北方甘薯安全貯藏影響因素的研究進展

收稿日期：2013-01-17；修回日期：2013-03-06

基金項目：國家甘薯產業技術體系項目（CARS-11-B-06）；國家科技支撐計劃項目（2009BADA7B03）；國家“863”計劃項目（2009AA10Z102）

作者簡介：董順旭（1980-），男，助理研究員，主要從事甘薯儲藏和育苗研究。E-mail：dsxu16@hotmail.com

*通訊作者：王慶美（1964-），女，研究員，主要從事甘薯育種和生物技術研究。E-mail：wang-qm@163.com

摘要：對影響甘薯貯藏的主要因素進行了分析，通過對品種的選擇、促進愈傷組織的形成、溫濕度調控、殺滅病菌等方面的改進，可實現甘薯的安全貯藏和周年供應。

關鍵詞：甘薯；周年供應；安全貯藏

中圖分類號：S531.093-1文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）12-0123-04

甘薯是重要的糧食、飼料和能源作物^[1]，以塊根作為主要的物質儲藏和繁殖載體。北方甘薯一般十月份收獲，貯藏到第二年出窖。與玉米、小麥等作物不同，甘薯薯塊體積大、水分多、組織柔嫩，在收獲、運輸和貯藏過程中容易碰傷薯皮，增加病菌侵染機會；薯塊水分散失快，降低塊根的貯藏性；不耐低溫，容易遭受冷害（0～10℃）和凍害（0℃以下）而引起爛窖。必須抓好收獲、運輸、貯藏過程中的每一個環節，才能保證甘薯安全貯藏^[2，3]。

隨著甘薯經濟價值的深度開發，工廠化生產對延長甘薯貯藏期的要求越來越迫切，安全貯藏已經成為甘薯產業化的瓶頸^[4]。本研究對影響甘薯貯藏的因素進行了分析，旨在尋找能使北方甘薯周年供應的途徑。

1甘薯主要成分和呼吸作用對貯藏的影響

不同甘薯品種間的含水量差別很大。連喜軍等^[5]研究表明，甘薯的組織結構和甘薯中水的存在方式影響著水分的散失速度，失水多的甘薯組織結構中導水氣孔多而大，薯皮薄，甘薯中游離水比較多，這類甘薯不適合長期貯藏。

甘薯的干物質含量受品種、栽培環境等影響有很大差異。蔡南通等^[6]對211種甘薯進行干物質測定，含量為19.00%～38.00%，平均值為26.85%。在干物質測定中，張立明等^[7]對1 600份甘薯資源的分析結果表明，在薯塊干物質中粗淀粉含量為37.6%～77.8%，可溶性糖含量為1.68%～36.02%，粗蛋白含量為2.24%～12.21%。可見薯塊中水分含量最大，粗淀粉在干物質中含量最高，是甘薯的主要貯藏物質。可溶性糖含量變化較大，這與品種和所處的環境有很大關系。

由于自身的生理特點，收獲后的甘薯不斷地進行著營養物質的轉化和劇烈的呼吸作用^[8]。淀粉轉化成可溶性糖，糖進行有氧呼吸，釋放出水分和二氧化碳，同時釋放能量維持自身的生理活動^[9]。所有甘薯的呼吸都是躍變型呼吸，連喜軍等^[5]對不同品種甘薯常溫貯藏期的呼吸強度進行了測定，結果表明適合常溫貯藏的甘薯在收獲后10天以內出現呼吸高峰，隨后呼吸強度下降比較快，躍變時呼吸強度值低，為0.6 mg/（kg·h）。如果在貯藏期間空氣流通不暢，在氧氣缺乏的情況下甘薯就會進行無氧呼吸，產生對甘薯貯藏不利的酒精等有害物質，細胞缺少能量而導致生理病害^[10]。所以充足的氧氣供應是保證甘薯安全貯藏的一個重要因素。

甘薯在貯藏前期一方面是由于栽培期間甘薯需要強有力的呼吸作用維持自身的能量供應，收獲后甘薯需要一個緩沖期降低呼吸強度；另一方面強呼吸有利于傷口的愈合，增強甘薯的抵抗力^[11]。在此期間，甘薯總的淀粉量是逐漸降低的，如果貯藏前期管理不善會造成長時間的強呼吸，消耗大量的淀粉，造成貯藏失敗。所以貯藏前期要適當的通風降溫，使溫度盡快下降到10～13℃，以降低甘薯的呼吸強度，減少貯藏物質的消耗^[12]。

2甘薯愈傷組織的形成與貯藏的關系

甘薯皮由木栓細胞組成，木栓細胞能抑制病菌侵入，并能減少水分散失^[2]。甘薯在收獲和運輸過程中容易造成薯皮損傷，使抗性大大降低。甘薯愈傷組織的形成，是薯塊生理機能對外界環境條件的一種反應^[2]。薯塊受傷后，呼吸強度會明顯提高，這種因受到傷害而增強的呼吸作用叫做傷呼吸，或稱誘導呼吸。受到機械損傷的薯塊，臨近傷口表面的細胞呼吸強度在20小時內約增加一倍，而后持續一個較長的時期，直到愈傷形成。愈傷組織形成過程中，會發生一系列復雜的生理生化變化，這是甘薯進化過程中對自然選擇的結果^[13]。

表1、表2中數據表明當溫度35℃以下、相對濕度在90%以下時，溫濕度越高愈合所需的天數越少。

形成愈傷組織有利于增強薯塊自身抵抗力，貯藏中應盡量減少甘薯愈傷組織形成的時間。

甘薯入窖后，通過加溫措施使薯塊盡快升到35℃左右，薯堆溫度在34～37℃范圍維持4晝夜，然后快速通風降溫降濕，使窖溫盡快下降到15℃左右，能使薯塊快速形成愈傷組織，同時也能殺滅黑斑病、軟腐病等多種病菌，利于甘薯安全貯藏^[9]。

3溫濕度對甘薯安全貯藏的影響

剛收獲的甘薯呼吸強度大，再加上不可避免的機械損傷，更增加了甘薯的呼吸強度。強呼吸使薯塊入窖后窖溫上升，濕度增大^[1]。甘薯無生理休眠期，如果前期處理不當，容易使甘薯在高溫高濕的條件下發芽，使甘薯抗性降低甚至爛窖。水氣在薯塊表面遇冷，凝結成水珠，叫做“發汗”。“發汗”的水分浸濕表面的甘薯，造成濕害，使薯塊失去利用價值。高溫能使薯塊大量失水造成糠心。在甘薯貯藏前期，如果不進行高溫愈傷處理，最主要的貯藏措施就是通風，以降溫降濕^[1]。

貯藏中期氣溫低，容易引起甘薯冷害和凍害。薯塊溫度長時間低于9℃就會受到冷害，內部的生理活動發生很大的變化，細胞中原生質活動停滯；滲透性發生變化，維持細胞正常濃度的鉀、鈣、磷、氯等離子，尤其是鉀離子大量漏出，細胞不能正常的發揮功能；與新陳代謝密切相關的細胞氧化酶和磷酸化酶的作用受到削弱，新陳代謝被破壞，生理活動不能正常進行，抗病性和貯藏性大大降低^[13]。受冷害甘薯雖然內部生理活動出現異常，但是短期內表面上并無異常，如果育苗時采取高溫催苗措施，薯塊很快就會腐爛。當溫度在-2℃時，薯塊內部細胞間隙即結冰，組織受到破壞，發生凍害。甘薯貯藏中期主要的管理措施就是保溫防寒^[9]。

4病害對甘薯貯藏的影響

甘薯病害是影響貯藏的主要因素。由于甘薯的無性繁殖特性，其病害呈現逐年加重的趨勢，許多品種由于病害侵染退化嚴重。黑斑病、軟腐病、線蟲病是北方甘薯貯藏過程中容易發生的主要病害^[9，15]。

4.1病害來源及防治措施

4.1.1薯苗帶病薯苗是甘薯主要的繁殖器官。育苗薯塊、苗床以及育苗措施都會使薯苗感染病菌。脫毒苗的使用是防止薯苗傳染病害的重要措施，但是脫毒苗生產費用高，出于經濟考慮已經很少在生產上使用。高剪苗和使用采苗圃薯苗是現階段常用的減少薯苗帶病的主要措施^[15，16]。

4.1.2土壤帶菌甘薯病菌殘留時間長，具有累加性，如果甘薯重茬栽培會使栽培地塊帶菌數量逐年增多，更新品種和輪作換茬是現階段減少土壤病害的有效措施^[15]。

4.1.3甘薯貯藏窖帶病舊窖中帶有一定數量的病菌，會傳染給新入窖的甘薯。收獲前對甘薯貯藏窖進行消毒滅菌非常重要。采用石灰涂刷窖壁或點燃硫磺熏蒸（20 g/m ³ ），同時用氧化樂果（40%乳油，1 500～2 000倍液）、辛硫磷（50%乳油，1 000～2 000倍）等噴霧可殺滅大部分病菌，使病菌基數保持在可控范圍之內^{[9，17，18]}。

4.1.4調種過程中的病菌傳播異地調種規模的擴大會使病菌出現交叉感染，調種時必須對甘薯產地的病害進行綜合考察，盡量從新的甘薯產地調種。在調種過程中盡量減少薯皮損傷，同時要做好保溫防寒措施，以增加甘薯抵抗力，減少薯塊染病幾率。

4.2病菌侵染及抗病機理

病菌侵染需要一定的環境條件，主要包括溫度、濕度、養分等。入窖前，由于收獲、運輸和裝卸過程中造成的薯皮損傷等原因，甘薯抵抗力下降；入窖后，高于15℃的高溫、強呼吸產生的較大空氣濕度、薯皮破損等引起的營養物質外漏為病菌侵染創造了合適的環境條件^[19]，所以甘薯收獲后盡可能當天入窖，如果不能及時入窖，一定要采取保溫措施，使其周圍環境溫度不低于9℃^[9]。入窖時，要盡量避免為病毒侵染提供合適的環境，必要時可以進行藥劑處理。

病菌侵入會引起第二次強呼吸的產生，同時薯塊會產生某些有毒的代謝產物，稱為生物抗毒素。這些生物抗毒素可以從未損傷的部位產生，同時運輸到破損部位，來參與抵抗病菌的入侵；當沒有病菌時，這些生物抗毒素又會隨著代謝而分解掉^[13]。

5甘薯品種與安全貯藏的關系

選用早熟品種是保證甘薯周年供應的一個重要措施。如龍薯9號可以在4月底、5月初栽插，7月底或8月上旬收獲，得到約42 000 kg/hm ²的鮮薯產量^[14]。通過早上市使部分甘薯省掉冬季貯藏環節，有效緩解甘薯周年供應對貯藏的壓力。

綜上所述，通過選擇合適的甘薯品種、改進栽培技術、嚴格控制病害以及改善貯藏條件等措施，保證北方薯區甘薯安全貯藏、實現周年供應是切實可行的。

參考文獻：

[1]江蘇省農業科學院，山東省農業科學院 中國甘薯栽培學[M] 上海：上海科學技術出版社，1984

[2]朱 紅，李洪民，張愛君，等 甘薯貯藏期呼吸強度與主要品質的變化研究[J] 中國農學通報，2010，26（7）：64-67

[3]王煒，李鵬霞，李建軍，等 兩種甘薯在中后期貯藏期間的品質變化研究[J] 江西農業學報，2011，23（3）：136-139

[4]劉陳冰，何青云甘薯加工業的研究現狀及發展趨勢[J] 安徽農業科學，2009，37（12）：5663-5665

[5]連喜軍，李潔，王吰，等不同品種甘薯常溫貯藏期間呼吸強度變化規律[J]農業工程學報，2009，25（6）：310-313

[6]蔡南通，翁定河，顏明娟，等甘薯品種資源主要營養成分分析與評價[J]福建農業學報，2006，21（3）：194-197

[7]張立明，王慶美，王蔭墀 甘薯的主要營養成分和保健作用[J] 雜糧作物，2003，23（3）：162-166

[8]龐 杰，林惠花，陳紹軍軟庫貯藏甘薯及其機理研究[J] 天津農學院學報，2000，7（4）：17-20

[9]張曉申，王慧瑜，李曉青甘薯的收獲和安全貯藏技術[J] 陜西農業科學，2009，6：236-239

[10]邵廷富甘薯高溫窖藏的生理生化機制[J] 中國農業科學，1979，1：26-34

[11]連喜軍，王吰，李潔不同因素對甘薯呼吸強度影響[J] 食品加工，2008，1：37-39

[12]朱紅，李洪民，張愛君，等貯藏溫度對甘薯呼吸強度的影響[J] 江蘇農業科學，2009，4：299-300

[13]葉乃器 環境因素影響甘薯貯藏的生理生化變化[J]重慶師范學院學報（自然科學版），1987，5（1）：9-19

[14]林金虎 早熟高產甘薯新品種——龍薯9號[J] 福建農業，2006，8：15

[15]謝逸萍，孫厚俊，邢繼英中國各大薯區甘薯病蟲害分布及危害程度研究[J] 江西農業學報，2009，21（8）：121-122

[16]農業部科技教育司2012年農業輕簡化實用技術匯編[M] 北京：中國農業出版社， 2012

[17]張立新，馮志宏，王春生影響紅薯貯藏保鮮的因素及其保鮮技術[J] 保鮮與加工，2010，10（4）：51-54

[18]鐘麗娟，趙新海，張慶華，等甘薯軟腐病菌的分離鑒定及室內抑菌試驗[J] 山東農業科學，2009，7： 87-88， 108.

[19]李瑞孔甘薯貯藏壞爛的原因與安全貯藏管理措施[J] 中國農學通報，1994，10（6）：39-40