Curcuma longa (Kurkuma): Pełny Profil Botaniczny

Curcuma longa L. to bylina kłączowa z rodziny Zingiberaceae, tej samej co imbir i kardamon, zajmująca wśród roślin uprawnych miejsce osobliwe: nie znamy ani jednej jej populacji dziko rosnącej. Wszystko wskazuje na to, że gatunek powstał jako kultygen w południowo-zachodnich Indiach, prawdopodobnie w wyniku krzyżowania, po którym nastąpiła trwająca tysiąclecia selekcja prowadzona przez człowieka, a rezultatem jest sterylny triploid rozmnażany wyłącznie wegetatywnie. W polszczyźnie utrwaliła się nazwa kurkuma, obok niej w piśmiennictwie botanicznym funkcjonuje ostryż długi, a w dawniejszej literaturze handlowej pojawiają się szafran indyjski i żółty imbir.

Tym, co pozwala rozpoznać roślinę na pierwszy rzut oka, nie jest część nadziemna, bardzo podobna do innych przedstawicieli Zingiberaceae, lecz kłącze. Przecięte w poprzek odsłania nasyconą pomarańcz, która wśród uprawianych organów podziemnych nie ma właściwie odpowiednika, a bierze się ona ze stężenia kurkuminoidów w tkance miękiszowej. Ta barwa przez stulecia utrzymywała zastosowanie rośliny jako barwnika do tkanin i żywności, na długo zanim chemia kłącza wzbudziła jakiekolwiek zainteresowanie laboratoriów.

Niniejszy profil traktuje roślinę wyłącznie jako organizm: nazewnictwo, morfologia, wymagania agrotechniczne, cykl roczny, pokrewieństwo w obrębie rodzaju oraz opisowy skład kłącza. Rodzaj Curcuma L. obejmuje około 130 uznanych gatunków, skupionych w Indiach, kontynentalnej Azji Południowo-Wschodniej i północnej Australii, a znaczna część kłopotów z oznaczaniem w terenie rozstrzyga się przez uważne obejrzenie przekrojonego kłącza i układu przysadek.

Taksonomia

Nazwą uznaną jest Curcuma longa L., opublikowana przez Karola Linneusza w Species Plantarum, tom 1, strona 2, w 1753 roku. Zapisowi odpowiada identyfikator 796451-1 w International Plant Names Index, a zarówno IPNI, jak i Plants of the World Online utrzymują ten dwuczłonowy zapis jako obowiązującą nazwę gatunku.

Pełna klasyfikacja

• Królestwo: Plantae
• Klad: okrytonasienne
• Klad: jednoliścienne
• Rząd: Zingiberales
• Rodzina: Zingiberaceae Martinov
• Podrodzina: Zingiberoideae
• Plemię: Zingibereae
• Rodzaj: Curcuma L., 1753
• Gatunek: Curcuma longa L., 1753

Uznane synonimy

Długa historia uprawy wytworzyła w różnych regionalnych tradycjach botanicznych nazwy równoległe, dziś traktowane jako synonimy:

• Curcuma domestica Valeton, 1918 (nazwa dominująca w piśmiennictwie indonezyjskim i południowo-wschodnioazjatyckim)
• Curcuma ochrorhiza Valeton
• Curcuma soloensis Valeton
• Curcuma tinctoria Guibourt
• Kua domestica Medik.
• Stissera curcuma Giseke, 1792

Obfitość synonimów ma wyjaśnienie proste: skoro gatunek jest sterylny i rozmnaża się jedynie przez kłącza, wędrował z regionu do regionu jako materiał sadzeniowy, a każdy ośrodek uprawy bywał opisywany niezależnie przez botaników, którzy nie mieli jak porównać populacji wyjściowych.

Etymologia nazwy dwuczłonowej

Nazwa rodzajowa wywodzi się z arabskiego kurkum, słowa odnoszonego do żółtych substancji barwiących i do szafranu właściwego, które trafiło do języków europejskich za pośrednictwem łaciny średniowiecznej. Epitet gatunkowy longa, z łaciny, przeciwstawia wydłużone kłącza boczne tego gatunku bardziej zaokrąglonemu kształtowi, jaki Linneusz obserwował u innych znanych mu wówczas gatunków rodzaju Curcuma.

Opis morfologiczny

Bylina średniej wielkości, w pełni rozwoju wegetatywnego osiągająca od 0,9 do 1,2 metra wysokości. Część nadziemna nie jest łodygą właściwą, lecz pędem pozornym, utworzonym przez silnie zachodzące na siebie pochwy liściowe, co stanowi układ typowy dla rodziny. Cała część nadziemna zasycha z końcem pory deszczowej, a roślina przechodzi okres suchy zredukowana do kłącza, z którego odbija w kolejnym cyklu. W żadnej części organizmu nie występuje tkanka zdrewniała.

Liście

• Barwa: jasnozielona i jednolita po obu stronach blaszki
• Długość: od 30 do 60 centymetrów
• Kształt: podłużnie lancetowaty, o ostrym wierzchołku i zwężonej nasadzie
• Ogonek: długi, przechodzący w pochwę współtworzącą pęd pozorny
• Szerokość: od 8 do 15 centymetrów
• Ułożenie: skrętoległe i dwurzędowe, w dwóch przeciwległych szeregach wzdłuż pędu pozornego
• Unerwienie: równoległe, z wyraźnym nerwem głównym i gęstymi, cienkimi nerwami bocznymi

Roztarte liście wydzielają zapach powściągliwy, znacznie słabszy niż zapach kłącza, co pomaga odróżnić gatunek od innych Zingiberaceae o mocno aromatycznym ulistnieniu.

Kwiaty

Kwiatostanem jest gęsty, walcowaty kłos, wyrastający ze środka rozety liściowej na krótkim głąbiku. Wygląd całości określają przysadki: dolne, płodne, mają barwę jasnozieloną i mieszczą kwiaty w niewielkich skupieniach; górne tworzą płonny czub o zabarwieniu od białego po różowe, okazalszy i przez osoby oglądające roślinę po raz pierwszy często brany za płatki.

• Barwa kwiatów: bladożółta, z ciemniejszą plamą na warżce
• Długość kwiatostanu: od 12 do 20 centymetrów
• Pręciki: jeden pręcik płodny, któremu towarzyszą płatkowate prątniczki tworzące warżkę
• Wielkość kwiatów: niewielka, w znacznej mierze przesłonięta przysadkami
• Zalążnia: dolna, trójkomorowa
• Zapylanie: owadopylne, z odnotowanymi odwiedzinami pszczół i muchówek

Warto odnotować, że wiele plantacji towarowych nigdy nie dochodzi do kwitnienia, bądź dlatego, że zbiór wyprzedza antezję, bądź dlatego, że warunki miejscowe nie pobudzają wytwarzania kłosa.

Owoce i nasiona

To najkrótsza część profilu, i to z powodu strukturalnego. Curcuma longa jest triploidem o 2n = 63 chromosomach, a taki stan uniemożliwia prawidłową mejozę i blokuje powstawanie sprawnych gamet. W zwykłych warunkach uprawy gatunek nie wytwarza dojrzałych owoców ani zdolnych do kiełkowania nasion, a nieliczne opisane torebki nie dają potomstwa. Cała istniejąca zmienność między odmianami ma zatem pochodzenie somatyczne i narastała przez mutacje oraz dobór w ciągu stuleci rozmnażania wegetatywnego.

Korzeń i łodyga (kłącze)

Kłącze jest podziemną osią pędową rośliny i gromadzi jej materiały zapasowe. Dzieli się na dwie wyraźnie odmienne kategorie morfologiczne: kłącze centralne, kuliste do jajowatego, zwane kłączem matecznym lub bulwą, o średnicy od 3 do 5 centymetrów i masie od 50 do 150 gramów; oraz walcowate, rozgałęzione kłącza boczne, zwane palcami, które odchodzą od niego na boki i ważą po 10 do 30 gramów.

• Konsystencja: jędrna i lekko włóknista w stanie świeżym, krucha po wysuszeniu
• Skórka: cienka, od żółtobrunatnej po pomarańczową, znaczona pierścieniami blizn po pochwach i uśpionymi pąkami
• Wnętrze: intensywnie pomarańczowe, od żółci musztardowej po pomarańcz niemal czerwonawy, zależnie od odmiany
• Zapach: wyrazisty, ziemisty i lekko drzewny

Korzenie we właściwym sensie są cienkie, włókniste i przybyszowe, a wyrastają u podstawy kłączy. System pozostaje płytki i rzadko sięga głębiej niż 30 centymetrów, co tłumaczy wrażliwość uprawy na zalewanie.

Rozmieszczenie i siedlisko

Ponieważ mamy do czynienia z kultygenem, gatunek nie ma w ścisłym sensie naturalnego zasięgu. Hipoteza najszerzej przyjmowana umieszcza jego początek w południowo-zachodnich Indiach i właśnie takie pochodzenie odnotowuje Plants of the World Online. Od tego punktu rozmieszczenie zależało już wyłącznie od przewożenia kłączy przez człowieka.

Największe skupienie upraw i różnorodności odmian przypada na Azję Południową i Południowo-Wschodnią, z Indiami i Tajlandią na czele, przed Bangladeszem, Indonezją, Mjanmą i Wietnamem. Późniejsze rozprzestrzenienie objęło cały pas tropikalny, w tym Afrykę Wschodnią i Zachodnią, Karaiby, Amerykę Środkową, północ Ameryki Południowej oraz wyspy Pacyfiku.

Nisza ekologiczna odpowiada tropikalnemu biomowi sezonowo suchemu. Roślina zachowuje się jak geofit kłączowy, to znaczy wykorzystuje porę deszczową na wytworzenie ulistnienia i zgromadzenie zapasów, a suszę przetrwa w spoczynku pod ziemią. Preferuje położenia w połowie zbocza albo teren płaski o swobodnym odpływie wody i nie znosi gleb, na których woda zalega.

W Brazylii, dokąd przywieźli ją portugalscy żeglarze w okresie kolonialnym, uprawa utrwaliła się przede wszystkim na północy stanu Goiás, z Marą Rosą jako ośrodkiem najbardziej znanym, i rozciąga się w sposób mniej skupiony na Minas Gerais, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul oraz wnętrze stanu São Paulo.

Uprawa

Uprawa jest wymagająca pod względem ciepła, wody i materii organicznej, a odwdzięcza się krótkim cyklem. Warunki sprzyjające rozwojowi kłączy są dość dobrze określone:

• Gleba: głęboka, żyzna, o uziarnieniu gliniasto-piaszczystym i swobodnym odpływie, o pH od 5,0 do 6,5
• Nasłonecznienie: stanowisko w pełnym słońcu, z tolerancją częściowego zacienienia kosztem plonu
• Opady: od 1500 do 2500 milimetrów rocznie, rozłożone na porę deszczową trwającą od 5 do 7 miesięcy
• Temperatura: zakres optymalny od 20 do 30 stopni Celsjusza; poniżej 10 stopni wzrost ustaje, a przymrozki są zabójcze
• Wilgotność względna: od 70 do 85 procent w fazie wegetatywnej
• Wysokość nad poziomem morza: od poziomu morza do około 1500 metrów, z najlepszymi wynikami między 200 a 800 metrów

Rozmnażanie

Skoro droga płciowa jest zamknięta, rozmnażanie opiera się w całości na fragmentach kłącza. Materiałem standardowym są palce, dzielone na kawałki po 25 do 40 gramów z jednym lub dwoma widocznymi pąkami, układane poziomo na głębokości od 5 do 8 centymetrów. Kłącze mateczne również dobrze odbija, ale ze względu na wyższą wartość rynkową trafia zwykle do obrotu. Wschody pojawiają się od 15 do 30 dni po sadzeniu, a wcześniejsze zaprawianie materiału środkiem grzybobójczym należy do praktyki powszechnej i ogranicza straty spowodowane wczesnym gniciem.

Pielęgnacja

Rozstawa zwyczajowa wynosi od 0,4 do 0,6 metra między rzędami przy 0,2 do 0,3 metra w rzędzie, co daje obsadę od 50 000 do 100 000 roślin na hektar. Nawożenie przedsadzeniowe obejmuje zwykle od 20 do 40 ton materii organicznej na hektar, uzupełniane w trakcie cyklu zrównoważonym nawożeniem mineralnym ze szczególną uwagą poświęconą potasowi. Ściółkowanie słomą jest w tej uprawie niemal powszechne, ponieważ zatrzymuje wilgoć, łagodzi temperaturę gleby i ogranicza konkurencję chwastów w pierwszych tygodniach, gdy ulistnienie nie zwarło jeszcze międzyrzędzi. Obsypywanie ziemią u podstawy kęp, wykonywane około drugiego lub trzeciego miesiąca, sprzyja rozrastaniu się kłączy.

Szkodniki i choroby

• Aspidiella hartii: tarcznik żerujący na kłączach w przechowalni
• Colletotrichum capsici: sprawca szarobrunatnych plamistości liści
• Conogethes punctiferalis: omacnica, której gąsienice drążą tworzące się kłącza, główny szkodnik upraw azjatyckich
• Pratylenchus coffeae: niszczyk, nicień powodujący nekrotyczne zmiany na korzeniach, wiązany ze spadkami plonu na glebach zasiedlonych
• Pythium aphanidermatum: sprawca zgnilizny kłączy, najgroźniejszy na glebach źle odwodnionych
• Ralstonia solanacearum: bakteria wywołująca szybkie więdnięcie i gnicie

Zbiór i obróbka pozbiorcza

Termin zbioru zapowiada żółknięcie i zasychanie liści oraz pędów pozornych, od 9 do 10 miesięcy po sadzeniu. Plon sięga od 20 do 30 ton świeżych kłączy z hektara w uprawie intensywnej i od 15 do 18 ton w ekstensywnych systemach ekologicznych. Po wykopaniu kłącza rozdziela się na mateczne i palce, a następnie myje i sortuje. Przerób przemysłowy obejmuje kleikowanie skrobi w wodzie lub parze, suszenie na słońcu przez 10 do 15 dni do wilgotności poniżej 10 procent oraz mechaniczne polerowanie ciemnych warstw zewnętrznych. Relacja końcowa oscyluje wokół pięciu ton kłącza świeżego na każdą tonę suchego proszku.

Po ugotowaniu i wysuszeniu na słońcu kłącza Curcuma longa miele się na pomarańczowy proszek, który trafia na rynek jako kurkuma.

Fenologia

Cykl jest roczny i ściśle sprzężony z rozkładem opadów, co czyni fenologię gatunku dość przewidywalną w obrębie każdego regionu uprawy.

• Kwitnienie: od czerwca do września na półkuli północnej i od grudnia do marca na półkuli południowej, zawsze u szczytu pory deszczowej
• Starzenie i spoczynek: stopniowe żółknięcie ulistnienia wraz z nadejściem pory suchej, a po nim spoczynek kłącza
• Tworzenie kłączy: od 3 do 4 miesięcy grubienia kłączy, nakładające się na schyłek fazy wegetatywnej
• Wschody: od 15 do 30 dni po sadzeniu, wraz z wytworzeniem pierwszych pędów pozornych
• Wzrost wegetatywny: od 4 do 6 miesięcy rozrastania się liści i budowania kępy

W kalendarzu rolniczym sadzenie idzie w ślad za początkiem deszczów: kwiecień i maj w Indiach, wrzesień do listopada w Brazylii środkowej.

Gatunki pokrewne i pomyłki

Oznaczanie rodzaju Curcuma w fazie wegetatywnej uchodzi za trudne, ponieważ wiele gatunków dzieli pokrój, kształt liści i kłączowy sposób wzrostu. Cechy rozstrzygające tkwią w przekrojonym kłączu i w kwiatostanie.

• Curcuma amada Roxb.: kłącze o wnętrzu białym do kremowego, o niepowtarzalnym zapachu zielonego mango
• Curcuma angustifolia Roxb.: liście węższe i kłącze bogate w skrobię, o bladym zabarwieniu
• Curcuma aromatica Salisb.: zapach o profilu kwiatowym i wnętrze kłącza znacznie mniej nasycone pomarańczą
• Curcuma caesia Roxb.: kłącze o wnętrzu niebieskawym do niemal czarnego, po przecięciu nie do pomylenia
• Curcuma zedoaria (Christm.) Roscoe: kłącze większe, o wnętrzu bladożółtym do białawego i wyraźnym zapachu kamforowym

Poza rodzajem na uwagę zasługują dwie pomyłki. Imbir, Zingiber officinale Roscoe, należy do tej samej rodziny i ma liście węższe oraz dłuższe, a do tego kłącze o jasnożółtym wnętrzu i cytrusowo ostrym zapachu. Szafran właściwy, Crocus sativus L., nie jest natomiast blisko spokrewniony: należy do rodziny Iridaceae, a produktem handlowym są znamiona kwiatów, nie organ podziemny. Zbieżność nazw zwyczajowych bierze się wyłącznie z podobnej barwy, jaką obie rośliny nadają potrawom.

Fitochemia rodzaju Curcuma

Ta część opisuje skład kłącza tak, jak podaje go piśmiennictwo analityczne, bez jakiegokolwiek wnioskowania o działaniu u ludzi. W materiale suchym zidentyfikowano dotąd ponad 230 związków, rozłożonych na następujące grupy:

• Białka: od 6 do 8 procent
• Błonnik pokarmowy: od 2 do 7 procent
• Kurkuminoidy: od 2 do 9 procent, reprezentowane przez kurkuminę (od 60 do 75 procent frakcji), demetoksykurkuminę (od 15 do 25 procent) i bisdemetoksykurkuminę (od 5 do 15 procent)
• Olejek eteryczny: od 3 do 7 procent, z ar-turmeronem, alfa-turmeronem, beta-turmeronem, kurlonem i innymi seskwiterpenami
• Polisacharydy: frakcje oznaczone jako ukonan A, B, C i D
• Składniki mineralne: magnez, mangan, miedź, potas i żelazo w ilościach mierzalnych
• Skrobia: od 60 do 70 procent masy suchej, składnik przeważający
• Witaminy: niacyna, ryboflawina i kwas askorbinowy w ilościach skromnych

Kurkuminoidy są rozpuszczalnymi w tłuszczach difenyloheptanoidami i odpowiadają w całości za zabarwienie kłącza. Ich stężenie waha się znacznie między odmianami, a właśnie ta zmienność stanowi podstawę całej nowoczesnej hodowli gatunku. Odmiany indyjskie, jak Lakadong z Meghalaya, plasują się wśród zawartości najwyższych z odnotowanych, podczas gdy materiał tradycyjny z południa Indii mieści się zwykle w przedziałach niższych. Zawartość reaguje ponadto na czynniki siedliskowe i agrotechniczne, wśród nich dostępność potasu, nasłonecznienie i długość cyklu do zbioru.

Historia i etnobotanika

Najstarszy ślad materialny pochodzi z doliny Indusu. Wykopaliska w Harappie i Mohendżo Daro dostarczyły w naczyniach kuchennych pozostałości zgodnych z kurkuminą, co przesuwa związek rośliny ze społecznościami ludzkimi w okolice pięciu tysięcy lat wstecz. Teksty wedyjskie z około 1500 roku p.n.e. wymieniały już roślinę w kontekstach obrzędowych i domowych, a późniejsze kompilacje indyjskiej tradycji medycznej, wśród nich Caraka Samhita i Sushruta Samhita, notowały ją wśród gatunków wówczas rozpowszechnionych.

W Azji Wschodniej Marco Polo zapisał w XIII wieku uprawę w południowych Chinach, a jego opis porównywał produkt do szafranu właściwego, co powtarzało się przez stulecia i utrwaliło się ostatecznie w wielu europejskich nazwach zwyczajowych. Między XV a XVIII wiekiem kłącza krążyły portugalskimi i holenderskimi szlakami handlowymi jako towar korzenny i farbiarski, i to właśnie tym nurtem roślina dotarła do Brazylii, gdzie od XVII wieku zadomowiła się w uprawie przydomowej.

Poza kuchnią najbardziej trwałym zastosowaniem historycznym było barwienie. Pigment barwił tkaniny, potrawy i przedmioty obrzędowe w rozmaitych kulturach Azji Południowej i Południowo-Wschodniej, a ceremonie zaślubin w wielu regionach Indii włączały pastę z kłącza do rytuałów przygotowania pary młodej, co etnografowie dokumentowali w XIX i XX wieku.

Na odnotowanie zasługuje epizod prawny z końca XX wieku. W 1995 roku badaczom związanym z Uniwersytetem Missisipi przyznano amerykański patent na zastosowania kurkumy, a Indyjska Rada Badań Naukowych i Przemysłowych zakwestionowała to przyznanie, przedstawiając dokumentację wcześniejszej wiedzy tradycyjnej. Patent uchylono w 1997 roku, a sprawa bywa odtąd przywoływana jako precedens w międzynarodowych dyskusjach o zawłaszczaniu wiedzy tradycyjnej.

Ochrona

Gatunek nie figuruje na Czerwonej Liście IUCN, co jest sytuacją spodziewaną przy kultygenie pozbawionym populacji dziko rosnących, które dałoby się ocenić według zwyczajowych kryteriów. Zagrożenia wymarciem w rozumieniu konwencjonalnym nie ma: uprawa towarowa rozciąga się na dziesiątki krajów, a areał jest rozległy.

Rzeczywisty punkt uwagi leży gdzie indziej i dotyczy różnorodności genetycznej. Ponieważ rozmnażanie przebiega wyłącznie klonalnie, a rynek nagradza nieliczne odmiany o wysokiej zawartości kurkuminoidów, faktycznie uprawiana baza genetyczna systematycznie się zawęża. Banki genów w Indiach, z National Bureau of Plant Genetic Resources na czele, utrzymują ponad tysiąc obiektów właśnie po to, by zachować zmienność somatyczną nagromadzoną w materiale miejscowym, który wychodzi z uprawy.

Warto odróżnić sytuację gatunku Curcuma longa od położenia jego dziko rosnących krewnych. Kilka gatunków rodzaju, wśród nich Curcuma aromatica, Curcuma caesia oraz naturalne populacje Curcuma zedoaria, mierzy się z realną presją utraty siedlisk i pozyskiwania ze stanu dzikiego, a niektóre figurują na regionalnych listach gatunków zagrożonych na subkontynencie indyjskim.

Ciekawostki

• Kurkumina zmienia barwę zależnie od pH środowiska, z żółtej w warunkach kwaśnych na czerwonobrunatną w środowisku zasadowym, a właściwość ta uczyniła z papierka nasyconego pigmentem klasyczny odczynnik laboratoryjny do wykrywania boranów.
• Mara Rosa na północy stanu Goiás skupia produkcję brazylijską od lat siedemdziesiątych i zabiega o uznanie oznaczenia geograficznego.
• Miasto Erode w Tamilnadu zyskało miano Yellow City ze względu na historyczną skalę uprawy w regionie i uzyskało w Indiach chronione oznaczenie geograficzne w 2008 roku.
• Sangli w indyjskim stanie Maharasztra działa jako największa na świecie giełda hurtowa tego towaru.
• Sterylność triploidalna sprawia, że praktycznie cała kurkuma uprawiana na świecie wywodzi się z niewielkiej liczby pierwotnych linii klonalnych.