甘薯贮藏生理与影响因素.

甘薯贮藏生理及影响因素

甘薯薯块在贮藏期间虽然因外界条件关系而强迫休眠，事实它一直进行着比其他粮食作物籽实强度大得多的生理生化活动。因此，必须深入了解其变化规律及其与环境条件的关系，通过对贮藏条件的调节，控制薯块内部生理生化变化过程，以达到安全贮藏的目的。

一、甘薯贮藏期的生理生化变化

（一）甘薯的呼吸作用

甘薯在贮藏期间，其呼吸作用强弱与薯块健康程度、所处的环境条件等有密切关系．呼吸强度的大小，直接影响着营养物质的消耗程度，呼吸强度愈大，营养物质的消耗也愈多。人们贮藏甘薯的目的是尽量减少消耗并保持其鲜度，因此通常都是通过控制环境条件如温度、湿度等，把呼吸作用控制在最低限度，即所谓强制休眠。甘薯在不同条件下会出现有氧呼吸与缺氧呼吸。正常的呼吸作用消耗着甘薯体内的糖分，吸收氧气，呼出二氧化碳，这就改变了薯窖里的气体正常比率，而释放的热量便成为保持贮藏窖内适宜温度的主要热源。由此可见，薯块的呼吸与贮藏有密切关系。甘薯在不同条件下的呼吸强度不同，其释放出的热量也不同。根据窖温变化，就可以采取相应的措施，以保证种薯安全贮藏。

1.薯块类别与呼吸的关系

不同类别的薯块，呼吸作用有明显差别。中国农业科学院薯类研究所的研究结果指出，夏薯的呼吸强度，贮藏前期(50天)略高于春薯，但差异不大，贮藏中期(100天）春薯的呼吸强度明显降低，比夏薯低25％以上，说明夏薯的生活力强于春薯，因呼吸而释放的热量也高于春薯，这在比较冷凉的地区有利于保持贮藏期的适宜温度。黄淮流域春夏薯区，群众习惯用夏薯贮藏留种。春薯生长期较长，生活力较弱，抗拒不良条件的能力较差，且易带病而引起腐烂。但在贮藏技术现代化和无病条件下，春薯同样可以安全贮藏。

2.贮藏时期与呼吸的关系

甘薯在正常的贮藏温度(11~130C)条件下，从收获入窖到贮藏结束这段时期内，呼吸作用是一个变动的过程，即入窖后的一个月左右，呼吸强度初期迅速达到高峰，而后又几乎呈直线下降，然后进入较长期的相对平稳阶段，到后期呼吸强度又有上升的趋势(图5-1)，这

图5-1 贮藏期间薯块的呼吸强度变化（徐州农业科学研究所，1965）

1.薯窖温度；

2.呼吸强度（毫克/公斤/小时）

条曲线表现贮藏期的三个阶段温度的变化。第一阶段即入窖初期的高温高湿期，此期持续时间不长。第二阶段为入窖20天以后，堆温基本保持平稳，呼吸强度明显减弱，所释放的热量也少。如果堆积方法不当或薯窖保温能力差，很容易导致薯堆因热量不足而遭受低温冷害。这个阶段所经历的时间最长，气温也愈来愈低，是能否保证安全贮藏的关键时期。第三阶段为贮藏后期，这时气温已开始回升，薯窖温度也有所升高，从而促使薯堆呼吸作用也略有增强。呼吸强度虽因品种而异，出现回升的时期迟早不一，但总的变化趋势是一致的。

3.温度与呼吸的关系

甘薯的呼吸强度与温度高低的关系甚为密切。在一定温度范围内，温度与呼吸强度呈正相关，即温度愈高呼吸愈强，反之则愈弱。中国人民大学等试验表明，甘薯在9~150C之间，呼吸强度相差不大，超过15℃则迅速增强，低于90C则明显减弱(表5-2).

表5-2 不同温度调节下甘薯块根呼吸强度的变化

（中国人民大学，1958-1959）

注：品种:胜利百号，呼吸强度为每500克鲜薯24小时放出的CO2毫克数。

（二）薯块内含物成分的变化

甘薯在贮藏期间，由于不间断地进行着呼吸作用而消耗其体内的营养物质，使体重有所减轻通常称为自然损耗。自然损耗量的多少受贮藏时间、温度、湿度的变化所支配。一般贮藏时间较短、湿度较大、温度较低时，其自然损耗要低些，反之则高，一般约占总贮藏量

的10%左右。

甘薯在贮藏期间的自然损耗与其内含物成分的变化有密切关系。主要表现为以下几个方面

1.水分的变化

甘薯在贮藏期间的自然损耗情况，虽因贮藏条件的差别，其损耗的绝对值有所不同，但总的趋势是相同的。在.总消耗量中包括糖和水分。水分在薯块里的变化，与淀粉、糖有所不同，因为植物细胞为了进行正常的生理活动，必须被水分所饱和，否则将丧失生活能力。甘薯在贮藏时期体内水分的平衡，由淀粉的转化与分解过程中能得到一部分补偿，并且水分的损失与养分的消耗，二者数量接近，因此在全贮藏期内变化不大(表5-3)。有时由于养分耗量较大，使水分有少量的增加，但品种间有差别，淀粉转化快的品种，水分的变化也相应增大。例如徐州941淀粉转化较快，因此在水分变化幅度上比其他品种为大。各品种的共同趋势是，贮藏前期变化较大，与当时温度较高有关。为了降低水分的变化幅度，保持薯块的新鲜程度，适当提高贮藏期的湿度确有明显作用。实践证明，地下式贮藏窖一般湿度较高，薯块的新鲜度高于地上或半地上窖。

表5-3 贮藏期甘薯水分的变化

（徐州农业科学研究所，1978-1979）

2.淀粉和糖分的变化

甘薯在长期贮藏过程中，薯块内淀粉不断分解转化为糖和糊精，因而淀粉含量逐渐降低，可溶性糖则明显增加。其变化幅度常因品种不同而有差异。如胜利百号品种经过半年贮

藏，其淀粉含量约比原含量降低9%，52-45品种降低40%以上；相反，可溶性糖含量则相应上升，胜利百号增加88 % , 52-45品种增加接近一倍(图5-2)。

图5-2 贮藏期淀粉、糖含量变化 （徐州农业科学研究所，1964）

1,4.52-45；2,3.胜利百号；……可容糖；—淀粉。

甘薯淀粉和糖分的变化与贮藏期间的温度有密切的关系。如薯块经低温后继续贮藏，其淀粉含量迅速下降，可溶性糖显著增高，经历的低温时间越长，可溶性糖增加得更多(表5-4;表5-5)。其原因在于植物为抵抗冷害，通过增加可溶性糖来提高细胞液渗透压，并为加强呼吸作用提供更多的物质基础。

表5-4 低温贮藏甘薯淀粉含量的变化（干重%）

（徐州农业科学研究所，1963）

注：*贮藏终期对照为33.98%；**对照系处理后测定时对照；品种：胜利百号。

表5-5 低温贮藏甘薯可溶性糖含量的变化（鲜重%）

（徐州农业科学研究所，1963）

注：*贮藏终期对照为3.23%；**对照系处理后测定时对照；品种：胜利百号。

甘薯在高温(220C)条件下贮藏，由于呼吸作用加强，作为呼吸基质的糖类物质消耗增多，淀粉含量由原来的53.78％下降至43.50％。以原来淀粉含量为100 %，则后来只为80.9％;而可溶性糖由原来的4.11％提高到4.20％，以原来可溶性糖为100 %，则后来为102.1％。这是因为在高温条件下，糖类加速分解，相当数量的糖因呼吸作用分解为二氧化碳和水，伴随热能而释放，所以薯体内糖的积累量不多

3.果胶质的变化

甘薯薯块内含有一定数量的果胶质，其作用在于巩固细胞壁，提高薯块组织的硬度，增强对不良条件的抵抗能力。如软腐病的发生，主要是由于薯块中一部分果胶质被病菌分泌的果胶酶分解所致。果胶质的变化与薯块质量有关，甘薯受冷冻或生长时受涝渍危害，薯块常有硬心现象。关于硬心的致因，有不同的报道。这里仅援引中国人民大学等的试验结果加以说明。该校试验证明，受冻薯中心部位的原果胶质比正常薯的含量约高一倍(表5-6)，并认为原果胶质含量的增加，不是在冷冻过程而主要是在恢复常温后发生的。由于原果胶质不溶于水，蒸煮时阻碍着水分的进入，使中心部位的细胞壁变硬，从而出现硬心。

表5-6 甘薯果胶质的含量

（中国人民大学，1958~1959）

表5-7 甘薯果胶质的含量

（中国人民大学，1958~1959）

4.维生素C含量的变化

甘薯体内的维生素C在收获时含量较高，贮藏过程中明显减少，贮藏30天损失近10 %,继续贮藏到60天，维生素C含量只相当于刚收获时的70%左右（表5-7）.

（三）薯块愈伤组织的形成

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。甘薯薯皮由木栓细胞所组成，能防止病菌的侵入和减少水分的散失。薯皮受到损伤后，在一定条件下，其伤口处能自然形成愈伤木栓组织，增强薯块的抗性，有利于甘薯安全贮藏。

1.愈伤组织形成的过程

薯皮受伤后，使含有淀粉粒的薄壁细胞外露，在一定条件下即可形成愈伤组织。最初是伤口表面的2~3层薄壁细胞失水收缩，细胞变为长形，淀粉粒聚集成团，在干缩细胞之下有1~2层薄壁细胞木栓化，但细胞形状不变，仍呈圆形，且细胞壁加厚。在木栓化细胞下面，有一层薄壁细胞中的淀粉粒逐渐消失，并在此部位代之以重新分生形成的扁平细胞层。此后连续发生细胞分裂，逐渐形成愈伤周皮。

第一次细胞分裂，形成两层扁平形状的细胞，这两层细胞中的一层为木栓形成层细胞，另一层为木栓层细胞(在木栓形成层的外方)。木栓形成层细胞向内分裂出栓内层细胞，同时在木栓形成层外方排列紧密的扁平细胞逐渐木栓化，成为愈伤木栓层，愈伤木栓层下面为排列整齐的木栓形成层和栓内层。因此，重新形成的甘薯愈伤周皮自外向内依次分为三层：木栓层，木栓形成层和栓内层。木栓层为3~4层细胞，木栓形成层为1层细胞，栓内层为3~4层细胞，它的解剖结构与原来的周皮相似。

2.愈伤组织形成与外界条件的关系

愈伤组织形成的快慢，和温度、湿度、空气等条件有关。在高温高湿和氧气充足的情况下，愈伤组织形成速度快，反之则较慢。试验证明，在一定范围内，随着温度的升高，愈伤组织形成所需时间相应缩短。据国外资料，湿度不变，温度在21.70C时需要4天才开始形成；31.70Ｃ时，2天便开始形成；如超过350C，形成速度反而有减缓的趋势。温度控制在29.0℃不变，湿度在66％时，愈伤组织形成所需时间在11天以上；湿度上升到74％时，则缩短到5天；湿度提高到8 3％时，仅需4天；而在90％时3天便开始形成。又据1963~1964年北京市粮食科学研究所以华北117春薯为材料的研究结果，当温度为32~330C、相对湿度

80~90 %时，历时4天，便形成1层木栓细胞，以后每24小时增加1层，至第7天愈伤木栓细胞达到4层(完成愈伤)，温度为22~230C，相对湿度80~90%时，历时7天才开始出现1层木栓细胞，第8天2层，第11天3层，至第15天愈伤木栓细胞达4层；温度降低到17~180C，相对湿度不变，历时l5天形成第1层木栓细胞，第20天2层，第27天3层，第30天木栓细胞达到4层。夏薯愈伤组织的形成时间和温度与春薯基本相同。温度在30~32℃条件下，要7天完成，温度在18~22℃条件下，需20天完成，温度降到16~17 0C时，要30天才能完成.

此外，薯块在形成愈伤组织过程中，如果氧气供应不足，也会延长愈合的时间。薯块受伤程度不同，伤口愈合速度也有差异，一般情况下，轻伤的薯块比重伤的愈合快，但品种不同，愈合的时间也有差异。

二、影响甘薯安全贮藏的因素

甘薯在贮藏期间发生腐烂的原因比较复杂，从育苗、栽插到收获，从收获到窖藏整个过程中，任何一个环节都可能存在着导致薯块腐烂的因素。只有在明确了解甘薯安全贮藏与外界条件的关系的基础上，采取有效的措施，才能达到安全贮藏的目的。

影响甘薯安全贮藏的因素主要有下列几方面。

（一）温度

温度与甘薯安全贮藏关系极大。甘薯在贮藏期间，维持薯块正常生命活动所需的最低温度为9~10℃。如果薯块在低于9℃以下时，就会受到冷害。当温度在一2℃时，薯块内部细胞间隙即结冰，组织受到破坏，发生冻害，迅速引起腐烂。受冷害的薯块，生理活动不正常，细胞原生质活动停滞，细胞渗透性发生变化，细胞中的钾、钙、磷、氯等离子渗漏，尤其是钾离子发生大量漏出，以致不能保持正常的浓度。同时细胞氧化酶和磷酸化酶的作用受到削弱，薯块的新陈代谢作用被破坏，其抗病性和贮藏性大大降低。受冷害严重的，则易招致一些腐生性病菌侵入为害，引起腐烂；受冷害轻的薯块，虽然不立即腐烂，但往往变得僵硬，影响食用。这种薯块如进行温水浸种或高温催芽，则迅速腐烂，不能作种。

薯块遭冷害后，其受害的严重性，与低温的强度以及影响的时间有很大关系。徐州地区农业科学研究所试验表明，胜利百号薯块在8℃以下，处理4天的无变化；处理9天的，有7 ％的薯块发生冷害病征；处理16天的，则有57％的薯块发生冷害，其中有14 ％腐烂。由此可见，薯块受低温时间愈长，冷害程度愈重。有些薯窖保温性能较差，加上管理不善，在贮藏期间受时高时低的温度影响，故薯块受冷害而腐烂所需的时间比恒定低温所需的时间为长。例如在苏北地区，春节左右最易烂薯，事实上受冷的时间则在严冬季节。一般情况下，

窖温下降到7~ 8℃时，需要经过15天左右的时间才开始受害发生腐烂。如果窖温有时在9℃以上，有时降到4~5℃，大约需要30天的时间才会腐烂。其腐烂程度决定于安全温度(9℃以上)和冷害温度(9℃以下)交替时间的长短与变化幅度的大小。薯块受冷害发生腐烂时，伴随着产生高热，导致窖温升高，常被误认为甘薯因遇高温而引起腐烂，这种观点必须澄清。

在生产上，甘薯遭受冷害来自两方面，一是因收获过晚或没有及时进窖而使薯块在田间遭受低温，进窖后发生腐烂；二是因贮藏量不足或薯窖保温性能差，造成贮藏中期窖温过低，使薯块遭受冷害，导致后期发生大量腐烂。

高温同样对薯块安全贮藏不利。贮藏期间窖温长时间超过15℃，薯块呼吸作用加剧，消耗掉大量养分。同时高温还会促使薯块发芽，使薯块贮藏品质降低。此外，高温常伴随高湿条件，助长病害的蔓延。因此，在甘薯贮藏期间，保持适宜的温度(10~15℃)是安全贮藏的基本保证。

（二）湿度

贮藏甘薯与贮藏蔬菜、水果要求基本相同，要保持其鲜度，需有一定的湿度。如果窖内相对湿度低于60％时，薯块的细胞内原生质失水过多，引起酶的活动失常，使薯块抗性减弱，并发生绉缩，薯重亦明显减轻，品质大大降低。此外，窖内湿度过低，薯块伤口不易愈合，会增加病菌感染的机会。前华北农业科学研究所试验指出，不同窖型因湿度不同，薯体自然失重也有显著差别：深井窖内相对湿度经常保持90％以上，整个贮藏期薯重减轻率约为1~2.5%；地下式浅(棚)窖，深度不超过２米，薯重减轻率约为8％；地上式窖，湿度受气温影响较大，变化也多，湿度偏低，薯重减轻率可达10%，严重的高达15％。说明湿度对甘薯保鲜的重要作用。

湿度对薯块安全贮藏的影响，与温度高低密切有关。在保持正常温度的情况下，湿度虽有些变化，对薯块的安全贮藏尚无显著影响，一旦发生温度超过或低于贮藏适宜范围，湿度的重要性则明显地表现出来。温度高、湿度大，能促进薯块的呼吸作用，从而加速薯体内营养物质的分解转化，有时出现糠心，降低甘薯品质，甚至引起发芽。高温高湿还容易招致病菌的繁殖蔓延，从而发生病变腐烂。如果窖温偏低而湿度也低时，薯块耐低温的能力相对提高。但温度低、湿度高，则会加重薯块受冷害程度。总之，薯窖里湿度过大，保温材料吸湿过多，就会降低其保温效果，对安全贮藏不利。生产实践证明，安全贮藏的湿度，一般以相对湿度85~95 %为宜。

甘薯在贮藏期间，常因薯窖保温性能差，造成薯堆内外或窖内外温差过大，窖内的水汽遇冷凝结成水滴，使窖顶，窖的出入口处或薯堆表层经常发生淋水现象，因湿害而引起薯

块腐烂。另外，贮藏期间雨雪过多，地下水位上升，窖内积水，被水浸的薯块也会发生腐烂。

（三）空气

在正常的贮藏条件下，薯块进行有氧呼吸，大量吸收氧气，放出二氧化碳，使窖内氧气逐渐减少，二氧化碳浓度有所增加。如果薯窖长期密闭，不注意通风换气，窖内氧气不足，二氧化碳浓度过高，不仅不利于薯块伤口愈合，而且薯块被迫进行缺氧呼吸，产生大量酒精，引起酒精自体中毒而发生腐烂。据试验，甘薯块根正常呼吸转为缺氧呼吸的临界含氧量约在4 ％左右。在正常的高温处理中，以氧气含量不低于18％，二氧化碳含量不超过3％为宜。因此，甘薯在贮藏前期，不能过早封窖，而要注意通气。特别是在高温愈合处理期间，更应注意通气，以防因高温缺氧引起闷窖，造成薯块大量腐烂。

（四）病害

甘薯在贮藏期间发生腐烂，大多与病害有关。甘薯在贮藏期间发生的病害种类很多，但为害严重的主要是黑斑病和软腐病。甘薯贮藏期病害的发生和蔓延，与收获、贮藏工作的质量有密切的关系。如旧窖未经彻底消毒，使窖内残存大量病菌；收获时薯块未经精选，将带病、破伤、受过冷害的薯块入窖贮藏；贮藏期间管理不善，前期形成高温高湿条件，导致病菌滋生，中期低温又使薯块遭受冷害。这些都会引起病害的发生和蔓延。在生产上薯块因受冷害，并发软腐病所造成的损失，通常占贮藏期总损失的40％以上。

（五）薯块质量

薯块质量的好坏与安全贮藏有密切关系．如果在入窖前选薯不严，把在田间遭受水渍、冷害或冻害、破伤、带病的薯块入窖贮藏，因这些质量差的薯块呼吸作用旺盛，会放出大量热量和水分，形成高温高湿的条件，引起病害迅速发生和蔓延，造成薯块腐烂。试验表明，凡是受伤、带病或受冷害的薯块，其呼吸强度均比健薯为高。这种呼吸强度高、呼吸热值大，并非正常现象，而是薯块抵抗病害或其他伤害所表现出的一种生理性反应。产生这种情况，常大量消耗薯体内的营养物质，缩短其生命过程。由此可知，薯块贮藏品质不好，即使有良好的贮藏条件和管理技术，也很难收到安全贮藏的效果。因此，入窖前严格选薯，确保薯块有良好的品质，是安全贮藏的重要关键。