Kartoffel

Das auffälligste Merkmal der Kartoffelpflanze sind ihre unterirdischen Knollen mit den charakteristischen, helixförmig angeordneten "Augen", aus denen die vegetativen Knospen austreiben. Die Knollen entstehen nicht aus Wurzeln, sondern aus verdickten Rhizomen an den Spitzen dünner, unterirdischer Ausläufer, sogenannter Stolonen. Auf ihrer Oberfläche befinden sich außerdem kleine Poren, die Lentizellen, die dem Gasaustausch dienen und deren Anzahl von Knollengröße und Umweltbedingungen abhängt.

Oberirdisch wächst die krautige, ausdauernde Pflanze bis zu einem Meter hoch, mit behaarten Stängeln und Laubblättern, die aus etwa vier Fiederblattpaaren bestehen. Die Blüten variieren von Weiß oder Rosa bis Blau oder Violett, mit gelbem Zentrum, und werden von Insekten bestäubt.

Nach der Blüte bildet die Pflanze kleine grüne Früchte, die kleinen grünen Kirschtomaten ähneln und jeweils etwa 300 winzige Samen enthalten. Die Knollenbildung wird durch abnehmende Tageslänge ausgelöst, wobei diese Reaktion bei kommerziellen Sorten weitgehend reduziert wurde.

Solanum tuberosum stammt ursprünglich aus Südamerika, wird heute aber in vielen gemäßigten Regionen der Welt angebaut, darunter ausgedehnte Anbauflächen in China. Die Pflanze hat sich weit über ihr natives Verbreitungsgebiet hinaus als Kulturpflanze etabliert.

Beobachtungsdaten zeigen einen deutlichen Anstieg der Nachweise in den Monaten Mai bis September, was auf eine stärkere Präsenz der Pflanze während der Wachstums- und Erntezeit in der warmen Jahreszeit hindeutet. Diese Zahlen spiegeln jedoch lediglich gemeldete Vorkommen wider, nicht die tatsächliche Häufigkeit oder das vollständige Verbreitungsgebiet der Art.

Das Wachstum der Kartoffel verläuft in fünf Phasen: Zunächst treiben aus der Pflanzknolle Sprosse aus und die Wurzelbildung beginnt. In der zweiten Phase setzt die Photosynthese ein, oberirdisch entwickeln sich Blätter und Verzweigungen, während unterirdisch aus den unteren Blattachseln Stolonen wachsen. In der dritten Phase schwellen die Stolonenspitzen an und bilden neue Knollen, während die Pflanze weiterwächst und bald darauf blüht.

In der vierten Phase, der Knollenfüllung, investiert die Pflanze den Großteil ihrer Ressourcen in die neu gebildeten Knollen. Entscheidend für einen guten Ertrag sind dabei optimale Bodenfeuchte und -temperatur, ausgewogene Nährstoffversorgung sowie Widerstandsfähigkeit gegen Schädlinge. In der fünften und letzten Phase reifen die Knollen, während Blätter und Stängel absterben und die Knollenschale sich verhärtet.

Kartoffeln bevorzugen gut durchlässige, neutrale bis leicht saure Böden mit einem pH-Wert von 6 bis 7, etwa sandigen Lehm. Da Lichteinfall auf oberflächennahe Knollen zu unerwünschter Grünfärbung und zur Bildung von Solanin führt, häufeln Erzeuger Erde um die Pflanzenbasis an oder decken den Boden mit Mulch ab. Die Pflanzen reagieren empfindlich auf starken Frost, der die Knollen sowohl im Boden als auch bei der Lagerung schädigt.

Kartoffeln, sowohl Solanum tuberosum als auch die meisten ihrer wilden Verwandten, sind selbstinkompatibel: Bei Selbstbestäubung entstehen keine brauchbaren Früchte. Diese Eigenschaft erschwert die Pflanzenzüchtung, da alle geschlechtlich erzeugten Pflanzen zwangsläufig Hybride sind. Das für die Selbstinkompatibilität verantwortliche Gen sowie Mutationen, die es ausschalten, sind inzwischen bekannt; mithilfe von CRISPR-Cas9 wurde Selbstkompatibilität erfolgreich in diploide Kartoffeln eingeführt.

Für die Resistenzzüchtung gegen die Kraut- und Knollenfäule sind wilde Kartoffelarten wie Solanum demissum und Solanum stoloniferum von Bedeutung. Gentechnisch veränderte Sorten wie 'New Leaf' wurden mit Genen aus Bacillus thuringiensis ausgestattet, um Resistenz gegen den Kartoffelkäfer zu erzielen, fanden jedoch keine breite kommerzielle Akzeptanz und wurden später wieder vom Markt genommen.

Auch die Stärkezusammensetzung der Knolle wurde gentechnisch bearbeitet: Sorten wie 'Amflora' wurden so verändert, dass ihre Stärke fast ausschließlich aus Amylopektin besteht, was sie für die Stärkeindustrie interessant macht. Solche gentechnisch veränderten Sorten stießen in den USA und der Europäischen Union jedoch auf erhebliche öffentliche Widerstände.

Für die Inka sowie für heutige Aymara- und Quechua-Bauern in den Anden ist die Kartoffel weit mehr als Nahrung: Sie gilt als Symbol und Schutzgeist und spielt in Legenden eine Rolle, in denen sie Menschen vor der Sklaverei rettet.

Wirtschaftlich wird die Kartoffel heute überwiegend aus zertifiziertem, krankheitsfreiem Pflanzgut, sogenannten Saatkartoffeln, angebaut. Diese werden in klimatisch geeigneten Regionen mit kalten Wintern und langen Sommertagen produziert, etwa in ausgewählten US-Bundesstaaten oder in Schottland, wo westliche Winde den Befall durch Blattläuse und die Verbreitung von Viruserkrankungen verringern.

Nach der Ernte werden die Knollen zur Verbesserung der Schalenfestigkeit ausgeheilt und anschließend dunkel, gut belüftet und bei Temperaturen um 4 Grad Celsius gelagert, wodurch sie unter optimalen Bedingungen bis zu zehn bis zwölf Monate haltbar bleiben.

1. Die spanische Eroberung des Inkareichs zwischen 1532 und 1572 brachte neben Gold auch die Kartoffel nach Europa – für die Nachwelt der eigentliche Schatz dieser Expeditionen.
2. Die Kartoffel war ein zentrales Grundnahrungsmittel des Inkareiches und wurde nach der spanischen Eroberung in Europa eingeführt, wo sie besonders in Irland und Osteuropa zu einer wichtigen Kulturpflanze wurde.