Other factors remaining constant, there is for any particular level of temperature a fixed morphological type and rate of development. In general, increased height of stem through the formation of new nodes is reflected in poorer growth below ground, both in yield of tubers and in their capacity to sprout. These observations confirm those ofWent (1959) andTizio et al. (1954) who noted that high temperatures reduced the capacity of the crop to sprout.

Bearing these points in mind, it will be possible, on the basis of the form and size of the stem and leaves, to deduce the conditions under which the crop was grown and, indirectly, to forecast the capacity of the tubers to sprout.

Stem size

At 15°C, increase in length of stem occurs only during the final period of growth. That this increase is usually due to an extension of the internodes is shown by the constant number of nodes present during the major part of the vegetative period.

Leaf form

The juvenile form is found in plants grown at 15°C. It occurs not only in the lower leaves, which continue to grow, but also in the upper leaves which retain to the apex the dominance of the apical leaflet, which is rounded (fig. 2, 3).

At 20°C the lowest leaves are of the juvenile form but above this they very rapidly become composite. The dominance of the apical leaflet is lost in the highest part of the stem.

At 25°C the lowest leaves are juvenile in type but above this they very rapidly become elongate and composite. The pointed apical leaflet ceases to be dominant and in contrast becomes smaller and dentate.

This confirms that the form of the first leaves is a clonal character whereas their subsequent development is related to the environment. In effect, all the plants started their development at 20°C but while extension of the midrib followed in plants grown at 15°C, it did not do so at 25°C. On the other hand, the form of the other leaves and their relative size is directly related to the ambient temperature.

Zusammenfassung

Zur Kontrolle und zum besseren Verständnis der morphologischen Charakteristik der oberirdischen Teile vonSolanum tuberosum, SorteMajestic, die in Italien in ökologisch verschiedener Umwelt (Scaramella Petri, 1956, 1958, 1959) angebaut wird, hat man in Glashäusern des I.B.S. in Wageningen Knollen dieser Sorte bei Temperaturen von 15, 20 bzw. 25°C ausgepflanzt. Ein Teil dieser Knollen wurde vorher in Italien an einem in der Ebene bei Bologna gelegenen Ort erzeugt.

Sämtliche Blätter des Stengels zwischen Basis und Spitze wurden kontrolliert und ihre Morphologie wurde in vergleichender Weise studiert, indem alle getrockneten Blätter in Schalen gelegt wurden. Die histologischen Untersuchungen wurden an Stengelschnitten in bestimmter Höhe vorgenommen: Basisknoten, Viertel und Spitze.

Zum Vergleich wurden entsprechende Versuche unter gleichen Bedingungen mit der SorteGineke (abb. 3, 5) durchgeführt. Die bei der SorteGineke festgestellten Veränderungen unter der Einwirkung der drei Temperaturen sind in der Hauptsache gleich wie bei der SorteMajestic. Die letztere ist aber viel empfindlicher und eignet sich sehr gut für Studien dieser Art.

Grösse der Blätter

Die durchschnittliche Grösse der Blätter ist bei 15 am grössten. Dies drückt sich durch eine grössere Länge der Blattspreite aus. Die Zahl der Blätter erhöht sich nur in der letzten Vegetationsperiode leicht (abb. 2,tabelle).

Allgemeine Morphologie der Pflanze

Gleiche morphologische Studien wurden im selben Jahr in Italien an Pflanzen durchgeführt, die von diesen Knollenmustern stammten.

Die zwischen April und Juni angepflanzten Stauden entwickelten sich zuerst bei Temperaturen von zirka 20°C. Schliesslich war die letzte Periode, unter den besonderen klimatischen Bedingungen der Gegend, durch eine mittlere Temperatur von 25 gekennzeichnet.

Die morphologischen Eigenschaften dieser Pflanzen glichen stark jenen der Pflanzen, die im Glashaus bei 25°C wuchsen. Die Blätter sind zusammengesetzt und zugespitzt, und ihre Grösse nimmt stufenweise ab; der Stengel ist hoch und verzweigt. Auch die innere Struktur zeigt diese Ähnlichkeiten (abb. 6, 7).

Wenn man einen Vergleich anstellen will zwischen den bei 15 gehaltenen Pflanzen, stellt man fest, dass ihre Morphologie jener der Pflanzen in den Bergen gleicht (abb. 1).

Diese Feststellungen bestätigen die früheren Arbeiten und bestimmen genau den Einfluss der Temperatur auf die Morphologie der oberirdischen Partie. Gleichbleibenden andern Bedingungen entspricht bei jeder Temperaturänderung eine gleichbleibende Morphologie und eine schnelle Entwicklung des oberirdischen Teiles. Im allgemeinen ist das Längenwachstum des Stengels durch Bildung neuer Knoten im Gegensatz zu jenem des unterirdischen Teiles, und die Bildung von Knollen und ihre Keimkraft sind schwächer. Diese Beobachtungen stimmen überein mit jenen vonWent (1959) und vonTizio et al. (1954), die festgestellt haben, dass bei hohen Temperaturen Knollen mit schwacher Keimkraft gebildet werden.

Wenn man diesen Beobachtungen Rechnung trägt, wird es möglich sein, von der Form des Stengels und der Blätter und ihrer Grösse auf die Umweltsbedingungen, unter denen die Pflanze gewachsen ist, zu schliessen und indirekt die Keimeigenschaften der Knollen vorauszubestimmen.

Grösse des Stengels

Bei einer Temperatur von 15°C verlängert sich der Stengel erst während der letzten Entwicklungsperiode. Diese Verlängerung ist, wie die Beständigkeit der Knotenzahl während eines guten Teils der Vegetationsperiode zeigt, meistens durch die internodiale Verlängerung bestimmt.

Blattform

Die Jugendform findet man unter den Pflanzen, die bei 15°C kultiviert werden. Man trifft sie nicht nur in den ersten Blättern an, die weiterwachsen, sondern auch in den oberen Blättern, die bis zur Spitze die Dominanz des Endfiederblattes, das abgerundet ist, bewahren (abb. 2, 3). Bei 20°C gleichen die ersten Blätter der Jugendform, aber sehr bald werden die Blätter zusammengesetzt. Die Dominanz des Endfiederblattes verliert sich im obersten Teil des Stengels.

Bei 25°C weisen die ersten Blätter die Jugendform auf, aber sehr bald erscheint die zusammengesetzte, längliche Form. Das zugespitzte Endfiederblättchen hört auf vorzuherrschen, es wird im Gegenteil kleiner und zackig.

Dies bestätigt, dass die Form der ersten Blätter klonal vererbt wird, während die endgültige Entwicklung von der Umwelt abhängt. In der Tat haben alle Pflanzen bei 20°C gekeimt, aber während das Wachstum der Blattspreite bei den Pflanzen, die bei einer Temperatur von 15°C gehalten wurden, andauerte, hörte es bei 25°C auf. Dagegen hängt die Form der andern Blätter und ihre relative Grösse direkt von der Temperatur der Umgebung ab.