A plant growth promoting rhizobacterium and temperature effects on performance of 18 clones of potato

A survey of genotypic responses to beneficial bacterium (Pseudomonas sp. strain PsJN) was conductedin vitro andex vitro, under two temperature conditions, using eighteen clones of potato of different heat stress tolerance: temperate adapted cultivars Kennebec and Russet Burbank; heat tolerant DTO-2, DTO-28, DTO-33, LT-1, LT-2, LT-5, LT-6, LT-7, LT-8, LT-9, Y84-02, NDD277-2, Désirée, and Maine-47; and heat sensitive abscissic acid (ABA)-deficient mutants 11401-01 and 9120-05. Nodal explants taken from 6-week-old bacterized and non-bacterized control plantlets were culturedin vitro on a hormone-free potato nodal cutting medium, and placed at either 20/15 C or 33/25 C day/night temperature, 12h photoperiod and 250 µE m^?2 s^?1 mixture of fluorescent and incandescent light, for six weeks. The tuberization response was studiedex vitro after two weeks acclimation of 2-week old plantlets at 33/25C. The acclimated plantlets were transplanted to 3L plastic nursery pots containing peat-based Pro-Mix growing medium and placed in growth chambers at either 20/15 or 33/25 C day/night temperature, 12 h photoperiod, 475 μE m^?2 s^?1 light and ≈80% RH, for 12 weeks. Compared to the non-bacterized controls, bacterization significantly increased stem length of 12, shoot biomass of 9, and root biomass of 2 clones at 20/15C; and stem length of 14, shoot biomass of 15, and root biomass of 13 clones at 33/25C. High temperature increased length of internodes and had either no effect or slightly decreased node number. Temperature increase had the most dramatic effect on root development. An average shoot to root ratio decreased from 3.7 at 20/15 C to 1.7 at 33/25 C for non-bacterized plantlets and, respectively, from 4.3 to 1.5 for bacterized. The beneficial effect of bacterization on root biomass was the most pronounced in LT-1 and Maine-47 at 20/15 C and LT-8, Maine 47, DTO-2, Kennebec, NDD277-2 and 11401-01 at 33/25C. The temperature elevation did not significantly affect root biomass of LT-6, DTO-28 and Désirée. Temperature stress caused severe reduction in tuber number and tuber fresh weight. ABA-deficient mutants did not produce any tubers and LT-8, LT-9, Y84-027 and DTO-28 tuberized very poorly at 33/25C. DTO-33, Désirée, LT-1 and Kennebec gave the highest number of tubers per pot and Kennebec, LT-1, Désirée and LT-7 the highest yields at this temperature. There was no significant effect of bacterization on tuberization at 20/15 C but at 33/25 C bacterization significantly enhanced tuber number and weight in LT-7 and reduced tuber weight in DTO-2. Although there was no clear link between thein vitro response of particular clones to bacterization and their heat stress tolerance, improvement ofex vitro performance of heat tolerant LT-7 indicates that rhizosphere bacteria may play a role in clonal adaptation of potato to heat stress.     

Effects of shoot,root and stolon temperature on the development of the potato (Solanum tuberosum L.) plant. III. Development of tubers

Summary The cultivars Bintje and Désirée were growth with their shoots, roots and stolons at different temperatures, to study the effects on tuber development. More tuber sites were initiated in ‘Bintje’ when the air, root or stolon temperature was increased but a combined increase of air and root temperature greatly reduced the number of sites. In contrast, each temperature increase reduced the number of tuber sites in ‘Désirée’ but an increase in temperature in one compartment usually increased the number of tubers set. The relative tuber set was enhanced by a combination of high stolon temperature and low root temperature. Especially an increase in air temperature reduced tuber yield and tuber dry-matter content, but increasing stolon temperature had the largest effects on the induction of second growth. Stolon and tuber development, dry-matter partitioning and initiation of second growth responded differently to variation in temperature around different plant parts suggesting that these processes are affected by different regulation mechanisms.     

Morphological changes in tuber buds during dormancy and initial sprout growth of seed potatoes

Summary Potato tuber dormancy is usually defined as lasting from tuber initiation until a sprout of 2 mm long has been formed under storage conditions optimal for sprouting. We tried to find out whether there is a period during which buds of seed tubers do not grow and whether different batches of seed take the same time to grow sprouts 2 mm long. We measured changes in number of leaf primordia and length of tuber buds of cvs Diamant and Désirée over two years. After early haulm pulling, buds did not grow for at least 60 days (‘Diamant’) or 95 days (‘Désirée’). Buds in both cultivars and two tuber weights of ‘Diamant’ took about 20 days from the estimated onset of sprouting to grow 2 mm long. We question whether this period is always similar and thus whether the moment sprouts 2 mm long have formed is a good criterion for the end of dormancy.     

Effect of physiological age on growth vigour of seed potatoes of two cultivars. 4. Influence of storage period and storage temperature on growth and yield in the field

Summary The influence of storage period and temperature on growth and yield was investigated for 3 years in a field study with cvs. Jaerla and Désirée, stored at 4°C or 12°C, in darkness, as a part of a combined study on the effect of physiological age on growth vigour. The seed of cv. Jaerla proved to age more rapidly than that of cv. Désirée: ‘little potato’ occurred in Jaerla, but in Désirée only when seed had been stored at 12°C and planted late. The 4°C treatments emerged more rapidly, produced more stems per plant and the onset of senescence was earlier than the 12°C treatments. There was no difference in time of tuber initiation between the two treatments. There were usually more tubers per stem in the 12°C treatments. Final tuber yield of Jaerla 12°C was lower than that of Jaerla 4°C, but the difference was only statistically significant at early harvest. There was no difference in yield between Désirée 4°C and 12°C, except for the 2nd planting time in 1981, when the 12°C treatment yielded significantly less.

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Zusammenfassung In einer Feldstudie mit den Sorten Jaerla und Désirée wurde der Einfluss von Lagertemperatur und-periode in der Periode 1979–81 untersucht, bei Lagerung im Dunkeln bei 4°C oder 12°C, als Teil einer kombinierten Studie über die Auswirkung des physiologischen Alters auf die Wachstumsintensit?t der Pflanzknollen. 1979 wurden die Pflanzkollen einige Zeit vor Pflanzung entkeimt und anschliessend vorgekeimt. 1980 und 1981 dagegen wurden die Knollen unmittelbar vor der Pflanzung entkeimt. Die 12°C-Behandlungen liefen langsamer auf als bei 4°C gelagerte Pflanzknollen (Tabelle 1). Jaerla zeigte bei 12°C unvollst?ndigen Auflauf wegen der Bildung von Kn?llchen. Im Gegensatz zu den 4°C-Behandlungen liefen die Knollen bei 12°C unregelm?ssig auf. Bei den Behandlungen mit Désirée ergaben sich keine Unterschiede bei der Zeit der Knollen-Initiierung. Wegen des Auftretens von Kn?llchen konnte bei Jaerla kein zuverl?ssiger Vergleich gemacht werden. Das initiale Blattwachstum war bei den 4°C-Behandlungen schneller. Es ergaben sich bei den Behandlungen mit Désirée fast keine Unterschiede bei der lateralen Triebentwicklung oberhalb der ersten Blüte (Abb. 1). Es ergab sich eine unterschiedliche Rate bei der Seneszenz mit einem langsameren Rückgang der Bodenbedeckung bei den 12°C-Behandlungen (Tabelle 2). Bei beiden Sorten ergab junges Pflanzgut mehr Triebe pro Pflanze als ?lteres (Tabelle 3). Bei Désirée ergaben sich bei 12°C mehr Knollen pro Trieb als bei 4°C. Dennoch zeigte sich kein durchgehender Trend bei der Knollenzahl je Pflanze (Tabelle 4). In allen drei Jahren zeigte der Knollenertrag ein ?hnliches Muster (Tabelle 5). 1979 und 1980 waren die ‘sp?teren’ Knollenertr?ge von Jaerla bei 12°C niedriger als bei 4°C, aber der Unterschied war nur signifikant bei der früheren Ernte. 1979 und 1980 gab es keinen signifikanten Unterschied in dem Ertrag zwischen den zwei Behandlungen von Désirée. 1981 war kein Unterschied beim ‘sp?teren’ Ertrag zwischen den Temperatur-Behandlungen für das erste Pflanzdatum, der Ertrag von Désirée bei 12°C, bei Pflanzzeit II gepflanzt, war signifikant niedriger als bei 4°C.

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Résumé L'influence de la température et de la durée de conservation sur la croissance et le rendement sont évalués de 1979 à 1981 dans un champ d'essais avec les variétés Jaerla et Désirée, conservées à 4°C et 12°C, à l'obscurité, dans une étude concertée ayant pour objectif de mettre en évidence l'effet de l'age physiologique sur la vigueur du plant. En 1979, le plant était égermé quelque temps avant la plantation et remis en prégermination; en 1980 et 1981, il était égermé juste avant la plantation. Les plants traités à 12°C lèvent plus lentement que ceux conservés à 4°C (tableau 1). Jaerla à 12°C présente une levée incomplète résultant d'un boulage. A l'inverse du traitement à 4°C, le traitement à 12°C donne une levée irrégulière. Il n'y a pas de différence dans le temps d'initiation des tubercules de Désirée pour les deux traitements. Dans la mesure où Jaerla produit du boulage, il ne peut être établi de comparaison dans ce domaine. La croissance initiale du feuillage est plus rapide avec la conservation à 4°C. Il n'y a pratiquement pas de différence entre les deux traitements de Désirée pour le développement des pousses latérales au-dessus de la hampe florale (figure 1). On observe une différence au niveau de la senescence avec une plus lente déclinaison dans la couverture du sol pour le traitement à 12°C (tableau 2). Dans les deux variétés, le plant jeune produit plus de tiges par plante que le vieux plant (tableau 3). Il y a plus de tubercules par tige pour Désirée à 12°C qu'à 4°C, sans pour cela montrer une tendance logique à plus de tubercules par plante (tableau 4). Le rendement en tubercules montre un modèle identique pour les trois années (tableau 5). En 1979 et 1980, le rendement final en tubercules de la variété Jaerla conservée à 12°C est plus faible que celui de cette variété conservée à 4°C, mais la différence n'est significative que pour la récolte précoce. En 1979 et 1980, il n'y a pas de différence significative dans le rendement des deux traitements de Désirée. En 1981, il n'y a pas de différence dans le rendement final entre les deux températures de conservation pour la première date de plantation mais le rendement de Désirée conservée à 12°C et plantée à la deuxième date est significativement plus faible que celui obtenu avec du plant conservé à 4°C.

     

The quality of seed tubers multiplied in the Golan Heights for the spring season in Israel

Summary Seed tubers grown in the northern mountain region — the Golan Heights — were as productive as imported seed tubers. In cvs. Blanka and Désirée, both the locally grown and the imported seed tubers were similar when yield components and tuber fresh weight are considered. In Up-to-Date, the locally grown seeds produced higher yields of marketable tubers (over 60 g/tuber) than those imported. Désirée seed tubers grown for two generations in the Golan Heights did not differ significantly in their productivity as compared with common Golan seeds and with imported ones. Seed tubers harvested from plots which were protected by means of white coarse nets and weekly sprays with insecticides, were virtually virus-free and were used for growing commercial seeds in the Golan. The use of this method for seed multiplication is suggested. Contribution from the Agricultural Research Organization. The Volcani Center, Bet Dagan, Israel. No 137-E, 1981 Series.     

Effects of shoot,root and stolon temperature on the development of the potato (Solanum tuberosum L.) plant. II. Development of stolons

Summary Cultivars Bintje and Désirée were grown in a multi-compartment set-up, which allowed different shoot, root and stolon temperatures, to study the effects of temperature around different plant organs on the development of stolons. A high root temperature induced orthotropic stolon growth in cv. Bintje. Stolon number was not affected when temperature was increased in one compartment only, but high root temperature combined with high stolon temperature or high air temperature reduced stolon number. For ‘Bintje’, branching of stolons and their dry-matter yield were enhanced by a high temperature in each compartment, but combining high air temperature with another temperature increase was detrimental. Stolon initiation was less synchronized when plants were exposed to both high air temperature and high stolon temperature. The hormonal regulation of stolon formation and the effects of temperature on the hormonal balances involved are discussed.     

Dry matter accumulation in potato clones under seasonal high temperature conditions in Pakistan

The effects of seasonal high temperatures on potatoes were investigated under field conditions near Peshawar, Pakistan. Five potato clones (A79196-1, Desiree, DTO-28, LT-1, Russet Burbank) were grown during the spring season at two locations. Canopy development, vine dry weight and tuber dry weight were determined at 13-day intervals, starting 68 days after planting (DAP). Tuber yield was higher in heat tolerant clones compared to heat susceptible clones. Location significantly affected tuber dry weights. Tuber dry weights of Russet Burbank were consistently lower than those of DTO-28. Ground canopy cover of DTO-28 occurred earlier and reached maximum at 75 DAP, compared to 90 DAP for Desiree. DTO-28, because of its high tuber yield under cool as well as hot temperatures, and its relatively early bulking, should be a promising clone for a short duration crop in hotter regions.     

Growth and yield of potatoes as affected by severity of stem canker (Rhizoctonia solani)

Summary Different amounts ofRhizoctonia solani inoculum were applied to sprouted and non-sprouted seed tubers cultivar Désirée during planting in field experiments at Rothamsted in 1984 and 1985. Severity of stem canker and stolon infection increased with increasing amounts of inoculum; with small or medium amounts these infections were most severe on plants from sprouted seed. In 1985 plants grown from non-sprouted, seed had most stem canker when large amounts of inoculum were applied. Severe infection following high inoculum levels delayed shoot emergence, increased the variability in stem height and decreased the mean height of stems and weight of foliage but did not affect the number of stems per plant or final plant populations. Tuber initiation was delayed and tuber numbers slightly decreased by severe infection and at harvest the size distribution of tubers was altered. Tuber yields from severely infected plants were decreased by 15% (sprouted seed) and 19% (non-sprouted seed) in 1984 and by 17 and 28% respectively in 1985.     

Beziehungen zwischen Stengel- und Knollenzahl bei der Kartoffel in Abhängigkeit von wichtigen Einflußfaktoren. I. Der Einfluß der Pflanzgutvorbehandlung und der Sorte

Zusammenfassung Die Pflanzgutvorbehandlung beeinflu?te die Stengelzahl signifikant. Abgekeimtes Pflanzgut der Sorten ‘Adretta’ und ‘Mariella’ entwickelte weniger Stengel und Knollen pro Pflanze jedoch mehr Knollen pro Stengel als vorgekeimtes und keimgestimmtes Pflanzgut. Die st?rker negativen Korrelationen zwischen Stengelzahl pro Pflanze und Knollenzahl pro Stengel sowie die h?here Reduktionsrate der angelegten Knollen bei der Sorte ‘Adretta’ weisen auf Sortenunterschiede in der Sch?rfe der Konkurrenz zwischen den Stengeln und innerhalb der Knollenanlagen eines Stengels hin. Die Ernteknollenzahl wurde bei ‘Mariella’ wesentlich durch die Zahl der Knollenanlagen, bei ‘Adretta’ hingegen st?rker durch die Reduktionsrate bestimmt.

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Summary Three different seed treatments and two cultivars were studied over seven years of field experiments (Table 1). Differences were detected between the cultivars in all characteristics studied: numbers of stems, maximum number of tubers (tuber initials), the number of harvestable tubers (>3 cm) at maturity per plant and per stem, and tuber reduction (percentage of initiated tubers that did not develop). Apart from the number of harvestable tubers, there were also differences between seed treatments (Tables 2, 3 and 4). Chitted seed of ‘Mariella’ and sprouted seed of ‘Adretta’ gave the greatest number of tubers per plant (Tables 3 and 4). In both cases desprouting reduced the numbers of stems and tubers per plant but increased the number of harvestable tubers per stem. Chitted seed set the most tubers per plant and per stem but had the highest levels of tuber reduction (Table 4). Due to intra- and inter-stem competition in both cultivars the percentage tuber reduction is significantly correlated with the number of tuber initials (maximum tuber number, Table 5). Smaller numbers of tubers per stem (Table 3) and significantly negative correlations between the number of stems and the maximum and harvestable number of tubers per stem (Table 5) highlight the effect of strong inter-stem competition in ‘Adretta’. Moreover, in this cultivar intra-stem competition seems to play an important role too. The rate of tuber reduction was significantly higher than in ‘Mariella’ (Table 3), and the final number of tubers significantly depended on the percentage of tuber reduction during the period of tuber growth (r=0,57^*, Table 5). In contrast, the number of harvestable tubers per plant in ‘Mariella’ was significantly correlated with the maximum tuber number during the period of tuber set (r=0,61^*, Table 5).

     

Effects of shoot,root and stolon temperature on the development of the potato (Solanum tuberosum L.) plant. I. Development of the haulm

Summary Cultivars Bintje and Désirée were grown in a set-up that allowed temperatures of the shoot, root, and stolon environments to be separately varied. Shoot and root temperatures were either low, 18°C, or high, 28°C. Stolon temperatures were either ‘normal’, i.e. allowed to equilibrate at an ambient that depended on the temperatures of the shoot and root compartments, or ‘in-creased’ by fixed supplementary heating units in the stolon chambers. Haulm longevity was increased by the combination high shoot temperature and low root temperature, but greatly decreased by high shoot temperature combined with high root temperature. The increased stolon temperature also advanced senescence. The number of branches per stem (and thereby the number of leaves) was increased by an increase in stolon temperature, but the interaction with air temperature was significant. A high root temperature reduced the number of leaves significantly. The effects on stem yield were complex; several interactions proved significant. The total drymatter yield was affected by all single factors except shoot temperature.     

Relation between growth conditions and dormancy of seed potatoes. 2. Effects of temperature

Summary In two indoor experiments under short day conditions, the effect of temperature during tuber bulking on dormancy of tubers was investigated for cvs Diamant and Désirée. Temperature treatments started after tuber initiation and lasted for 4 weeks, after which the haulm was removed. In Experiment 1, the day/night temperature regimes 18/12, 22/22, 26/18 and 32/12 °C (T18/12 etc.) were compared. In Experiment 2, three day temperatures (18, 24 and 30 °C) were combined with three night temperatures (12, 18 and 24 °C), resulting in nine treatments. The dormancy of cv. Diamant was shortest after very high day temperatures (30–32 °C), but intermediate day temperatures (22–26 °C) had no shortening effect compared to T18/12. Dormancy of cv. Désirée was not shortened, but rather tended to be prolonged by high temperatures (22–32 °C) during growth. High temperatures during growth resulted in more sprouts per tuber after dormancy had ended.     

Inductive and noninductive conditions on in vitro tuberisation and microtuber dormancy in potato (Solanum tuberosum subspeciestuberosum and subspeciesandigena)

Summary The effect of growth conditions (medium and photoperiod) on in vitro tuberisation and microtuber dormancy of the cv. Désirée (Solanum tuberosum subspeciestuberosum) and Imilla Negra (Solanum tuberosum subspeciesandigena) was evaluated. The short photoperiod and presence of CCC in the medium reduced the dry matter of plants as well as the size of microtubers. The two cultivars showed a difference, in favour of Désirée, in the percentage of plants having more than one tuber and in the average time of sprouting after storage. The average time of sprouting was more rapidly obtained under long days and in a medium without CCC. The CCC and short days caused the same dormancy conditions and the same K⁺ quantity in the microtubers. The microtubers mineral composition is involved in the dormancy status.     

Relation between growth conditions and dormancy of seed potatoes. 3. Effects of light

Summary The effects on the dormancy of progeny tubers of the timing and level of shading during plant growth were investigated in three field experiments. The tubers were harvested while immature. Shading (50–75%) the crop shortly before haulm pulling shortened dormancy by 5–7 days in two experiments. However, dormancy was hardly affected by 50% shading in one experiment, carried out in a sunny dry period. The effects of the photoperiod during tuber bulking on dormancy were studied in two indoor experiments. Plants were grown at 18/12°C (day 12h/night) and a 12 h photoperiod. Shortly after tuber initiation, the photoperiod was extended to 18 h for 4–6 weeks by photosynthetically inactive incandescent light, or kept at 12 h. The effects of the photoperiod on dormancy were up to 9 days, but differed between the cultivars and experiments. Generally, the effects on tuber dormancy of differences in growth conditions, as reported in this series of papers, were limited.     

Shoot development and flowering in potato (Solanum tuberosum L.)

Summary The shoot system of potato is a configuration of stems with terminal inflorescences. In this review, shoot development is quantified in terms of stem production, while stem development is quantified in terms of leaf and flower primordia production per stem, which are functions of the rates and the durations of primordia initiation. The effect of the position of the stem in the shoot system on number of leaves and flowers per stem is also evaluated. Flowering of individual stems is described by the ‘time to flower primordia initiation’ (expressed in number of leaves produced) and ‘flower production’ (a function of the number and the development of flower primordia). At warmer temperatures and longer daylengths the number of leaves and flower primordia per stem, and the number of stems per shoot increase by prolonging stem production and primordia development. Temperature and photoperiod also affect flower primordia survival by altering assimilate production and partitioning. The photothermal response of the number of leaves per stem is small compared to the response of stem production; at higher temperatures, flower primordia survival becomes the principal factor determining flower production. The similarity of the signals leading to flower primordia initiation and tuberization, and the relation between shoot and tuber growth are discussed.     

Variation in the duration of tuber dormancy within a seed potato lot

Summary The variation in duration of dormancy within a seed tuber lot was studied over three years by harvesting individual plants of cvs Diamant and Désirée from field plots and by storing the tubers at 18°C. The variation in dormancy within a tuber lot was large (especially for cv. Diamant) and was mainly caused by variation within plants. For cv. Diamant there was a close negative relation between dormancy and the cube root of tuber weight, whereas for cv. Désirée a relation with tuber weight was almost absent. The duration of dormancy of a seed lot comprising tubers with a narrow range in weight can be well described by two parameters. It is proposed to maintain the moment of 80% sprouting as the criterion for the end of dormancy of a tuber lot and to characterize the spread in dormancy duration by the time lapse between 10% and 90% sprouting.     

Effect of physiological age on growth vigour of seed potatoes of two cultivars. 5. Review of literature and integration of some experimental results

Summary The most important literature on physiological age is discussed and an attempt is made to describe the relationship between the chronological age and growth vigour of seed of cvs. Jaerla and Désirée produced in three seasons and stored at 4 or 12°C in darkness. The seed of both cultivars reaches maximum growth vigour earlier when stored at 12°C, although this effect is greater in Jaerla than in Désirée. In both cultivars, storage at 12°C gives a lower maximum growth vigour and a shorter duration than storage at 4°C. Sprouting capacity seems to be the best measure of growth vigour, although peroxidase activity could also be a measure of growth vigour beyond its maximum. The incubation period might be useful to indicate the beginning and end of the phase of maximum growth vigour.

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Zusammenfassung Nach Durchsicht der wichtigsten Literatur über das physiologische Alter von Kartoffeln wird der Versuch gemacht, Ergebnisse über Untersuchungen an Pflanzknollen der Sorten Jaerla und Désirée in drei Wachstumsperioden sowie bei 4°C und 12°C zu integrieren (Hartmans & van Loon, 1987; van Es & Hartmans, 1987: Bodlaender & Marinus, 1987: van Loon, 1987). Zuerst werden die Zusammenh?nge zwischen dem chronoligischen Pflanzgutalter und den Pflanzen- bzw. Knollenwachstums-Merkmalen verglichen. Wichtige Elemente für die Beschreibung der Zusammenh?ngen zwischen Pflanzgutalter und Wachstumsintensit?t sind (1) das Ende der Ruheperiode. (2) der Anfang und das Ende des Maximums von einigen Knollen- und Pflanzenwachstums-Charakteristika (Tabelle 1), (3) die Zusammenh?nge zwischen dem Pflanzgutalter (Lagerungstage) und Keimungskapazit?t, Auflauf, Triebl?nge. Zahl der Triebe, Blattfl?chen-Index und gesamtem Pflanzegewicht rund 60 Tage nach Pflanzung (Hartmans & van Loon, 1987; Bodlaender & Marinus, 1987) und (4) die Zahl der Lagerungstage, bis einige oder alle gepflanzten Saatknollen ersch?pft sind (Tabelle 1). Aufgrund dieser Elemente wurde ein m?gliches Modell für den Zusammenhang zwischen Pflanzgutalter und relativer Wachstumsintensit?t (RGV) entwickelt (Abb. 2). Abbildung 2 zeigt klar, dass h?here Lagertemperatur (12°C) das Altern der Knollen beider Sorten underschiedlich beschleunigt. Dafür wurde des Ausdruck ‘physiologisches Alter’ übernommen. H?here Lagertemperatur f?rdert die maximale RGV für Saatknollen beider Sorten, obwohl Jaerla betr?chtlich st?rker als Désirée reagiert. Obwohl Désiréc ihre maximale RGV bei 12°C früher erreicht als bei 4°C, ist der RGV bei 4 °C-Lagerung im gleichen Moment h?her als der von Knollen, die bei 12°C gelagert werden. Desweiterent ist von Interesse, dass die maximale RGV bei beiden Sorten durch die h?here Temperatur gesenkt wird, und dass h?here Temperature die L?nge der Periode mit maximaler RGV verkürzt. Keimungskapazit?t und Inkubationsperiode zeigten im Ganzen die h?chsten Korrelationen mit der Wachstumsintensit?t (GV). w?hrend die Peroxydase-Aktivit?t auch dann gut korrelierte, nachdem die GV sich von ihrem Maximum entfernt hatte (Tabellen 4–6). Man kann annehmen, dass diese Studie die Keimungskapazit?t als bestes Mass zur Bestimmung der GV darstellt. Die Inkubationsperiode erscheint als brauchbare Methode zur Bestimmung des Anfangs und des Endes der Periode mit maximaler GV (Tabelle 7), welehe ein wichtiges Charakteristikum jeder Sorte ist. Der Einfluss des physiologischen Alters der Saatknollen auf den sp?teren Knollenertrag scheint oft gering zu sein. Den Ergebnissen dieser Studie und der Literatur zufolge wird angenommen, dass Pflanzgut mit ‘unterschiedlichem’ physiologischem Alter in Wirklichkeit noch an oder nahe an der maximalen GV ist: das war mit Pflanzgut von Désirée in unseren Versuchen der Fall. Zus?tzlich kann mit Madec (1981) angenommen werden, dass im zweiten Teil des Wachstumszyklus andere ertragsbestimmende Faktoren oft über die GV des Pflanzgutes dominieren.

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Résumé Après avoir passé en revue les plus importants articles de la littérature concernant l'age physiologique des tubercules, une tentative est faite pour intégrer les résultats des études sur les tubercules de semence de deux variétés, Jaerla et Désirée, produites pendant trois saisons et conservées à 4°C et 12°C (Hartmans & van Loon, 1987; van Es & Hartmans, 1987: Bodlaender & Marinus, 1987; van Loon, 1987). Premièrement, les relations entre l'age chronologique du plant et les caractéristiques se rapportant au développement du tubercule et de la plante sont comparées. Les éléments importants pour décrire les relations entre l'age du plant et la vigueur de croissance sont (1) la fin de la période de repos végétatif (2) le début et la fin du maximum atteints par quel-ques caractéristiques de croissance du tubercule et de la plante (tableau 1), (3) les relations entre l'age du plant (jours de conservation) et la capacité germinative, la levée, la longueur des tiges, le nombre de tiges, l'index de surface foliaire et le poids sec total de la plante environ 60 jours après la plantation (Hartmans & van Loon, 1987; Bodlaender & Marinus, 1987) et (4) le nombre de jours de conservation jusqu'à ce que quelques ou tous les tubercules plantés soient épuisés (tableau 1). Sur la base de ces éléments un modèle possible pour établir une relation entre l'age du plant et la vigueur de croissance relative (RGV) peut être établie (figure 2). La figure 2 montre clairement qu'une température de conservation élevée (12°C) accélère différemment le vieillissement des tubercules de semence de deux variétés. Par conséquent, le terme ‘age physiologique’ est adopté. Les plus hautes températures de conservation avancent la vigueur de croissance relative pour les deux variétés, bien que Jaerla réagisse considérablement plus fortement que Désirée et que celle-ci conservée à 12°C atteigne son maximum plus rapidement qu'à 4°C, la RGV du plant conservé à 4°C est à ce moment plus élevéc que celle du plant maintenu à 12°C. De plus, il est intéressant de noter que pour les deux variétés une température de conservation plus haute diminue la RGV maximum et raccoureit sa durée. La capacité germinative et la période d'incubation ont montré les corrélations les plus élevées avec la vigueur de croissance, tandis que l'activité péroxydasique présente une bonne corrélation avec la vigueur de croissance passé le maximum (tableux 4–6). On en conclut que cette étude fait appara?tre la capacité germinative comme la meilleure mesure pour déterminer la vigueur de croissance. La durée d'incubation constitue une méthode utile pour évaluer le début et la fin de la phase avec le maximum de la vigueur de croissance: ce dermier étant une caractéristique importante de chaque variété. Il semble que l'effet de l'age physiologique des tubercules de semence sur le rendement final en tubercules est souvent faible. Sur la base des résultats de ces essais et de la littérature on peut supposer que les plants d'ages physiologiques différents sont en réalité souvent au maximum ou près du maximum de la vigueur de croissance; cela est le cas du plant de la variété Désirée dans nos expériences. De plus on peut supposer, comme Madec (1981), que dans la seconde partie du cycle végétatif d'autres facteurs déterminant le rendement prédominent souvent sur la vigueur de croissance du plant.

     

Surface area estimation of potato tubers

Summary Surface areas of tubers of the potato cultivars Cara, Désirée, King Edward and Maris Piper were estimated empirically by measuring the area of adhesive tape required to cover each tuber surface. Measuring the area of thin peelings of all four cultivars underestimated tuber surface area, the degree of underestimation increasing with decreasing tuber size. ‘Shape factors’ (D), calculated as:D = surface area/volume^2/3, varied with tuber size and variety (overall mean = 5.070±0.0245;n=56), but would be suitable for estimating the surface areas of similarly-sized tubers of a single cultivar. A mathematical model which used a surface integral to estimate a tuber's surface area from its axial dimensions and volume closely approximated to the empirical estimates of surface area for all four cultivars, and would be preferable to the use of shape factors when estimating surface areas of potatoes with variable shapes or unknownD values.

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Zusammenfassung Es wurden verschiedene Methoden zur Sch?tzung der Oberfl?chengr?sse an Knollen der Kartoffelsorten Cara, Désirée, King Edward und Maris Piper verglichen. Die Knollenform war abh?ngig von Sorte und Gr?sse (Abb. 1A). Empirische Sch?tzungen der Oberfl?chengr?sse erhielt man, in dem mit Hilfe eines transportablen Fl?chenmeters der Fl?cheninhalt eines undurchsichtigen Klebebandes bestimmt wurde, das in dünnen Streifen von der Oberfl?che abgeschnitten worden war. Der ‘Formfaktor’ (D), der an Hand der Gleichung 1 errechnet wurde, war bei allen Sorten mit Ausnahme von Cara bei grossen Knollen gr?sser als bei kleinen. Cara hatte auch signifikant niedrigere Werte als die 3 anderen Sorten (Abb. 1B). Diese Variationen bei denD-Werten verursachten sorten- und gr?ssenabh?ngige Fehler in den Voraussagen mittels eines zuvor ver?ffentlichten Formfaktormodells (Abb. 2A). Bei allen Sorten wurde bei Fl?chenmessungen dünner Schalen die wahren Oberfl?chen stets untersch?tzt, wobei sich der Grad der Untersch?tzung mit der Verringerung der Knollengr?sse erh?hte (Abb. 2B). Dieser Effekt wurde auf die offenbare Reduktion des Knollenradius bezogen, die aus der Abplattung der Schalen bis auf eine begrenzte St?rke resultiert. Ein mathematisches Modell, das ein Oberfl?chenintegral (Gleichung 3 oder 4) zur Sch?tzung der Knollenoberfl?che an Hand der Achsenausdehnungen und des Volumens benutzte, ergab ohne signifikante Abh?ngigkeit von der Knollengr?sse bei allen 4 Sorten eine gute Ann?herung an die tats?chliche Oberfl?chengr?sse (Abb. 2C). Das Modell wurde verwendet, um die Sch?leffekte auf die Oberfl?chensch?tzung nachzuahmen, indem die Reduktion der Achsenausdehnungen durch die Schalendicke in die Rechnungen einbezogen wurde (Abb. 3A und 3B).

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Résumé Différentes méthodes utilisées pour évaluer la superficie ont été comparées sur des tubercules des variétés Cara, Désirée, King Edward et Maris Piper. La forme des tubercules dépendait de la variété et de la taille de ceux-ci (fig. 1A). Empiriquement, l'évaluation de la superficie était obtenue en utilisant un ruban adhésif mince autour du tubercule et en mesurant la surface de celui-ci à l'aide d'un planimètre. Dans ce cas, les ‘facteurs de forme’ (D) calculés selon l'Equation 1 s'avéraient plus élevés pour les gros tubercules que pour les petits chez toutes les variétés sauf chez Cara: cette dernière ayant des valeurs significativement plus petites que celles des trois autres variétés (fig. 1B). Ces variations des valeurs deD, données par la variété et la taille des tubercules apportaient une erreur dans la prévision d'un modèle mathématique applicable à la forme (fig. 2A). La mesure par prélèvement d'une mince couche de peau sur toutes les variétés surestimait invariablement la supercifie des tubercules et cette surestimation s'accroissait avec la diminution de leur taille (fig. 2B). Cet effet pouvait être associé à une réduction apparente du rayon du tubercule due aux pelures d'épaisseur constante. Un modèle établi en fonction de la surface intégrale (Equation 3 ou 4) permettait d'évaluer la superficie du tubercule en fonction de ses dimensions axiales et de son volume et donnait une bonne approximation de la superficie réelle pour les quatre variétés, sans dépendance significative de la taille des tubercules (fig. 2C). Ce modèle était utilisé pour simuler les effets du pelage des pommes de terre par rapport à leur superficie en intégrant dans les calculs les dimensions des tubercules avant et après le pelage (fig. 3A et 3B).

     

Effect of physiological age on growth vigour of seed potatoes of two cultivars. 3. Effect on plant growth under controlled conditions

Summary Experiments were carried out to characterize growth vigour of lots of seed potatoes of different age. The influence on plant growth under controlled conditions of the physiological age of seed tubers stored at 4°C or 12°C in darkness, was studied in three experiments with cultivars Jaerla and Désirée, as part of a combined study on the effect of physiological age on growth vigour. Seed tubers of the same lots were desprouted, allowed to resprout for a week and then planted in growth rooms under controlled conditions and harvested two months after planting. This procedure was repeated on several dates, i.e. after increasingly long storage periods. With young seed tubers, plants developed slowly and remained small. At later plantings there was more foliage growth but after prolonged storage (i.e. when the seed tubers were old) little or no foliage developed, but often ‘little potato’ tubers were formed. However, Désirée seed stored at 4°C formed plants even after more than a year. The higher storage temperature generally hastened the physiological ageing of seed tubers. The effects of storage duration and temperature on various growth characteristics of both cultivars are described.

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Zusammenfassung In drei Versuchen wurde der Einfluss des physiologischen Alters von Pflanzkartoffeln auf das Pflanzenwachstum unter kontrollierten Bedingungen untersucht — als Teil einer kombinierten Studie über den Einfluss des physiologischen Alters auf die Wachstumsintensit?t. Zweck der Untersuchungen war die Charakterisierung der Wachstumsintensit?t von Pflanzkartoffeleinheiten unterschiedlichen Alters. Pflanzknollen der Sorten Jaerla und Désirée wurden bei 4°C und 12°C im Dunkeln gelagert. Die Pflanzknollen wurden abgekeimt und eine Woche nach erneuter Keimung gepflanzt. Pflanzknollen der gleichen Einheiten wurden zu verschiedenen Terminen in Vegetationskammern unter gleichen kontrollierten Bedingungen w?hrend aufeinanderfolgender Wachstumsperioden gepflanzt. Die Pflanzen wurden zwei Monate nach der Pflanzung gerodet. Sowohl die Lagerperiode als auch die Lagertemperatur beeinflussten das nachfolgende Pflanzenwachstum. Bei jungen Pflanzknollen war der Auflauf (Abb. 1) ziemlich langsam. Dabei bildeten sich relativ kleine Pflanzen (Abb. 2). Nach l?ngerer Lagerung war der Auflauf rapider, es bildete sich mehr Blattfl?che. Zu den sp?testen Pflanzzeiten (alte Knollen) bildete sich kein oder fast kein Blattwerk, oft jedoch Kn?llchen (Tabelle 1). Triebl?nge (Abb. 2) und Zahl der Triebe (Abb. 3) stiegen mit l?nger werdender Lagerperiode, gingen jedoch bei ?lteren Pflanzknollen zurück. Blattfl?chenindex (Abb. 4) und Gesamt-Trockengewicht (Abb. 5) zeigten ebenfalls Optimumskurven mit zunehmenden Alter der Pflanzknollen. Die Lagerperiode beeinflusste die Verteilung der Trockenmasse; in viele F?llen ergaben sich maximales Trockengewicht der Bl?tter (Abb. 6) und der Triebe (Abb. 7) bei mittlerer Startzeit, danach ergab sich ein Rückgang. Die Trockengewichte der Knollen (Abb. 8) waren niedrig (bei nur zwei Monaten Wachstumszeit); Jaerla zeigte oft einen Anstieg bei sp?terer Pflanzung, bei Désirée folgte einem Anstieg ein gewisser Rückgang. Die beiden Sorten reagierten auf die Lagertemperatur unterschiedlich. Lagerung bei 12°C erh?hte bei Jaerla Auflauf und die Stengell?nge bei frühen Pflanzzeiten, Lagerung bei 4°C verz?gerte das Auftreten maximaler Werte bei Verschiedenen Wachstumsmerkmalen (Abb. 9) im Vergleich zu 12°C. ler Werte bei Verschiedenen Wachstumsmerkmalen (Abb. 9) im Vergleich zu 12°C. Lagerung bei 4°C senkte auch die Ersch?pfung der Pflanzknollen (demonstriert als ‘Nicht-Auflauf’ und als ‘Kn?llchen-Ph?nomen’), vor allem bei Désirée. Diese Sorte produzierte sogar nach mehr als einem Jahr Lagerung noch Pflanzen.

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Résumé L'influence de l'age physiologique des tubercules de semence sur la croissance de la plante en conditions contr?lées est étudiée durant trois années, dnas une expérimentation concertée ayant pour but de mettre en évidence l'effet de celui-ci sur la vigueur de croissance. L'objectif est de caractériser la vigueur de croissance de lots de plants de différents ages. Les tubercules de semence des variétés Jaerla et Désirée sont conservés à 4°C et 12°C, à l'obscurité. Ils sont égermés et plantés après une nouvelle mise en germination d'une semaine. Les tubercules d'un même lot sont plantés à plusieurs dates, en chambre de culture, dans les mêmes conditions contr?lées pendant des durées successives de croissance. Les plantes sont arrachées deux mois après plantation. La durée et la température de conservation affectent sensiblement la croissance des plantes. Avec du plant physiologiquement jeune (figure 1) la levée est plut?t lente et les plantes relativement petites (figure 2). Lorsque la durée de conservation est plus longue la levée est plus rapide et le feuillage plus abondant. Aux dates de plantation les plus tardives (vieux tubercules) les plantes développent peu ou pas de feuillage, mais souvent de petits tubercules se forment sur les pousses (tableau 1). La longueur des tiges (figure 2) et le nombre de tiges (figure 3) augmentent parallèlement à l'allongement de la durée de conservation, mais diminuent lorsque les tubercules sont très agés. L'index de surface foliaire (figure 4) et le poids sec total (figure 5) montrent aussi un optimum sur les courbes en fonction de l'age physiologique, du plant. La durée de conservation affecte la distribution de la matière sèche; dans de nombreux cas, le poids maximum de matière sèche des feuilles (figure, 6) et des tiges (figure 7) est trouvé pour un temps moyen de conservation, un temps plus long conduisant à une diminution du taux de matière sèche. Le poids sec des, tubercules (figure 8) est faible (la période de croissance n'est que de deux mois) mais souvent Jaerla montre une augmentation pour des dates de plantation plus tardives; chez Désirée, l'augmentation est suivie d'une nette diminution. Les deux variétés réagissent différemment vis-à-vis de la température de conservation. Aux dates précoces de plantation une conservation à 12°C présente une levée et une élongation des tiges plus rapide pour Jaerla, alors que la température de 4°C est plus favorable à Désirée. La conservation à 4°C retarde l'apparition des valeurs maximales de différentes caractéristiques liées à la croissance (figure 9) par rapport à la conservation à 12°C; elle retarde aussi l'épuisement des tubercules de semence (démontré par l'absence de levée et le phénomène de boulage) notamment chez Désirée qui peut souvent produire des plantes après une durée de conservation de plus d'un an.

     

Unsaponifiable lipids from haulm and tuber sprouts of potato (Solanum tuberosum L.)

Summary Fractions containing Δ⁵- and Δ⁷-sterols, 4-methyl-sterols, triterpenic alcohols, tocopherols and hydrocarbons were isolated by TLC from petroleum ether extracts of the haulm and tuber sprouts of cv Désirée. Sterol and triterpenic alcohol fractions of unsaponifiable lipids of the haulm and tuber sprouts were found to contain twelve sterols and four triterpenic alcohols, respectively. 24R-4-stigmasten-3-on, Δ⁷, Δ⁷, lanosterol, cycloeucalenol and obtisufoliol have not been identified previously in unsaponifiable lipids from haulm and sprouts. In the hydrocarbon fractions of the haulm extract, C₂₃-to C₃₃-n-parafins, C₁₉-and C₃₁-cyclohexyl hydrocarbons, C₂₂-to C₃₈-olefins and squalene were identified, and in the hydrocarbon fractions of the tuber sprouts C₁₂-to C₂₆-olefins and squalene were identified.     

Field trials of foliar sprays of 3,5-dichlorophenoxyacetic acid (3,5-D) against common scab on potatoes

Summary Foliar sprays of 3,5-dichlorophenoxyacetic acid (3,5-D) in June or early July decreased the incidence of common scab by about 30% in four field trials on cv. Maris Piper and cv. Désirée; however, significant decreases in yield and in mean tuber weight were also common. The effects of 3,5-D on potatoes resembled those of the growth retardant daminozide in some ways, but 3,5-D was not persistent enough to have a useful effect on scab in the field.