甘薯贮藏生理与影响因素

1、© 作物生产技术专业/教学资源库甘薯生产技术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

2、，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

3、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（11130C）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贮藏期间署块的呼吸强度变化（徐州农

4、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

5、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9750c之间，呼吸强度相差不大，超过15c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）温度条件（°C）0578913151820呼吸强度28.664.393.0159.8190.4197.8203.3228.9375.3注：品种：胜利百号，呼吸强度为每 500克鲜薯24小时放出的CC2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

6、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© 作物生产技术专业/教学资源库甘薯生产技术® 作物生产技术专业/教学资源库 的10%左右。甘薯生产技术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，

7、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，1978-1

8、979）种徐薯18徐薯18胜利百号徐州941栗子香月份（反）%（夏薯）%（夏薯）%（夏薯）%（夏薯）%1166.668.673.877.566.31267.671.974.274.967.6165.772.574.177.868.2267.572.674.377.566.7368.070.675.479.068.2469.172.874.479.869.1较差3.44.20.64.92.82 .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

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）。23/10 22/11 22/J2 21/120/2 21/3 2Q/4日羯【日/月）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；一淀粉。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

10、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）测定时间低恒温（8°）低变温（39°）4天16天30天47天4天16天30天47天处理前51.7351.7351.7351.7351.7351.7351.7351.73处理后50.6247.5040.6732.58-40.9340.2737.42*对照51.1054.5143.8439.0251.1054.5143.8439.02*贮藏终期34.9432.5632.93-34.2928.8333.3732.45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-

11、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）测定时间低恒温（8°）低变温（39°）4天16天30天47天4天16天30天47天处理前3.703.703.703.703.703.703.703.70处理后3.954.095.064.523.084.045.174.48*对照3.383.954.164.182.803.954.164.18*贮藏终期3.683.833.40-3.463.823.414.14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涤件下贮藏，由于呼吸作用加强，作为呼吸基质的糖类物质

12、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。

13、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，19581959）薯另IJ薯块部位原果胶质水溶性果胶质健全薯中心0.670.42薯皮附近0.940.24冷害著中心1.370.13薯皮附近0.630.12表5-7甘薯果胶质的含量（中国人民大学，19581959）薯块状况还原型维生素 C含量（毫克/100克鲜

14、重）新收获的薯块19.20贮藏后30天的薯块贮藏后60天的薯块17.3313.224 .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含量只相当于冈叫攵获时的 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

15、。最初 是伤口表面的23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12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

16、依次分为三层：木栓层，木栓形成层和栓内层。木栓层为34层细胞，木栓形成层为 1层细胞，栓内层为34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 29.0C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

17、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19631964 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3233°C、相对湿度8090 %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22230C,相对湿度8090%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17180C, 相对湿度不变，历时15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

18、基本相同。温度在3032c条件下，要7天完成，温度在1822 c条件下，需20天完成，温度降到 1617 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

19、。（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910CO如果薯块在低于 9c以下时，就会受到冷害。当温度在一2c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

20、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8c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 8c时，需要经过15天左右的时间才开始受害

21、发生腐烂。如果窖温有时在9c以上，有时降到 45C,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（9C以上）和冷害温度（9C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15C,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

22、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（1015C）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，并发生绐缩，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12.5%;地下式浅（棚）窖，深度不超过2米，薯重减轻

23、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8595 %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，