北方甘薯安全贮藏影响因素的研究进展
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作者: 董顺旭李爱贤侯夫云张海燕汪宝卿解备涛王庆美
收稿日期：2013-01-17；修回日期：2013-03-06
基金项目：国家甘薯产业技术体系项目（CARS-11-B-06）；国家科技支撑计划项目（2009BADA7B03）；国家“863”计划项目（2009AA10Z102）
作者简介：董顺旭（1980-），男，助理研究员，主要从事甘薯储藏和育苗研究。E-mail：dsxu16@hotmail.com
*通讯作者：王庆美（1964-），女，研究员，主要从事甘薯育种和生物技术研究。E-mail：wang-qm@163.com
摘要：对影响甘薯贮藏的主要因素进行了分析，通过对品种的选择、促进愈伤组织的形成、温湿度调控、杀灭病菌等方面的改进，可实现甘薯的安全贮藏和周年供应。
关键词：甘薯；周年供应；安全贮藏
中图分类号：S531.093-1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）12-0123-04
甘薯是重要的粮食、饲料和能源作物[1]，以块根作为主要的物质储藏和繁殖载体。北方甘薯一般十月份收获，贮藏到第二年出窖。与玉米、小麦等作物不同，甘薯薯块体积大、水分多、组织柔嫩，在收获、运输和贮藏过程中容易碰伤薯皮，增加病菌侵染机会；薯块水分散失快，降低块根的贮藏性；不耐低温，容易遭受冷害（0～10℃）和冻害（0℃以下）而引起烂窖。必须抓好收获、运输、贮藏过程中的每一个环节，才能保证甘薯安全贮藏[2，3]。
随着甘薯经济价值的深度开发，工厂化生产对延长甘薯贮藏期的要求越来越迫切，安全贮藏已经成为甘薯产业化的瓶颈[4]。本研究对影响甘薯贮藏的因素进行了分析，旨在寻找能使北方甘薯周年供应的途径。
1甘薯主要成分和呼吸作用对贮藏的影响
不同甘薯品种间的含水量差别很大。连喜军等[5]研究表明，甘薯的组织结构和甘薯中水的存在方式影响着水分的散失速度，失水多的甘薯组织结构中导水气孔多而大，薯皮薄，甘薯中游离水比较多，这类甘薯不适合长期贮藏。
甘薯的干物质含量受品种、栽培环境等影响有很大差异。蔡南通等[6]对211种甘薯进行干物质测定，含量为19.00%～38.00%，平均值为26.85%。在干物质测定中，张立明等[7]对1 600份甘薯资源的分析结果表明，在薯块干物质中粗淀粉含量为37.6%～77.8%，可溶性糖含量为1.68%～36.02%，粗蛋白含量为2.24%～12.21%。可见薯块中水分含量最大，粗淀粉在干物质中含量最高，是甘薯的主要贮藏物质。可溶性糖含量变化较大，这与品种和所处的环境有很大关系。
由于自身的生理特点，收获后的甘薯不断地进行着营养物质的转化和剧烈的呼吸作用[8]。淀粉转化成可溶性糖，糖进行有氧呼吸，释放出水分和二氧化碳，同时释放能量维持自身的生理活动[9]。所有甘薯的呼吸都是跃变型呼吸，连喜军等[5]对不同品种甘薯常温贮藏期的呼吸强度进行了测定，结果表明适合常温贮藏的甘薯在收获后10天以内出现呼吸高峰，随后呼吸强度下降比较快，跃变时呼吸强度值低，为0.6 mg/（kg·h）。如果在贮藏期间空气流通不畅，在氧气缺乏的情况下甘薯就会进行无氧呼吸，产生对甘薯贮藏不利的酒精等有害物质，细胞缺少能量而导致生理病害[10]。所以充足的氧气供应是保证甘薯安全贮藏的一个重要因素。
甘薯在贮藏前期一方面是由于栽培期间甘薯需要强有力的呼吸作用维持自身的能量供应，收获后甘薯需要一个缓冲期降低呼吸强度；另一方面强呼吸有利于伤口的愈合，增强甘薯的抵抗力[11]。在此期间，甘薯总的淀粉量是逐渐降低的，如果贮藏前期管理不善会造成长时间的强呼吸，消耗大量的淀粉，造成贮藏失败。所以贮藏前期要适当的通风降温，使温度尽快下降到10～13℃，以降低甘薯的呼吸强度，减少贮藏物质的消耗[12]。
2甘薯愈伤组织的形成与贮藏的关系
甘薯皮由木栓细胞组成，木栓细胞能抑制病菌侵入，并能减少水分散失[2]。甘薯在收获和运输过程中容易造成薯皮损伤，使抗性大大降低。甘薯愈伤组织的形成，是薯块生理机能对外界环境条件的一种反应[2]。薯块受伤后，呼吸强度会明显提高，这种因受到伤害而增强的呼吸作用叫做伤呼吸，或称诱导呼吸。受到机械损伤的薯块，临近伤口表面的细胞呼吸强度在20小时内约增加一倍，而后持续一个较长的时期，直到愈伤形成。愈伤组织形成过程中，会发生一系列复杂的生理生化变化，这是甘薯进化过程中对自然选择的结果[13]。
表1、表2中数据表明当温度35℃以下、相对湿度在90%以下时，温湿度越高愈合所需的天数越少。
形成愈伤组织有利于增强薯块自身抵抗力，贮藏中应尽量减少甘薯愈伤组织形成的时间。
甘薯入窖后，通过加温措施使薯块尽快升到35℃左右，薯堆温度在34～37℃范围维持4昼夜，然后快速通风降温降湿，使窖温尽快下降到15℃左右，能使薯块快速形成愈伤组织，同时也能杀灭黑斑病、软腐病等多种病菌，利于甘薯安全贮藏[9]。
3温湿度对甘薯安全贮藏的影响
刚收获的甘薯呼吸强度大，再加上不可避免的机械损伤，更增加了甘薯的呼吸强度。强呼吸使薯块入窖后窖温上升，湿度增大[1]。甘薯无生理休眠期，如果前期处理不当，容易使甘薯在高温高湿的条件下发芽，使甘薯抗性降低甚至烂窖。水气在薯块表面遇冷，凝结成水珠，叫做“发汗”。“发汗”的水分浸湿表面的甘薯，造成湿害，使薯块失去利用价值。高温能使薯块大量失水造成糠心。在甘薯贮藏前期，如果不进行高温愈伤处理，最主要的贮藏措施就是通风，以降温降湿[1]。 贮藏中期气温低，容易引起甘薯冷害和冻害。薯块温度长时间低于9℃就会受到冷害，内部的生理活动发生很大的变化，细胞中原生质活动停滞；渗透性发生变化，维持细胞正常浓度的钾、钙、磷、氯等离子，尤其是钾离子大量漏出，细胞不能正常的发挥功能；与新陈代谢密切相关的细胞氧化酶和磷酸化酶的作用受到削弱，新陈代谢被破坏，生理活动不能正常进行，抗病性和贮藏性大大降低[13]。受冷害甘薯虽然内部生理活动出现异常，但是短期内表面上并无异常，如果育苗时采取高温催苗措施，薯块很快就会腐烂。当温度在-2℃时，薯块内部细胞间隙即结冰，组织受到破坏，发生冻害。甘薯贮藏中期主要的管理措施就是保温防寒[9]。
4病害对甘薯贮藏的影响
甘薯病害是影响贮藏的主要因素。由于甘薯的无性繁殖特性，其病害呈现逐年加重的趋势，许多品种由于病害侵染退化严重。黑斑病、软腐病、线虫病是北方甘薯贮藏过程中容易发生的主要病害[9，15]。
4.1病害来源及防治措施
4.1.1薯苗带病薯苗是甘薯主要的繁殖器官。育苗薯块、苗床以及育苗措施都会使薯苗感染病菌。脱毒苗的使用是防止薯苗传染病害的重要措施，但是脱毒苗生产费用高，出于经济考虑已经很少在生产上使用。高剪苗和使用采苗圃薯苗是现阶段常用的减少薯苗带病的主要措施[15，16]。
4.1.2土壤带菌甘薯病菌残留时间长，具有累加性，如果甘薯重茬栽培会使栽培地块带菌数量逐年增多，更新品种和轮作换茬是现阶段减少土壤病害的有效措施[15]。
4.1.3甘薯贮藏窖带病旧窖中带有一定数量的病菌，会传染给新入窖的甘薯。收获前对甘薯贮藏窖进行消毒灭菌非常重要。采用石灰涂刷窖壁或点燃硫磺熏蒸（20 g/m 3 ），同时用氧化乐果（40%乳油，1 500～2 000倍液）、辛硫磷（50%乳油，1 000～2 000倍）等喷雾可杀灭大部分病菌，使病菌基数保持在可控范围之内[9，17，18]。
4.1.4调种过程中的病菌传播异地调种规模的扩大会使病菌出现交叉感染，调种时必须对甘薯产地的病害进行综合考察，尽量从新的甘薯产地调种。在调种过程中尽量减少薯皮损伤，同时要做好保温防寒措施，以增加甘薯抵抗力，减少薯块染病几率。
4.2病菌侵染及抗病机理
病菌侵染需要一定的环境条件，主要包括温度、湿度、养分等。入窖前，由于收获、运输和装卸过程中造成的薯皮损伤等原因，甘薯抵抗力下降；入窖后，高于15℃的高温、强呼吸产生的较大空气湿度、薯皮破损等引起的营养物质外漏为病菌侵染创造了合适的环境条件[19]，所以甘薯收获后尽可能当天入窖，如果不能及时入窖，一定要采取保温措施，使其周围环境温度不低于9℃[9]。入窖时，要尽量避免为病毒侵染提供合适的环境，必要时可以进行药剂处理。
病菌侵入会引起第二次强呼吸的产生，同时薯块会产生某些有毒的代谢产物，称为生物抗毒素。这些生物抗毒素可以从未损伤的部位产生，同时运输到破损部位，来参与抵抗病菌的入侵；当没有病菌时，这些生物抗毒素又会随着代谢而分解掉[13]。
5甘薯品种与安全贮藏的关系
选用早熟品种是保证甘薯周年供应的一个重要措施。如龙薯9号可以在4月底、5月初栽插，7月底或8月上旬收获，得到约42 000 kg/hm 2的鲜薯产量[14]。通过早上市使部分甘薯省掉冬季贮藏环节，有效缓解甘薯周年供应对贮藏的压力。
综上所述，通过选择合适的甘薯品种、改进栽培技术、严格控制病害以及改善贮藏条件等措施，保证北方薯区甘薯安全贮藏、实现周年供应是切实可行的。
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