杜培兵 范向斌 白小東 張永福 楊春 齊海英 王興濤 毛向紅 朱智慧 陳云 岳新麗

摘?要：

晉北地區(qū)具有天然冷空氣資源優(yōu)勢，試驗依據(jù)空氣流動方向上熱下冷的對流原理，使薯堆內(nèi)與窖內(nèi)外快速通風(fēng)換氣，本文提出了農(nóng)戶馬鈴薯貯藏窖的改造技術(shù)方案，并比較研究馬鈴薯傳統(tǒng)窖、自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)窖對馬鈴薯的貯藏效果，為馬鈴薯貯藏提供理論依據(jù)。試驗結(jié)果表明：農(nóng)戶馬鈴薯貯藏窖改造后2種模式，以強制通風(fēng)效果最好，自然通風(fēng)次之，二者都能夠有效調(diào)節(jié)窖內(nèi)溫濕度，降低貯藏馬鈴薯的腐爛率和發(fā)芽率，農(nóng)戶馬鈴薯貯藏窖改造技術(shù)在晉北馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：

馬鈴薯傳統(tǒng)窖; 自然通風(fēng)窖;強制通風(fēng)窖;改造技術(shù);貯藏效果

中圖分類號：S-3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191230004

引言

山西省馬鈴薯種植的特點是生產(chǎn)規(guī)模小，相對分散，馬鈴薯的貯藏主要以戶為單位，90%以上是以傳統(tǒng)的農(nóng)戶小型土窯窖為主。土窯窖結(jié)構(gòu)簡單，由于造價低、保溫性好，因此被廣大山區(qū)農(nóng)戶普遍采用[1]。但是傳統(tǒng)土窯有很多缺點，如窖內(nèi)通風(fēng)較差，不能充分利用自然冷源;溫濕度的可控性也較差，不利于薯堆內(nèi)部熱量散發(fā)，致使馬鈴薯腐爛和發(fā)芽較重，貯藏?fù)p失較大，達(dá)不到理想的貯藏效果[2]。為改善傳統(tǒng)馬鈴薯窯窖貯藏條件，減少馬鈴薯塊莖在貯藏期間腐爛和發(fā)芽現(xiàn)象，減少貯藏?fù)p失，對農(nóng)戶小型馬鈴薯貯藏窖進(jìn)行改造試驗，優(yōu)化了貯藏技術(shù)。

1?材料與方法

1.1?材料與設(shè)備

1.1.1?試驗材料

馬鈴薯品種：當(dāng)?shù)刂髟云贩N晉薯16號馬鈴薯（2018年10月10日收獲），收獲后在5℃避光愈傷5d，挑選大小適中、無機械傷，無病馬鈴薯塊莖作為試驗材料。

改造貯藏窖材料： PVC管、三通、彎頭、磚、鋼卡、軸流風(fēng)機、電線和砂子。

1.1.2?試驗地點

山西省大同市廣靈縣梁莊鄉(xiāng)曹莊村農(nóng)戶貯藏窖。

1.1.3?試驗儀器

L95-63溫濕度記錄儀，由上海發(fā)泰精密儀器儀表有限公司生產(chǎn); TPJ-26-G二氧化碳檢測儀，由浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)。

1.2?試驗方法

1.2.1?自然通風(fēng)窖改造

自然通風(fēng)窖利用進(jìn)風(fēng)口低和出風(fēng)口高（3～5m）形成氣壓差，使天然冷空氣進(jìn)入窖內(nèi)與窖內(nèi)熱空氣形成對流。自然通風(fēng)窖改造方法：在農(nóng)戶傳統(tǒng)馬鈴薯貯藏窖基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，主通風(fēng)管與外界連通，出風(fēng)管道安裝在窖頂，主通風(fēng)和出風(fēng)管使用直徑10cm的PVC塑料管制成，將通風(fēng)管道鋪設(shè)在地面上，窖內(nèi)地面安裝若干個“口”字型通風(fēng)管，每個“口”字型通風(fēng)管都和主通風(fēng)管連接，安裝在窖體底部，“口”字型通風(fēng)設(shè)施中心豎立1.5m高PVC管，豎立管和支管道均勻打孔，孔面積總和大于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口面積，以免氣流受阻，使馬鈴薯薯堆內(nèi)部熱空氣快速到達(dá)窖頂部（如圖1所示）。貯藏期內(nèi)，馬鈴薯呼吸產(chǎn)生的熱量使窖內(nèi)溫度升高，冷空氣通過主通風(fēng)管從窖外進(jìn)入窖內(nèi)，接著進(jìn)入支通風(fēng)管，再進(jìn)入薯堆內(nèi)部，與薯堆內(nèi)部進(jìn)行空氣交換后，最后由出風(fēng)管道排出窖外[3]。

1.2.2?強制通風(fēng)窖改造

在自然通風(fēng)窖基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，將通風(fēng)管道連通并匯集到1個進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口處安裝軸流風(fēng)機，如圖2所示。如果貯藏窖通電不方便，可以用小型柴油發(fā)電機或太陽能板發(fā)動機提供電源[4]。

1.2.3?馬鈴薯貯藏效果試驗

2018年10月15日馬鈴薯全部入窖貯藏，試驗開始， 2019年4月15日試驗結(jié)束，整個試驗時間為180d;試驗農(nóng)戶窖均為地下式窯窖，馬鈴薯貯藏量占窖容積的1/2～1/3之間，自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)窖內(nèi)安裝通風(fēng)設(shè)施，農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖內(nèi)沒有安裝通風(fēng)設(shè)施（對照）。

入窖前進(jìn)行挑揀分級，去除病薯、爛薯和傷薯。貯藏期間記錄窖內(nèi)外溫濕度（設(shè)定記錄間隔時間為2h），并記錄窖內(nèi)CO2濃度。在試驗結(jié)束時采用隨機抽樣調(diào)查方法，統(tǒng)計馬鈴薯薯塊的腐爛率和發(fā)芽率。分別從近窯口的1/3 處、1/2 處、距窖口最遠(yuǎn)處的薯堆中間隨機取100個薯塊，調(diào)查病、爛薯和發(fā)芽薯的情況，3處的平均值即為薯塊腐爛率或發(fā)芽率。計算公式：腐爛率（%）=腐爛薯塊個數(shù)/馬鈴薯總個數(shù)×100;發(fā)芽率（%）=發(fā)芽薯塊個數(shù)/馬鈴薯總個數(shù)x100[5]。

2?結(jié)果與分析

2.1?馬鈴薯貯藏窖內(nèi)外的溫濕度及CO2濃度變化

2.1.1?溫度變化

從圖3可以看出，窖外平均溫度變化幅度較大，最高溫度為8.8℃，最低溫度為-15℃，溫差達(dá)到23.8℃，而窖內(nèi)平均溫度相對變幅較小。在馬鈴薯入窖初期，強制通風(fēng)窖溫度比農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖（對照）低34.7%，自然通風(fēng)窖溫度比農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖低7.37%;2019年2月中旬，窖內(nèi)溫度達(dá)到最低，自然通風(fēng)窖比農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖低42.00%，強制通風(fēng)窖比農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖低62.00%;在2019年3月上旬以后，隨著外界溫度的上升，窖內(nèi)溫度也開始回升，農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖內(nèi)溫度一直都高于經(jīng)過改造的自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)窖。試驗結(jié)果表明：窖外溫度變化對窖內(nèi)溫度影響較小，強制通風(fēng)窖窖內(nèi)溫度最低，自然通風(fēng)窖次之，農(nóng)戶傳統(tǒng)馬鈴薯貯藏窖溫度最高。自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)馬鈴薯貯藏窖能夠有效調(diào)節(jié)窖內(nèi)溫度。

2.1.2?濕度變化

從圖4可以看出，窖內(nèi)濕度相對變幅較小，自然通風(fēng)和強制通風(fēng)貯藏窖最高濕度分別為85%、82%，且最低濕度均在75%以上，馬鈴薯的水分損失小，保鮮效果好。自然通風(fēng)和強制通風(fēng)馬鈴薯貯藏窖與傳統(tǒng)馬鈴薯貯藏窖相比，在馬鈴薯入窖初期，窖內(nèi)的平均濕度都比較接近，強制通風(fēng)窖比農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖（對照）低12.6%，自然通風(fēng)窖比農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖低9.38%;2018年11月下旬，窖內(nèi)平均濕度達(dá)到最低，強制通風(fēng)窖為75%，比農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖低13.79%，自然通風(fēng)窖為78%，比農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖低10.34%;2019年2月以后，自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)窖內(nèi)的平均濕度開始下降，試驗結(jié)果表明，自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)窖對窖內(nèi)濕度具有一定的調(diào)節(jié)作用，適宜的窖內(nèi)濕度可以使薯塊保持新鮮。3個處理RH變化趨勢基本相同，自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)窖中相對濕度始終在75%～89%之間，低于傳統(tǒng)窖中的相對濕度86%～95%，有利于控制貯藏過程致病菌的生長。

自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)窖由于通風(fēng)效果良好，能夠有效調(diào)節(jié)窖內(nèi)溫濕度，以強制通風(fēng)窖效果最好，自然通風(fēng)窖次之。而農(nóng)戶傳統(tǒng)馬鈴薯貯藏窖由于通風(fēng)不良，窖內(nèi)溫濕度控制性較差。

2.1.3?CO2濃度變化

由圖5可知，貯藏期間農(nóng)戶傳統(tǒng)馬鈴薯貯藏窖處理中CO2濃度上升明顯，180d時CO2濃度為1.50%，自然通風(fēng)窖CO2濃度上升緩慢，而強制通風(fēng)馬鈴薯貯藏窖中前期CO2濃度波動緩慢、后期略下降，CO2濃度始終低于0.25%。強制通風(fēng)窖和自然通風(fēng)窖與農(nóng)戶傳統(tǒng)馬鈴薯貯藏窖相比，貯藏180d時窖內(nèi)CO2濃度分別降低1.4%和1.10%。強制通風(fēng)窖、自然通風(fēng)窖和農(nóng)戶傳統(tǒng)馬鈴薯貯藏窖CO2濃度差異都極顯著，強制通風(fēng)窖和自然通風(fēng)窖之間差異不顯著。強制通風(fēng)窖和自然通風(fēng)窖顯著降低了馬鈴薯貯藏窖的CO2濃度，有效避免CO2積累對馬鈴薯塊莖造成生理傷害。

2.2?馬鈴薯貯藏效果

從表1可以看出，馬鈴薯貯藏180d，強制通風(fēng)窖內(nèi)的馬鈴薯的腐爛率為7.56%，自然通風(fēng)窖內(nèi)馬鈴薯的腐爛率為10.89%，農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖（CK）內(nèi)馬鈴薯的腐爛率為16.89%。農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖腐爛率最高，自然通風(fēng)窖的腐爛率較對照降低了6%，強制通風(fēng)窖的腐爛率較對照降低了9.33%，強制通風(fēng)窖的腐爛率低于自然通風(fēng)窖。農(nóng)戶傳統(tǒng)窖、自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)窖貯藏腐爛率在0.05水平上差異都達(dá)到顯著水平，農(nóng)戶傳統(tǒng)窖和自然通風(fēng)窖貯藏腐爛率在0.01水平上差異不顯著，分別與農(nóng)戶傳統(tǒng)窖差異顯著。

從表2可以看出，馬鈴薯貯藏180d，自然通風(fēng)窖內(nèi)的馬鈴薯的發(fā)芽率為15.22%，強制通風(fēng)窖內(nèi)馬鈴薯的發(fā)芽率為9.56%，農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖（CK）內(nèi)馬鈴薯的發(fā)芽率為62.00%;自然通風(fēng)窖的發(fā)芽率較農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖低46.78%，強制通風(fēng)窖的發(fā)芽率較農(nóng)戶傳統(tǒng)貯藏窖低52.44%。農(nóng)戶傳統(tǒng)窖、自然通風(fēng)窖和強制通風(fēng)窖貯藏發(fā)芽率在0.05水平上差異都達(dá)到顯著水平，農(nóng)戶傳統(tǒng)窖和自然通風(fēng)窖貯藏發(fā)芽率在0.01水平上差異不顯著，分別與農(nóng)戶傳統(tǒng)窖差異顯著。

3?結(jié)果與討論

農(nóng)戶馬鈴薯貯藏窖經(jīng)過改造后的2種模式，強制通風(fēng)窖效果最好，其次是自然通風(fēng)窖，都能夠有效調(diào)節(jié)窖內(nèi)溫濕度，使馬鈴薯貯藏期間窖內(nèi)平均溫濕度要低于傳統(tǒng)貯藏窖;強制通風(fēng)窖發(fā)芽率和腐爛率最低，其次自然通風(fēng)窖，與傳統(tǒng)馬鈴薯貯藏窖相比，二者的發(fā)芽率和腐爛率差異都達(dá)到顯著水平。強制通風(fēng)窖和自然通風(fēng)窖改善了馬鈴薯的貯藏環(huán)境，解決了馬鈴薯貯藏中普遍存在的爛薯和發(fā)芽現(xiàn)象。

為了有效地減少馬鈴薯貯藏期間薯塊腐爛、病害發(fā)生和發(fā)芽等現(xiàn)象，建議做好以下工作：合理使用化肥和有機肥。尤其在馬鈴薯生長后期，不宜大量施肥，避免植株徒長，延長熟期，致使薯塊不能完全成熟，從而降低薯塊品質(zhì)，影響耐貯儲性;保持適宜的窖藏環(huán)境。 注意窖內(nèi)通風(fēng)、調(diào)空號窖內(nèi)溫濕度;嚴(yán)格把守入窖薯塊質(zhì)量，以免病菌傳染;貯藏期間可選用適當(dāng)有效的藥劑防治馬鈴薯病菌的發(fā)生和蔓延。

綜上所述，在農(nóng)戶傳統(tǒng)窖洞的基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)部通風(fēng)改造的馬鈴薯貯藏窖2種模式，強制通風(fēng)窖和自然通風(fēng)窖能夠有效調(diào)節(jié)窖內(nèi)溫濕度，可以建立馬鈴薯塊莖理想的貯藏環(huán)境，降低貯藏馬鈴薯的腐爛率和發(fā)芽率[6]。因此，農(nóng)戶馬鈴薯貯藏窖改造技術(shù)在晉北馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁海亭.馬鈴薯土窯洞批量貯藏技術(shù)[J].山西農(nóng)業(yè)，2006（24）：34.

[2]周福君，劉健，喬穎，等.利用自然冷資源貯藏保鮮的應(yīng)用研究陰[J].農(nóng)機化研究，2001（1）：93-94.

[3]蔡學(xué)斌，陳彥云.馬鈴薯窖藏設(shè)計與推廣應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)），2009（11）：34-35.

[4]段偉偉，胡麗君.馬鈴薯貯藏技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2012（4）：21-23.

[5]李海珀，陳亞蘭.不同貯藏庫對馬鈴薯貯藏效果的分析[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2017（6）：49-50.

[6]李守強，田世龍，葛霞，等. 強制通風(fēng)智能控制儀對馬鈴薯貯藏窖的環(huán)境調(diào)控效果試驗[J]. 糧食加工，2017（2）：66-69.

作者簡介：

杜培兵（1971-）男，本科，副研究員。研究方向：馬鈴薯育種栽培研究;

范向斌（1972-）女，本科，副研究員。研究方向：馬鈴薯育種栽培研究。