Okopowe

2016-01-08
Ziemniak

Rośliny okopowe


Systematyka i pochodzenie

Ziemniak - S. tuberosum




Rodzaj Solanum ma przedstawicieli na całym świecie, ale
gatunki tworzące bulwy spotyka się tylko w Ameryce.
Można je podzielić na dwie odrębne grupy: gatunki dzikie i
gatunki uprawne.
Gatunek S. tuberosum powstał bezpośrednio z pierwotnej
formy S. stenotomum w wyniku podwojenia liczby
chromosomów lub jest sponatnicznym mieszańcem S.
stenotomum i S. sparsipilum.
Ziemniak został sprowadzony do Europy po podboju
hiszpańskim w XVI wieku, ale brak namacalnych dowodów
świadczących, w jaki sposób został on udomowiony przez
mieszkańców Ameryki Południowej. Stare cywilizacje
Ameryki Południowej nie znały przecież pisma, a ziemniak
nie tworzy skamielin.
Francja


Za czasów Ludwika XVI zastosowano metodę
propagowania ziemniaka zupełnie inną niż w Prusach
(nakazowa), dostosowaną do mentalności Francuzów.
W dobrach królewskich sadzono ziemniaka, a gdy
nadchodził czas jego sprzętu, wystawiano straże mające
chronić zbiory. Strażnicy mieli jednak zapowiedziane, żeby
nie byli zbyt gorliwi w swych obowiązkach. Gdy okoliczni
chłopi widzieli straże pilnujące zbiorów uznawali, że
widocznie jest to coś cennego i nocami podkradali
ziemniaki z pola i jedli je a kiedy przekonali się do ich
wartości, zaczęli je sadzić na swoich polach
Ojczyzną ziemniaka i jedynym miejscem na świecie w jakich
występował on przed wiekami – jest zachodnia część Ameryki
Południowej – tereny dzisiejszego Peru, Chile, Boliwii i Ekwadoru.
Ślady świadomej uprawy ziemniaka na tych terenach sięgają kilku
tysięcy lat przed narodzeniem Chrystusa. Prawdopodobnie
najwcześniejszym rejonem jego uprawy były okolice jeziora Titicaca
na wysokości 4-ech tysięcy metrów nad poziomem morza.
Ziemniak był jednym z podstawowych produktów spożywczych ludów
indiańskich zamieszkujących górzyste okolice północnych Andów na
wysokości 2 do 4 tysięcy metrów nad poziomem morza.
W rejonach tych położonych w strefie podzwrotnikowej, na takich
właśnie wysokościach panowały warunki odpowiednie do wzrostu
ziemniaka. W państwie Inków od XIV wieku stosowano nawożenie
upraw ziemniaka ptasimi odchodami
Historia uprawy w Europie


Pierwszym krajem europejskim gdzie zapoczątkowano na
większą skalę ogrodową uprawę ziemniaka jako produktu
spożywczego były Włochy, dokąd dostał się on z Hiszpanii już
w 1565 r.
Jego uprawę rozpowszechniły zakony karmelitów i
franciszkanów. Jako, że wydawał się podobny do trufli i jak
one wykopywano go z ziemi, nazywano go „tartufoli”.
Nazwę tą przyjęli Niemcy zmieniając pierwszą literę, co
dawało „kartoffel”. W połowie XVII wieku król pruski dał
początek uprawie ziemniaka na większą skalę w Niemczech,
nakazując zasadzić w ogrodach zamkowych aż 30 kg bulw
Polska

Znamienity przyrodnik polski ks. Krzysztof Kluk w
latach osiemdziesiątych XVIII wieku pisał: „Żadna
roślina nie zasłużyła sobie na to, aby także w
Europie powszechnie była przyjęta i
rozmnażana dla wielorakich użytków swoich”.
Nieco później historyk i polityk, przyjaciel Tadeusza
Kościuszki, Julian Ursyn Niemcewicz w swych
„Podróżach historycznych po ziemiach polskich” pisał:
„Wyznać należy, że po chrzcie świętym kartofle
są największym dobrodziejstwem ludziom
użyczonym przez Nieba”.
1
2016-01-08
Adam Mickiewicz:
„Ten zboża w ziemię rzuca, sad innego trudzi,
Wtem mróz podetnie drzewa, nasiona
wystudzi.
A kartofla, w głąb warstwę przekopawszy
skrzepłą,
Na łonie wielkiej matki potrzebne ma ciepło
I owoc z tysiącznego dająca porostu,
Wygłodzonych oraczów zachowa od postu.”
Zmienność rodzaju Solanum






Wytwarzające bulwy uprawne gatunki rodzaju Solanum należą do
sekcji Tuberosa.
Podstawowa liczba ich chromosomów wynosi 12, występują również
formy diploidalne, triploidalne, penta- i heksaploidalne.
Triploidy są mrozoodporne i uważa się je za produkt krzyżowania S.
acuale z uprawnymi diploidami.
S. acaule figuruje w rodowodzie niektórych odmian, jest gatunkiem
mrozoodpornym uprawianym na wysokości 4000 m n.p.m.
S.demissum (2n=72) z sekcji Demissa stanowi źródło genów
dominujacych, warunkujących odporność roślin na zarazę
ziemniaczaną.
Maksymalną zmienność odmiany uprawne osiągają na
płaskowyżu wokół jeziora Titicacca, w Boliwii. Bulwy odmian o
różnym stopniu poliploidalności uprawia się tam razem, czego nie
spotyka się w innych rejonach Andów, w których odmiany o różnym
stopniu poliploidalności uprawia się osobno (np. Ekwador, Kolumbia czy
Wenezuela)
Występowanie



Wiele gatunków dzikich występuje w sposób mniej
lub bardziej ciągły od południowych rejonów USA
do południowego Chile. Niektóre gatunki są
względnie stałe, tak iż wydaje się, że
ewolucja ich została zahamowana, inne
natomiast wykazują znaczną zmienność.
W strefie umiarkowanej spotyka się je na
rozmaitych wysokościach i w różnych
stanowiskach, jak tereny zagospodarowane
rolniczo, lasy i stepy.
W strefie tropikalnej nie występują poniżej 1800 m
n.p.m.
Podstawą zrozumienia ewolucji ziemniaków jest określenia różnic
pomiędzy rośliną dziką i uprawną.
Pokrój morfologiczny roślin może być podobny – jak podają Harborne i
Corner w jagodach gatunków dzikich występuje 3-glukozyd
kwasu kofeinowego, którego nie ma w jagodach form
uprawnych, zaś w tych ostatnich występuje umbeliferon i pkumarylo-glukoza.
Ponieważ przedmiotem selekcji prowadzonej przez człowieka były przede
wszystkim bulwy, dlatego należy się spodziewać większych różnic
pomiędzy nimi. Bulwy form uprawnych są nieco większe, o
większej zawartości antocyjanów i niższym stężeniu gorzkich
alkaloidów.
Należy przyjąć, że państwo Inków było wielkim ośrodkiem
domestyfikacji roślin – oprócz ziemniaków, także kukurydzy i
komosy ryżowej (quinoa) oraz trzech innych roślin
bulwiastych, których uprawa obecnie zanika: ana, szczawik
bulwiasty i ulluco.
Tropaeolum tuberosum
Chenopodium quinoa Willd.
Oca (Oxalis tuberosa)
2
2016-01-08
Ullucus tuberosus
3
2016-01-08
Ziemniak - Polska
Top producers, 2006
60
3,5
plon (dt/ha)
prod. (mln t)
pow.
40
3
2,5
2
30
1,5
20
mln ha
mln ton lub dt/ha
50
1
y = 0,0431x + 16,518
R2 = 0,0756
10
0,5
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
lata; 0=1961
Światowa produkcja bulw
ziemniaka (329,6 mln t)
80,00
70,00
69,06
mln t
60,00
50,00
40,00
34,39
31,13
30,00
19,67
19,57
20,00
11,62
9,70
7,18
10,00
7,16
7,12
6,42
m
do
l ar
us
ng
Be
Un
ite
d
Ki
s
ce
nd
r la
th
e
Ne
Fr
an
d
y
la n
Po
A
e
an
rm
Ge
US
Uk
ra
in
di a
Ru
ss
ia
In
Ch
in
a
0,00
Źródło mapki: http://www.wiking.edu.pl/upload/geografia/images/Polska_ziemniaki.jpg
Przykłady modyfikacji
genetycznych ziemniaka
Modyfikacja
Odporność na zakażenie wirusami X i Y

Bt odporność na stonkę

Odporność na mróz (gen flądry arktycznej)

Zwiększenie trwałości (oksydaza polifenolowa)

Zmiana składu aminokwasowego i zawartości białka (gen
z szarłatu), modyfikacja skrobi (geny E.coli i z pszenicy)

Odporność na herbicydy

Odporność na suszę (gen z Saccharomyces)

Wprowadzenie genu słodkiego białka (taumatyny)

Produkcja szczepionek (czerwona biotechnologia np. z
genem E.coli)

Burak pastewny i cukrowy
4
2016-01-08
Plon korzeni w latach 19612009
Powierzchnia uprawy
800
100
90
80
600
70
500
60
t/ha
tys. ha
700
400
France
y = 1,0628x + 32,94
Germany
y = 0,6234x + 30,922
Poland
y = 0,3625x + 25,625
50
40
300
30
200
France
Germany
100
Poland
20
10
0
0
5
10
15
1 961
1 963
1 965
1 967
1 969
1 971
1 973
1 975
1 977
1 979
1 981
1 983
1 985
1 987
1 989
1 991
1 993
1 995
1 997
1 999
2 001
2 003
2 005
2 007
2 009
0
20
25
30
35
40
45
50
Lata: 0=1961
Burak cukrowy
(Beta vulgaris ssp. maritima)

obecnie
Na początku
Tytan Poly
owalny
żółtopomarańczowy
Rekord Poly
walcowaty czerwony
Mars Poly
Korzeń owalny typu
Mamut, czerwony
Neptun
stożkowo-owalny,
czerwony
Krakus
owalny,
żółtopomarańczowy
Solidar
owalny,
żółtopomarańczowy
Agat
walcowo stożkowy,
biały
Zentaur Poly
półcukrowy,
owalny biały
Ursus Poly
walcowaty żółty
5
2016-01-08
Rejony pochodzenia dzikich, wyjściowych form buraka cukrowego
Burak/ Beta vulgaris (L.)
Burak należy do rodziny
komosowatych/Chenopodiaceae
Beta vulgaris ssp. vulgaris conv. crassa, prov.
altissima – burak cukrowy
Beta vulgaris ssp. vulgaris conv. crassa, prov.
crassa – burak pastewny o miąższu białym
Beta vulgaris ssp. vulgaris conv. crassa, prov.
lutea – burak pastewny o miąższu żółtym
Wschodnia Turcja
– wielki i mały Ararat
Góry Tałysz – rejon
granicy Azerbejdżanu
i Iranu
Morze Kaspijskie
Zatoka Perska
Ararat
Góry Tałysz
Czasy po narodzeniu Chrystusa
Burak — historia uprawy
Czasy przed narodzeniem Chrystusa
Before Christ (BC)
 Ok. 750 r. – buraki (boćwina) uprawiano w
ogrodach królewskich w Babilonie
 Ok. 425 r. – buraki uprawiano w Grecji jako
warzywo ogrodowe
 Ok. 200 r. – buraki były już znane w kręgu
kultury rzymskiej
(A.D.)




812 – w czasach Karola Wielkiego buraki były
znane i zalecane jako warzywo liściaste
1550 – Mikołaj Rej w „Żywocie człowieka
poczciwego” — mówiąc o „gospodarstwie
jesiennem domowem” wymienia także buraki
(ćwikłę)
1753 – Linneusz usystematyzował rośliny nadał
burakom nazwy łacińskie
1700–1800 – uprawa buraków jako roślin
pastewnych
Początek produkcji cukru w Europie
Czasy po narodzeniu Chrystusa
After Christ (A.D.)






Breslau
Wrocław
1747 – Odkrycie przez Margraffa cukru w białym buraku pastewnym,
zawartość cukru wynosiła ok. 1,5%
1790 – Achard wydał dzieło o uprawie buraków i otrzymywaniu z nich
cukru
1799 – Achard w Konarach na Dolnym Śląsku zbudował pierwszą
cukrownię buraczaną
1802 – pierwsza kampania w cukrowni Konary (początek
kampanii 20 marca), przerobiono buraki zebrane w roku
poprzednim
1806 – wprowadzenie przez Napoleona blokady na cukier trzcinowy
1826 – uruchomienie pierwszej w Królestwie Polskim cukrowni w
Częstocicach
1850 – początek selekcji buraków wg ciężaru właściwego jako
wskaźnika zawartości cukru (Vilmorin, Francja)
Quelle: Dr. H. Pruns

Konary
Cunern
1801rok – F. Karol Achard rozpoczął uprawę buraka cukrowego
z przeznaczeniem na cukier (Konary).

6
2016-01-08
Quelle: Dr. H. Pruns
Czasy po narodzeniu Chrystusa
(A.D.)
Quelle: Dr. H. Pruns
Cukrownia w Konarach – 1801 rok.
W czasie pierwszej kampanii w
pierwszej cukrowni w Cunern
(Konary) F.Karol Achard uzyskał
wydatek cukru w wysokości 4%.
Przerobiono 250 ton korzeni
uzyskując ok. 10 ton cukru



1924 – pierwsze doświadczenia z
otoczkowaniem nasion buraków cukrowych
1948 – Savitsky (USA) znajduje rośliny
buraków z jednokiełkowymi nasionami i
rozpoczyna hodowlę odmian genetycznie
jednokiełkowych
1995–2000 – wyhodowanie pierwszych
genetycznie modyfikowanych odmian buraków
cukrowych
Czas adaptacji GMO soi
i buraka cukrowego w USA
7