利用高原夜间自然冷源进行马铃薯种薯储藏的效果研究

吴巧玉, 雷尊国, 杨雄碧, 贺圣凌, 陈恩发, 何天久

(贵州省农业科学院生物技术研究所，贵阳 550006)

马铃薯(SolanumtuberosumL.)属茄科多年生草本植物，块茎可食，是仅次于小麦、稻谷和玉米的第四大粮食作物[1]。我国是世界第一大马铃薯生产国，产量占世界总产的1/4，我国各个生态区均有马铃薯的广泛种植[2]。贵州省内马铃薯种植面积常年维持在1 000万亩(67万hm2)以上，居全国第三[3]。贵州省90%的种薯来自省内，储藏时间2～7个月，主要包括秋冬作用种和春播用种两部分。储藏技术的好坏直接影响马铃薯的商品质量和种薯质量[4]。目前贵州种薯生产主要采用“公司/合作社+农户”的模式，由于资金与技术不足，种植户多采用延迟收获、就地堆藏及简易室内堆藏等措施，导致储藏损失大、种薯质量下降，对马铃薯种薯产业的发展造成严重影响。因此探索一种低成本、高效率的储藏技术十分必要。利用低温冷库进行马铃薯种薯储藏是目前最有效的方式。但是，高昂的冷库建设费用和运行成本导致这一技术根本无法在贵州现有的马铃薯产业基础上进行大面积推广。本试验探讨利用威宁地区夜间自然冷源和简易通风设施相结合的储藏方式对马铃薯种薯质量的影响，及其与冷库储藏及自然通风储藏效果的差异，拟为贵州马铃薯种薯的高效储藏技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

费乌瑞它，早熟品种，生育期为60～65 d；黔芋7号，中晚熟品种，生育期92 d。采用一级种薯春季种植，收获健康无明显外部缺陷的薯块。

1.2 试验设计

根据调查，贵州马铃薯种薯生产至销售各环节中装车、出入库等均采用人力完成，种薯储藏时采用袋装叠放。为保证通风效果，将种薯用35 kg标准袋包装，按照井字形堆放。试验设6个处理，每个处理放5层，每层2袋，每袋35 kg种薯，3次重复。

处理1：费乌瑞它冷库智能控温通风(ck 1)；

处理2：费乌瑞它室内简易通风；

处理3：费乌瑞它室内自然通风；

处理4：黔芋7号冷库智能控温通风(ck 2)；

处理5：黔芋7号室内简易通风；

处理6：黔芋7号室内自然通风。

简易通风处理：选择2个相连的房间，一间作为库房，一间作为空气预混室。在库房内每60 cm用方砖砌成长4 m、宽18 cm、高13 cm的矮墙；两堵矮墙中间布置一根直径90 mm通风管，在通风管两侧每40 cm留出一对出风口，矮墙上铺宽约20 cm的条形木板，木板之间间隔3 cm，将种薯置于木板上。空气预混室通过一个反装的排风扇将室外空气送入室内，利用小型鼓风机将降温的空气送入通风管内。通风前1 h开启排风扇，将室内空气温度降低到与室外接近。通风时间为22：00时至次日05：00时，外界发生霜冻时停止通风。

自然通风处理：将种薯置于地表，利用薯堆之间的空隙通风。

智能控温通风：将种薯置于地表，借助智能控温设备进行控温与通风，温度设定为7 ℃。

储藏试验结束后，各处理取样，剩余的种薯在剔除带病虫、损伤、腐烂、不完整、受冻等情况后，切块用作种薯播种。每个小区面积21 m2，单垄单行，0.7 m开厢，6厢，长5 m，3次重复。统一施肥及田间管理。

1.3 测定项目及方法

1) 重量损失率。调查种薯在储藏前后重量差异。

2) 发芽情况。种薯在储藏结束后萌发芽条数及长度。

3) 质构分析。采用外用物性仪TPA模式对样品进行质构特性测定[5-7]。测定条件：探头类型为P/36 R型，测试速率30 mm·min-1，触发力1.5 N，压缩率70%。测定指标为硬度、粘附性、内聚性、弹性、咀嚼性。

4) 产量性状。包括单产，大中小薯率及干物质含量。

1.4 数据分析

试验进行3次重复，各数据均以平均数±标准偏差表示。采用Excel 2010软件对数据进行统计分析并作图，使用SPSS 21软件进行差异显著性检验(p<0.05)。

2 结果分析

2.1 不同处理对储藏过程中种薯重量损失的影响

储藏结束后，各处理种薯重量损失见表1和表2。由表2可知，2个品种处理后种薯重量损失率变化规律相同，从高到低依次为：自然通风处理>简易通风处理>智能控温通风处理(对照)，自然通风处理种薯质量的损失率最大，分别为15.22%、13.78%，智能控温通风处理的种薯质量损失率最低，分别为6.11%、5.04%。分析表明，2个品种在智能控温通风处理中的重量损失率均与简易通风处理无显著性差异，与自然通风处理存在显著性差异。从各层变化看，简易通风处理中第4层与第5层的重量损失率高于其余3层，自然通风处理中第2层与第3层的损失高于其余3层，而智能控温通风处理中各层重量损失率的变化无明显规律。

表2 不同通风处理下黔芋7号种薯重量损失情况(n=15)

表1 不同通风处理下费乌瑞它种薯重量损失情况(n=15)

2.2 不同处理对储藏过程中种薯发芽的影响

储藏结束时，各处理块茎平均芽条数、平均芽条长度见图1。由图1可知，在2个品种块茎中，自然通风处理和室内简易通风处理发芽数和芽条长度上无显著差异。冷库储藏处理块茎发芽数和芽长最低，与其余处理存在显著性差异。

2.3 不同处理对种薯质构特性的影响

对储藏结束后各处理的块茎进行质构分析，各力学指标见表3与表4。与入库时相比，2个品种的各项质构特性(包括硬度、粘附性、内聚性、弹性、咀嚼性)均有所降低，其中硬度和粘附性下降幅度最大。但是，除晚熟品种黔芋7号的粘附性在各处理间存在显著差异外，3种通风处理中其余质构特性之间无显著差异。从各层块茎硬度变化来看，简易通风和自然通风处理中第1层和第5层的块茎硬度降低更多。

图1 不同处理对块茎芽条数、芽条长度的影响(n=15)

表3 不同通风处理下费乌瑞它块茎质构特性变化(n=15)

表4 不同通风处理下黔芋7号块茎质构特性变化(n=15)

表5 不同通风处理下费乌瑞它各层块茎硬度变化(n=3)

表6 不同通风处理下黔芋7号各层块茎硬度变化(n=3)

2.4 不同通风处理对下一季生产中产量性状的影响

表7、表8为储藏试验结束后，种薯在下一季生产中的产量性状。不同处理的费乌瑞它在大田生产中主要产量性状(单产、大薯率、中薯率和小薯率)无显著差异。黔芋7号在不同处理后，其主要产量性状中除中薯率外，其余单产、大薯率和小薯率无显著差异。2个品种不同处理在大田生产中收获的块茎干物质含量无显著差异。

表7 不同通风处理下费乌瑞它产量性状变化(n=15)

表8 不同通风处理下黔芋7号产量性状变化(n=15)

3 讨 论

马铃薯块茎是一个鲜活的有机体，鲜薯的含水量达75%～80%，比一般作物种子更难储藏。无论用什么方法储藏，马铃薯块茎都不可避免发生损耗，但合理的调节马铃薯储藏条件，可以使自然损耗降到最底限度。从减少重量损失的角度考虑，储藏的关键在于降低温度、延缓其生理活动，使其保持在一个适宜的强度或状态[8,9]。本研究结果表明，冷库井字形堆放的种薯在储藏期间质量损失最低。高树成等研究认为，温度是马铃薯储藏最主要的影响因子，低温储藏可以有效减缓大部分病菌对马铃薯的侵蚀，是马铃薯储藏保鲜的重要方式[10]。低温储藏中以冷库储藏技术更为成熟广泛，因此马铃薯种薯越冬储藏还是以冷库储藏为好。

从总体重量损失的角度考虑，自然通风处理最高，简易通风处理次之，冷库储藏处理最低，说明利用外界冷源降低薯堆温度可以有效减少储藏过程中的重量损失；从各层重量损失的角度考虑，简易通风处理中临近出风口的块茎(第4层与第5层)重量损失可能是通风过度导致水分散失造成的；自然通风处理中排除与地面直接接触(可以通过传导散热)的第5层，处于薯堆中心的块茎(第2层与第3层)重量损失可能是积热加剧块茎生理活动造成的。智能控温通风处理中薯堆整体温度降低，且无剧烈波动，因此各层重量损失率的变化无明显差异。由此推测，利用自然冷源通风降低薯堆温度，可以降低块茎生理代谢强度，减少种薯重量损失。因此，就贵州省马铃薯产业发展现状而言，在无法大规模建设和使用冷库的条件下，利用外界冷源通过简易通风降低薯堆温度，是一个投入低、效果好的选择。

大田生产中，通过简易与自然通风储藏后，2个品种的单位面积产量及块茎干物质含量与冷库储藏的种薯无显著差异，说明上述处理可有效保证种薯质量。

目前，未见有在储藏期间研究马铃薯块茎的质构特性。块茎质构特性中，硬度与运输性状有关，硬度高则适合长途运输[11]。在简易通风和自然通风处理中，底层和顶层的块茎硬度降低更多，可能与其所处的复杂环境条件导致其内部生理活动加剧有关。