The sugar balance in some British potato varieties during storage. I. Preliminary observations

Summary Immature tubers have a much higher content of sucrose than mature tubers. After harvest this sucrose is rapidly transformed to hexose, which often then remains at a high level during storage. Mature tubers may have a very variable content of sugar when harvested. During storage, apart from the sweetening which occurs at low temperatures, considerable sweetening occurs after more than 10–15 weeks at 10 C and even more markedly at 20 C. The magnitude of this sweetening shows considerable varietal differences, apparently correlated, in tubers which are allowed to sprout, with the vigour of sprout growth. It also occurs, however, if sprout growth is suppressed chemically.

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Zusammenfassung Unreife Knollen haben einen viel h?heren Gehalt an Saccharose als reife Knollen. Dies steht mit der anf?nglichen, aber kleiner werdenden Divergenz zwischen Verlagerung und Umwandlung von Saccharose in Hexose-Phosphate und schliesslich in St?rke im Zusammenhang. In einem angeführten Beispiel enthielten Knollen der SorteMajestic, die am 16.7.63 geerntet wurden, 1,01g Saccharose je 100 g Frischgewicht, w?hrend Knollen des gleichen Bestandes, die am 30.9.63 reif geerntet wurden, nur 0,06 g/100g enthielten. Nach der Ernte wird dieser hohe Gehalt an Saccharose in den unreifen Knollen rasch in Hexose umgewandelt (abb. 1) die dann w?hrend der Lagerung oftmals einen hohen Stand beibeh?lt (abb. 2). Reife Knollen k?nnen bei der Ernte einen sehr unterschiedlichen Zuckergehalt aufweisen. In dertabelle sind Ergebnisse von Analysen, die nach einer Woche Lagerung bei 10 C gemacht wurden, aufgeführt. Abgeschen vom Süsswerden, das bei niedrigen Temperaturen vorkommt (abb. 3), tritt nach mehr als 10 bis 15 Wochen Lagerung bei 10 C betr?chtliches, und bei 20 C sogar noch ausgepr?gteres Süsswerden ein. Das Ausmass dieses Süsswerdens zeigt bedeutende sortenbedingte Unterschiede (abb. 4), die, sofern die Knollen austreiben, mit der St?rke des Keimwachstums (abb. 6) offensichtlich korreliert sind. Süsswerden kommt jedoch auch vor, wenn das Keimwachstum durch Keimverhinderungsmittel unterdrückt wird.

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Résumé Les tubercules non m?rs ont une teneur en sucrose beaucoup plus élevée que les tubercules m?rs, en raison du déséquilibre initial, bien que décroissant, dans sa translation et sa transformation en phosphates hexose et finalement en amidon. Dans un exemple chiffré, des tuberculesMajestic récoltés le 16 juillet 1963 contenaient 1,01g de sucrose par 100g de poids frais (1,01g/100g), tandis que les tubercules de la même récolte arrachés m?rs le 30 septembre 1963 contenaient seulement 0,06g/100g. Après la récolte cette haute teneur de sucrose des tubercules non m?rs est rapidement transformée en hexose (fig. 1), lequel, alors, reste souvent à un niveau élevé pendant la conservation (fig. 2). Les tubercules m?rs peuvent avoir une teneur très variable en sucres au moment de la récolte. Letableau mentionne les résultats d’analyses effectuées après une semaine à 10 C. Durant la conservation, indépendamment de l’affadissement qui appara?t à basse température (fig. 3), un affadissement considérable se produit après une conservation à 10 C pendant au moins 10 à 15 semaines, et même, d’une manière plus marquée, à 20 C. L’importance de cet affadissement montre des différences variétales considérables (fig. 4) qui, apparemment, sont en corrélation, chez les tubercules qui sont mis en germination, avec la vigueur de croissance du germe (fig. 6). Ce phénomène apparait également quand le développement du germe est supprimé par voie chimique.

     

The respiration of developing potato tubers

Summary The rate of O₂-uptake and CO₂-output, at 10°C., of tubers (var.Majestic) soon after they were formed at the end of June was about 50 ml/kg/hr, and fell during development to final values, before the death of the foliage, of the order of 4–5 ml/kg/hr. The quotient CO₂/O₂ remained within the range 0,85–1,19. The respiration of the tubers per plant calculated for field temperature, rose from about 6–7 ml/hr at the end of June to a peak value of 25–30 ml/hr in mid-August and thereafter fell. The results given here, coupled with observations on foliage respiration, and on the effect of temperature on respiration, suggest that increased respiration plays only a minor part in the reduction in yield which is observed at high temperatures. The mechanism of this reduction is discussed.

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Zusammenfassung Die O₂-Aufnahme und CO₂-Abgabe bei 10°C durch Knollen der SorteMajestic belief sich kurz nach ihrer Bildung am Ende Juni auf ungef?hr 50 ml/kg/Std. und field w?hrend der Weiterentwicklung bis zum Absterben des Krautes auf den Endwert 4–5 ml/kg/Std. (abb, 1 und 2). Der Quotient CO₂/O₂ blieb innerhalb des Bereiches von 0,85–1,19. Die Atmung aller Knollen pro Pflanze — berechnet für Feldtemperaturen — stieg von ungef?hr 6–7 ml/Std. Ende Juni auf einen H?chstwert von 25–30 ml/Std. um Mitte August, wenn die Knollen sich ihrer maximalen Gr?sse n?herten oder sie erreicht hatten, aber immer noch mit dem Blattwerk verbunden waren. Nachher fielen die Werte für die Atmung der Knollen pro Pflanze. Die Erstellung einer Kohlenstoffbilanz ergab ungef?hr, dass in der Mitte der aktivsten Periode des Knollenwachstums im Jahr 1961 die durchschnittliche t?gliche, von der Pflanze assimilierte Menge von CO₂ etwa 14 g betrug. Davon wurden zirka 13% in die Trockensubstanz des Krautes eingebaut, etwa 7% wurden durch das Kraut veratmet und der Rest in die unterirdischen Teile abgeführt, wo weitere 2% für das Wachstum und die Atmung der Wurzeln und ungef?hr 7% für die Atmung der Knollen verbraucht wurden. Etwas mehr als 70% gelangten in die Trockensubstanz der Knollen. Die hier wiedergegebenen Resultate, verbunden mit Beobachtungen über die Wirkung der Temperatur auf die Atmung, deuten an, dass erh?hte Atmung nur von geringerer Bedeutung ist für die bei hohen Temperaturen beobachtete Verminderung des Ertrags. Die Art und Weise dieser Ertragseinbusse wird besprochen.

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Résumé Les quantités d'oxygène (O₂) absorbées et d'anhydride carbonique (CO₂) exhalées à 10°C, par des tubercules de la variétéMajestic sit?t après leur formation à la fin juin est d'environ 50 ml/kg/h; ces quantités tombent durant le développement, avant la mort du feuillage, à des valeurs finales de l'ordre de 4–5 ml/kg/h (fig. 1 et 2). Le rapport CO₂/O₂ restait dans les limites 0,85–1,19. La respiration des tubercules d'une plante, calculée à la température du champ, s'élevait de quelque 6–7 ml/h à la fin juin, à la valeur maximum de 25–30 ml/h à la mi-ao?t, au moment où les tubercules avaient atteint ou presque leur grosseur maximum mais étaient encore attachés à un feuillage en fonctionnement. Après cela, la respiration des tubercules d'une plante diminuait. Un bilan approximatif du carbone indiquait qu'à la moitié de la période la plus active de croissance du tubercule, en 1961, la quantité moyenne journalière de CO₂ assimilée par la plante était d'environ 14 g. De ceux-ci, 13% environ sont incorporés dans la matière sèche des fanes, quelque 7% sont utilisés dans la respiration des fanes, le restant étant transféré dans la partie souterraine; 2% sont alors utilisés dans la croissance et la respiration des racines, 7% environ dans la respiration des tubercules et 70% au moins sont incorporés dans la matière sèche des tubercules. Ces résultats et ceux provenant d'observations sur l'effet de la température sur la respiration suggèrent que l'accroissement de la respiration joue seulement un r?le mineur dans la réduction de rendement observée à hautes températures. Le mécanisme de cette diminution de rendement est discuté.