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发布时间:2020-09-25 13:46:32

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作者:柯利堂

出版社:湖北科学技术出版社

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马铃薯的繁种与栽培技术(新农村书屋)

马铃薯的繁种与栽培技术(新农村书屋)试读:

版权信息书名:马铃薯的繁种与栽培技术(新农村书屋)作者:柯利堂排版:KingStar出版社:湖北科学技术出版社出版时间:2015-12-21ISBN:9787535243348本书由湖北科学技术出版社有限公司授权北京当当科文电子商务有限公司制作与发行。— · 版权所有 侵权必究 · —一概况马铃薯原产于南美洲秘鲁和智利的高山地区,从南纬50°起,经南美、中美等国家延伸到美国南部各州,共有150个马铃薯种,其中绝大部分生长在南美洲。根据科学的考证,马铃薯有两个起源中心:栽培种主要分布在南美洲哥伦比亚、秘鲁、玻利维亚的安第斯山山区及乌拉圭等地,其起源中心为秘鲁和玻利维亚交界处的的的喀喀湖盆地;野生种的起源中心则是中美洲及墨西哥。马铃薯为一年生草本块茎植物。在我国有20多种别名,或因其源,称为荷兰薯、爪哇薯、爱尔兰薯;或缘其形,称为土豆、地豆、土卵、地蛋、山药蛋;或因区别于山芋,而称为番芋、番人芋、羊芋、洋山芋、阳芋、洋芋等,有些地区还称其为黄独、鹯芋、番鬼慈姑等。而在东北和华北大部地区最为常用的名称为土豆,西北和西南地区多称为洋芋,山西和内蒙古一带多称为山药蛋,全国通称之为马铃薯。(一)马铃薯的历史及分布

根据近年来我国科学家对资料的考证认为:马铃薯最早传入中国的时间是在明万历年间(1573—1619),明末万历年间蒋一葵撰著的《长安客话》卷二《皇都杂记》中,记述北京地区种植的马铃薯称为土豆。作者描述:“土豆,绝似吴中落花生及香芋,亦似芋,而此差松甘。”康熙21年(1682)编纂的《畿辅通志》物产部中记述:“土芋一名土豆,蒸食之味如藉薯。”这是我国记载马铃薯最早的志书,比福建松溪县志早18年。此外还有雍正年间的《深州志》、乾隆年间的《祁州志》和《丰润县志》等均有马铃薯的记载,说明在18世纪中叶京津地区已有较广泛的种植。

由于我国幅员辽阔,地理气候因素有显著差异,北起黑龙江,南抵海南岛,一年四季均有马铃薯的种植。目前我国马铃薯分布情况以东北、华北、西北和西南等地区为多,为我国重点产区,中原和东南沿海各地较少。但也要看到,通常认为不适于马铃薯栽培的地方,近年来随着新品种的育成和推广,留种技术的改进,种植面积也在逐渐扩大。过去认为中原地区气候炎热,退化严重,不适于马铃薯种植,由于进行了技术改进,推行间、套作和采取有效的防退化留种方式,现已成为马铃薯高产地区,并成为商品薯、出口种薯生产基地之一。东南沿海的闽粤等省,利用稻作后的冬闲地栽培马铃薯,除供应当地市场外,还可出口港澳。利用冬闲地栽培马铃薯,具有广阔的发展前景。

根据我国各地马铃薯栽培制度、栽作类型、品种类型及分布等历年资料,结合马铃薯生物学特性,参照地理、气候条件和气象指标,将我国划分为四个马铃薯栽培区。①无霜期在170天以内,年平均温度不超过10℃,最热月平均温度不超过24℃,无论是商品薯生产,还是种薯生产,均为一年一季,故属北方一作区。②无霜期在300天以内,年平均温度在10~18℃之间,最热月平均温度可高达22~28℃,商品薯的生产多安排在春季,而种薯的生产则被安排在秋季,一年春秋两季栽培,属于中原二作区。③无霜期300天以上,年平均温度18~24℃,最热月气温在28℃以上,最冷月平均气温在16℃以上,故马铃薯主要为冬作生产,秋播生产商品薯,冬播生产种薯,属南方二作区。④云南、贵州、四川、西藏等因立体农业的影响,依不同的海拔高度,一作、二作交互出现,故称为西南一、二季作垂直分布区。(二)发展马铃薯生产的意义

马铃薯是一种分布广泛,适应性强,产量高和宜菜、宜饲、宜做工业原料等具有多种用途的经济作物。1.产量高、增产潜力大

马铃薯一般亩(1亩折合667平方米,下同)产可达1000~1500吨,高产者可达5000吨以上,比其他粮食作物单位面积的干物质产量高2~4倍,若以每亩所产的淀粉量作标准,在主要经济作物中很少有一种作物能与马铃薯相比。2.马铃薯的用途多种多样

马铃薯既是粮又是菜,在我国生育期短的北方或高寒山区,当地人多以马铃薯作为主要粮食。马铃薯除蒸、煮、煨食用外,还可通过烹饪制成多种多样的食品。

在发展畜牧业方面,马铃薯是一种良好的饲料,不仅块茎可作饲料,其茎叶还可作青贮饲料和青饲料。据试验,每50千克块茎用以喂猪,可长肉2.5千克;用以喂奶牛可产牛奶40千克或奶油3.6千克。对家禽而言,马铃薯的蛋白质很容易消化,是较有价值的饲料。在单位面积内,马铃薯可获得的饲料单位和可消化的蛋白质数量是一般作物所不及的。

马铃薯在作物轮作制中是肥茬,宜做各种作物的前作,因为农民在种植马铃薯时有施有机肥的习惯,有效地改善了土壤的理化性,增加了养分。同时马铃薯要进行中耕除草和培土,消灭了杂草,疏松了土壤,又因地下结薯也可使土壤膨松,显示了它在轮作制中的优越性。马铃薯生育期短,播种期伸缩性大,一般早熟品种从出苗到收获仅60天左右,晚熟品种也只有100天左右,只要能保证它生育日数的需要,则可随时播种,因而当其他作物在生育期间遭受严重的自然灾害而无法继续种植时,马铃薯则又是良好的补救作物。马铃薯还有很强的适应性,它对土壤要求不高,土壤pH值4.8~7.1之间都能正常发育,肥沃的沙质土壤最为适宜,在较黏重的土壤中也能获得满意的产量。由于马铃薯的适应性强,许多地区将不适宜种植水稻、小麦的土地种植了马铃薯,都获得了较好的收益。

马铃薯又是理想的间、套、复种的作物,可与粮、棉、菜、烟、药等作物间、套、复种,有效地提高了土地与光能利用率,增加了单位面积产量。

马铃薯的茎叶还适合作绿肥,一般每亩马铃薯可产鲜茎叶2000千克,其氮、磷、钾含量比绿肥作物紫云英还高。如云南省昭通地区多年来推广马铃薯收获后用茎叶翻压作绿肥,有效地提高了后茬水稻作物的产量。

马铃薯是制造淀粉、糊精、葡萄糖和酒精的主要原料,淀粉也是纺织业、医药制造业、食品业和铸造业所需的原料。据资料介绍:每吨马铃薯一般可制成淀粉140千克,或糊精100千克,或40°的酒精95升,或合成橡胶15~17千克。以单位面积作比较,每亩平均所产的马铃薯可制造酒精1660升,而大麦仅可制造360升,黍稷则更少,只有250升。(三)马铃薯研究工作的主要成就

60年来,针对马铃薯的科技事业和科学研究工作,在各个领域都有所发展,并取得了明显的成就。1.马铃薯科技事业的发展

我国关于马铃薯的科学研究工作是从20世纪50年代初开始的,研究工作面向生产,坚持理论联系实际,以应用研究为主而相应地开展基础理论研究,走一条试验、示范、推广相结合的路子,针对生产上存在的关键性问题开展协作研究。当时的主要研究内容多为品种整理和比较试验、播种期试验、总结群众丰产经验、防止退化留种试验等。

据1988年统计,全国有4个马铃薯专业研究所(中心)、74个科研机构和20个农业院校所设的马铃薯研究室(组)或课题组开展马铃薯的研究工作。从事马铃薯研究的科技人员出版的著作和发表的论文,也取得了可喜的成绩。已出版的学术著作、译著和科普读本约有60多种,已发表的论文在1000篇以上。这些不仅活跃了学术思想,介绍了先进技术经验,也推动了科研与生产的不断发展。2.马铃薯研究工作的主要成就(1)种质资源工作。我国马铃薯地方品种资源丰富,不少品种具有很多优良特性,是品种改良的重要种质资源。因此,1956年农业部组织了一次全国范围内以县为单位的地方品种征集工作,当时共征集到地方品种567份。1950年以后陆续从前苏联和东欧一些国家引进品种和材料共250余份。1960年克山马铃薯研究所编印了《马铃薯品种解说》一书,向全国马铃薯育种单位介绍了一批较好的品种材料,推动了杂交育种工作的开展。

在种质资源保存和利用方面也取得了突破性的进展。1985年已有800余份材料,采用了组织培养、试管保存技术,有效地防止了各种病害的侵染,并为育种提供了优质无病的亲本材料。在研究利用方面,采用轮回选择方法,获得许多有价值的性状和特征。对近缘二倍体栽培种的利用也取得了较好的进展,除将它用作抗病、早熟、休眠期短的亲本材料外,还利用它具有能诱发孤雌生殖的隐性基因,诱发四倍体栽培种产生了双单倍体。(2)新品种选育。我国马铃薯育种工作主要是从国外引种、鉴定,并同时开展了品种间杂交和种间杂交育种工作,因而卓有成效地解决了生产用种的要求。20世纪50年代前期用于生产的马铃薯品种比较单一,主要有男爵、大名红、五台白、里外黄、深眼窝、巫峡、河坝和蓝花等,这些品种多不抗晚疫病和病毒病,产量不高,稳定性差。针对这些问题,从50年代中期开始,通过国内外引种鉴定,于1957—1959年在国内品种中鉴定出多子白等和在国外品种中鉴定出米拉等一批抗病、高产品种用于生产。我国的马铃薯杂交育种工作,自50年代中期开始到1988年共育成新品种100多个,生产上推广应用的有50多个。目前这些品种约占全国马铃薯总种植面积的85%以上,一般都增产20%左右。在育种途径上也有不断创新,如通过轮回选择培育出具有突出性状的新栽培种,进而应用新型栽培种材料制作杂交组合,种间杂交和近缘二倍体栽培种的利用都有新的进展。特别是在实生薯选育和杂种优势利用方面取得了较大进展,生产出来的实生薯群体整齐,分离小,抗晚疫病,产量高。(3)栽培技术方面。我国马铃薯栽培研究人员在不断总结经验的同时,从单一学科、单项措施的试验开始,逐步发展到多学科综合配套栽培技术的研究,为提高马铃薯产量做出了重大贡献。

运用先进科学技术,指导农民科学种田,扩大成果推广与配套应用,实现大面积增产,在全国出现了许多大面积高产典型。黑龙江省讷河县1982—1984年落实国家嫩北高产攻关计划,在太和乡12750亩大面积上采取综合高产措施,平均亩产由原来的1000千克提高到1638千克。

间、套、复种与改制,充分地利用地力,提高了产量。马铃薯和其他作物的间、套、复种,在我国中原二作区和西南单双季混作区,自20世纪70年代以来发展很快,对粮食等作物以及马铃薯的增产十分显著,间、套、复种的形式多种多样。在我国南方种两季水稻后的冬闲地增种一季马铃薯获得成功,并得到了较广泛的应用,促进了稻薯双丰收。

增产效果显著的栽培技术方法主要有利用小整薯作种实行整薯栽培,这是一项防病、抗旱、增产的有效措施,增产幅度为32%~39%。此外,还有土豆抱窝栽培法、丰产坑栽培法、覆膜促早法等等。(四)湖北省马铃薯生产概况及存在的主要问题1.湖北省马铃薯生产概况(1)马铃薯种植面积不断扩大。20世纪90年代,全省种植面积基本保持在300万亩左右,主产区鄂西地区种植面积一直稳定在225万亩左右。“十五”期间,湖北省马铃薯栽培面积迅速增长,达到405万亩左右,增长约35%。山区、平原、城郊马铃薯发展迅速,使湖北省山区和平原的马铃薯种植面积各占半壁江山。(2)马铃薯生产效益逐步提高。由于马铃薯具有粮菜兼用、单产相对较高等特点,“十五”期间,湖北省马铃薯已向平原、城郊地区快速扩展,并成为这些地区重要的冬季和早春经济作物。据全省多点冬作马铃薯生产效益统计,仅马铃薯一项,种植区的农民人平均收入增加120元以上。(3)种薯生产技术日趋成熟。鄂西山区具有高海拔生态隔离优势,马铃薯病毒的传播媒介少,一直是脱毒种薯的重要繁殖基地。优质马铃薯的推广,带动了鄂西种薯产业的发展,为自然劣势转变为生态优势和产业发展优势提供了新途径。同时,依托高新技术生产高质量的健康种薯——生物技术产业也在平原地区开始示范推广。(4)新品种选育和推广步伐加快。“十五”期间,湖北省先后选育了鄂马铃薯3号、鄂马铃薯4号和鄂马铃薯5号等新品种,还育成了一批具有不同优良性状的新品种,为今后的马铃薯产业可持续发展奠定了基础。“十五”期间,结合鄂西山区高海拔的自然隔离条件,示范推广了“试管薯—微型薯—标准种薯”的二年制种薯生产体系;并根据低山平原的特点,从技术途径上重点解决当地气温高、马铃薯病毒传播媒介多等不利生产条件,建立了“试管薯—微型薯”一年制种薯工厂化生产体系。这两种体系的建立,为湖北省马铃薯种薯产业的发展打下了坚实基础。(5)高产、高效栽培技术有了新的突破。“十五”期间,湖北省各地在马铃薯栽培技术上积累了一些经验,探索了多种高产、高效模式。在鄂西山区以间、套作为主的种植制度下,推广了“育芽带薯移栽”技术。该技术在保证全苗、壮苗的前提下,通过控制单株主茎数,达到了提高商品薯率的目的,年推广面积达到了100万亩左右。在平原和城郊地区,根据不同地区的产业结构,总结、示范、推广了“马铃薯下山”的高产、高效种植模式,即地膜马铃薯—花生(西瓜)—甘蓝、地膜马铃薯—棉花、地膜马铃薯—水稻、免耕秋马铃薯—中稻、免耕春马铃薯—中稻—免耕秋马铃薯等,集中连片的示范面积达到10万亩左右,马铃薯商品薯生产优势板块雏形已经形成。2.存在的问题(1)脱毒种薯应用率低。马铃薯易受病毒感染而导致品种退化,严重影响马铃薯的产量和品质。湖北省虽有先进的脱毒种薯生产技术,但目前脱毒种薯的覆盖率不到10%,规模化的种薯产业尚未形成。(2)病害为害严重。马铃薯病害的为害,对马铃薯生产具有较大的影响,尤其是马铃薯晚疫病、病毒病在湖北省部分地区发生日趋严重,一般田块常年发病率在20%。2008年,由于冰冻雨雪天气的影响,不少田块发生了晚疫病,一般田块发病率达30%,重点田块发病率高达70%~80%。晚疫病的发生严重地挫伤了薯农的积极性。(3)储藏设施简陋。目前,湖北省平原丘陵地区马铃薯主要是以鲜售为主,储藏设施几乎是空白,山区基本上以农户为单位,利用凉爽的自然条件采用地窖储藏,设施简陋,储藏量小,常年发生烂薯现象。2008年极度低温导致全省马铃薯普遍受冻,特别是鄂西地区马铃薯受冻最为严重,损失最大。简陋的马铃薯储藏设施已成为制约湖北省马铃薯生产发展的瓶颈。(4)鲜薯销售不畅。湖北省山区马铃薯产品进入市场受到品种、交通、市场诸多方面条件限制,大部分以自产自用为主,产品多了,销售就是难题;城郊以鲜薯销售为主,但受市场影响大,容易产生大起大落,效益极不稳定;平原丘陵鲜薯市场主要立足于南北季节差的优势,抢占北方4~5月份马铃薯供应的淡季市场,但因所需要的早熟和极早熟品种缺乏,常常出现贱价出售,价格落差过大,极易挫伤薯农的积极性。(5)加工工业滞后。由于多方面原因,湖北省马铃薯加工业几乎是空白,目前,仅剩存五峰县“五东薯业”一家,其主要是生产全粉,年消耗鲜薯能力只有1400吨,规模很小,加之设备落后,技术落后,原料价格承受能力低,企业经常处于半停产状态。近两年来,一些薯条、薯片加工企业相继在湖北省投产,但因缺乏专用加工品种,加工原料供应没有保障,长期下去也将危及到企业的生存和发展。(五)湖北省发展马铃薯产业的优势及发展建议1.湖北省发展马铃薯产业的优势(1)可利用面积空间大。从湖北土地资源现状来看,湖北是农业大省,土地资源丰富,特别是冬闲田可利用潜力大。据不完全统计,全省有冬闲田近千万亩,目前利用还不到1%,因此,发展马铃薯生产的土地资源还有很大的空间,尤其是鄂东及江汉平原水稻产区,耕作层深厚,土壤肥沃,呈沙性,适宜马铃薯生长,该地区冬闲田占全省80%,如果仅利用一半冬闲田发展马铃薯,全省就可以新增马铃薯面积400万亩,是全省现有马铃薯面积的一倍。(2)可推广高效模式多。近几年来,湖北省各级农业推广部门开展了多点试验示范,在山区推广了玉米套种马铃薯,在平原地区推广了“马铃薯—中稻”、“马铃薯—棉花”和“马铃薯—西瓜—芥菜”等高效栽培模式。其中,薯稻模式亩总产值达4000元左右,效益是传统栽培模式的2.5倍;薯棉模式亩总产值达4400元左右,效益是传统栽培模式的3倍;薯瓜菜模式总产值达5100元左右,效益是传统栽培模式的4倍。在配套技术上,主推了马铃薯垄作、免耕、稻草覆盖、地膜覆盖、配合防治、配方施肥等技术,其中,垄作定植、地膜覆盖技术应用面达80%,有20多个县、市实行了配方施肥,其中主产乡镇配方施肥应用面积达70%,重点示范村、示范户配方施肥达100%。(3)可适宜种植季节长。湖北省地处长江中游,气候条件南北兼备,全省地貌类型多样,既有肥沃开阔的江汉平原,又有连绵起伏的丘陵山地,还有层峦叠嶂的广大山区,这些地区均适宜马铃薯的种植。为了适应湖北省南北兼备独特的气候条件,根据马铃薯生长发育特点,结合湖北省耕作制度现状,近年来在以“冬种夏收”为主的基础上,平原地区成功示范推广了大棚促成“秋种冬收”马铃薯种植技术,水稻产区示范推广了秋马铃薯稻草覆盖栽培技术,效益十分明显。目前,湖北省在马铃薯种植季节已逐步实现了“冬种夏收、秋种冬收、秋种秋收”一年三季种植。这样不仅有效地延长了马铃薯上市时间,而且缓解了马铃薯买难卖难的矛盾,提高了薯农的收益。(4)可选择良繁基点广。湖北省东西南北层峦叠嶂,长江两岸群山环绕,在这些山区中选择海拔高、风速大、气候冷凉、生态隔离条件好、传播媒介少的区域作为马铃薯良种繁育的基地。在鄂西南有武陵山区,鄂西北有秦巴山区,鄂东北有大别山区,鄂中有大洪山山区,鄂南有幕阜山区。特别是鄂西南恩施土家族苗族自治州一带的武陵山区,繁殖马铃薯良种环境优势明显,是湖北省脱毒种薯的重要繁殖基地。(5)可运作的经营机制活。近年来,湖北省马铃薯产业坚持“面向市场建企业、依托企业建基地、围绕基地建良繁”的发展思路,坚持走“公司+基地+农户”的路子,使马铃薯产业化开发迈出了坚实的一步,一批马铃薯中介组织有力地促进了新品种和脱毒种薯的推广应用和商品薯的销售。一些县市重点乡镇成立了马铃薯产销协会,以网络销售方式帮助农民跑销路,产销会分别与各生产基地村、组、户或农村合作经济组织、经济人签订马铃薯生产收购合同,以订单形式销售马铃薯。在马铃薯加工业上,湖北省一批企业也正在兴起,如宜昌五东薯业、广水喜来佳食品公司、湖北上好佳公司等一批规模化马铃薯加工企业已经投产或正抓紧建设,马铃薯产业链的延伸,将会有效地促进市场机制的建立,提高马铃薯产业效益。在马铃薯产业的政策扶持上,省农业厅已将马铃薯生产列入了板块基地建设,2006年安排了近百万元的板块资金用于马铃薯的生产基地建设和良种应用。2.产业发展建议(1)强化区域种植规模。区域种植是现代农业发展的最基本要求。在区域布局上,应坚持“集中连片、产业开发”的原则,以乡村为单位,实行一村一品,合理开发,规模种植,做到建一块成一块,切忌一哄而起。要采取典型引路的形式,在全省重点抓好一批马铃薯种植大户、大组、大村、大乡镇,做到以点带面,推而广之,扩展规模,形成规模种植效益。在马铃薯主产区恩施、十堰、宜昌等山区重点发展马铃薯种薯和加工业生产,将高寒山区的自然条件劣势转化为马铃薯生产优势。在交通便捷的平原主产区襄樊、江汉平原和大中城市周边重点发展早熟、特早熟的商品薯生产,填补南北蔬菜淡季市场,以市场促进马铃薯生产。(2)强化良繁体系建设。建立微型薯、原种、合格种三级良种繁育体系是做大做强马铃薯产业的最关键措施。首先,要组织省内具有育种技术力量的科研教学单位联合协作攻关,尽快选育出适合湖北省大规模推广的专用马铃薯新品种。其次,要加强脱毒微型薯(原原种)的生产与监控,并选择在海拔1200米以上的无蚜虫区建立稳定性的脱毒马铃薯原种生产基地,确保原种无毒。第三,本着就近就便供应良种的原则,要因地制宜在马铃薯主产区选择海拔高、冷凉的山区建立一批合格种薯(二级原种)生产基地,逐步改变目前湖北省种薯大调大运的现状,实现“本地繁种为主、异地调种为辅”的目标。(3)强化病虫统防统治。要把马铃薯病虫防治列于重要的议事日程,加强病虫预测预报,及时发布病虫信息,指导病虫害防治。要组建专业化机防队伍,实行群防群治、统防统治。要积极开展病虫害防治研究,特别是要加强马铃薯晚疫病、病毒病的预测预报及防治研究。在病虫防治方法上应坚持“预防为主,综合防治”的原则,做到以农业防治为主,物理防治与化学防治相结合,同时要选准农药品种、防治时期和防治重点,以提高防治效果。(4)强化储藏设施建设。为减少马铃薯腐烂损失,必须加强马铃薯储藏、保鲜设施的建设。学习先进马铃薯储藏保鲜技术,在马铃薯集中产区建立一定规模的自动化控制储藏窖。同时要因地制宜利用山区气温低的自然条件,总结推广以农户为单位建立一批简易储藏窖,解决湖北省马铃薯储藏保鲜能力不足的问题。要大力推广储藏保鲜技术,在主产区逐步健全完善储藏保鲜设施,使商品薯能按市场需求分批上市,延长销售期,提高鲜薯质量与销售效益。(5)强化农技推广服务。农技推广服务,结合湖北省马铃薯技术推广服务的现状,全省上下各级农技推广部门要与时俱进,按照全国农业技术推广服务中心的要求,在推广方式上要从传统的以“技术为本”转向“以人为本”的农业推广,整个推广活动要围绕农民而进行,做到急农民之所急,想农民之所想,着眼于提高农民的素质,引导农民自愿接受新知识,应用新技术。要充分发挥农技部门自身优势,加强产前、产中、产后一条龙服务,特别是从农资供应、技术指导及拓宽销售渠道上侧重加强。要以市场为导向,大力发展马铃薯的订单农业,积极鼓励中介机构、加工企业与农户签订产销合同,做到与农户风险共担、利益共享。同时,农技推广部门要加强系统内部的联系与配合,加强与科研、教学、农民合作组织、涉农企业等单位的沟通与协调,努力形成纵向联动、横向互动的良好农技推广服务局面。(6)强化惠农政策扶持。马铃薯是一个高投入、高产出的产业。各县市要结合本地的实情,制订必要的优惠扶持政策,加大投入力度,健全投入机制,扶持马铃薯产业健康、稳定、有序、持续发展。建议国家实行马铃薯良种补贴,实行马铃薯机播机收购置补贴,对优质料基地、脱毒种薯繁育基地、种薯质量监控、储藏设施设备、市场及信息服务等环节给予支持。对增收效益显著的马铃薯生产大户、大村给予重点奖励。要加大马铃薯加工企业的扶持力度,通过设备改造,技术改进,逐步使马铃薯加工企业规模变大、产品变多、质量变优、效益变高、综合实力变强。二马铃薯的营养及加工(一)马铃薯的营养

马铃薯所含的营养元素主要有蛋白质、脂肪、糖类、粗纤维、矿质元素和各种维生素等,这些营养素是人体不可缺少的物质。(1)蛋白质。马铃薯鲜块茎中蛋白质含量一般为1.6%~2.1%,高蛋白品种可达2.7%。其性质与动物蛋白相近,可与鸡蛋媲美,能很好地为人体所吸收。(2)脂肪。马铃薯脂肪含量较低,在鲜块茎中脂肪的含量为0.1%左右,其茎叶的含量高于块茎,在0.7%~1.0%之间,马铃薯块茎中的脂肪含量相当于其他粮食作物的1/2~1/5。(3)糖类。块茎的含糖量较高,一般为13.9%~21.9%,其中淀粉约占85%左右,所含淀粉兼有直链和支链结构型,体积大,较禾谷类作物的淀粉易于吸收。(4)粗纤维。鲜块茎含有0.6%~0.8%的粗纤维,其含量低于莜面和玉米面,比小米、大米和面粉的含量要高2~12倍。(5)灰分。一般500克鲜块茎含有钾5.3毫克、钙48毫克、磷260毫克、二价铁4.0毫克,在灰分中还有其他无机元素镁、硫、氯、硅、钠、硼、锰、锌和铜等。马铃薯的灰分多呈强碱性,对平衡食物的酸碱度与保持人体血液的中和,具有显著的效果。12(6)含有多种维生素。含有维生素A、维生素B、维生素B,维36生素B、维生素P、维生素B、维生素C(抗坏血酸)、维生素H(生物素)、维生素K(凝血维生素)及M(叶酸)等。其中以维生素C的含量最丰富,一个成年人每天吃0.5千克马铃薯,即可满足体内对维生素C的全部需要量。

由此可见,马铃薯的营养成分是丰富而齐全的,在北方和高寒山区冬季马铃薯是维生素C的主要来源,按营养学观点,0.5千克土豆的营养价值大约相当于约2千克苹果,而禾谷类粮食作物多不含维生素C。马铃薯的营养丰富和养分平衡,已被许多国家所重视。马铃薯中富含的多种矿物质和维生素,不仅可以为肌肤提供所需的营养素,延缓皮肤老化,还能使皮肤变得更加洁净、滑嫩,抑制黑色素细胞的活动,从而达到美白肌肤的作用。(二)马铃薯的加工1.马铃薯深加工能力不能满足市场需求

目前我国的马铃薯的种植面积和总产量均居世界首位,分别占到25%和20%,但马铃薯的利用率并不高。在我国,马铃薯的30%被食用、30%用作饲料、8%用作种薯、22%作加工原料、10%作它用。我国人均消费马铃薯在2000年仅为14.5千克,是世界人均水平的一半;到2004年上升到19千克,但与发达国家的人均74千克比较相差还是很大。在加工利用方面,我国的马铃薯主要被用来加工粗淀粉,然后再加工成粉丝、粉皮等初级产品,真正用于薯条、薯片和全粉等附加值高的产品很少。据估计,2001年只有300万吨左右的马铃薯用于精淀粉、薯条、薯片和全粉的加工,仅占马铃薯总产量的5%。这与发达国家差距甚大。

随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,消费观念正发生着转变,我国食物结构也从偏重主食向讲求合理平衡营养的方向转化,由于马铃薯营养全面,马铃薯食品的社会需求会不断增加。预计未来我国的马铃薯消费平均每年至少有5%的增长。2.马铃薯深加工技术

马铃薯鲜薯经加工利用后不仅可使鲜薯增值,而且可以极大地延长保质期。将马铃薯加工成淀粉、全粉可以使马铃薯增值,如果加工成其他休闲、变性淀粉和全粉等产品,增值可达10倍以上。我国马铃薯加工业发展尚属起步阶段,马铃薯深加工开发利用率很低,年产量的78%用以鲜食,用于精深加工的仅有10%。其中淀粉的加工量占全部马铃薯加工量的90%以上,马铃薯加工产品主要有马铃薯淀粉及以淀粉为原料的再加工产品,如粉丝、薯片、薯条、脱水薯块和全粉等。产品大多仍属于初期阶段,数量十分有限,这与我国经济发展和人们生活水平提高对马铃薯深加工产品的需求不相适应,可见我国马铃薯市场开发潜力巨大。(1)淀粉加工。马铃薯干物质主要是淀粉。马铃薯淀粉因其蛋白质含量高和脂肪含量低、糊化温度低、颗粒大、安全水分高、无任何异味等优良的品质和独特的性能,具有其他淀粉无可比拟的优越性,决定了马铃薯精淀粉的加工价值、经济价值和广阔的市场前景。

1)马铃薯淀粉的主要用途:

变性淀粉:变性淀粉是指通过用物理、化学的方法或酶制剂的作用改变马铃薯原淀粉的理化性能,使淀粉分子在化学结构上发生变化后而产生的一种新型淀粉衍生物,可广泛用于医药、化工、纺织、造纸、石油、铸造、酒精制造业等。从马铃薯淀粉制造出的糊精、α-淀粉、阳离子淀粉等变性淀粉,保留了马铃薯淀粉的黏度特性和透明性,改变其不加热不溶解,不耐老化,耐热、酸、酒精弱等性质。马铃薯变性淀粉在发达国家使用比例高达80%。目前,马铃薯变性淀粉在我国的应用尚属于起步阶段,发展潜力很大。

面食类:方便面及面条食品中添加马铃薯淀粉,主要有以下几方面效果。①制品透明度高,表面光滑,色泽好;②大大改善食品的黏性和弹性,食感好,对改善方便面食味的劣化有效果;③对面的调理时间的改善有效果,使调理汤温度低。这样的效果是其他淀粉不可替代的。

水、畜产加工制品:用各种粉碎的鱼肉或畜肉及淀粉等加工的食品,其中的水产加工制品是日本传统的食品之一,畜产加工制品主要是西餐,如畜肉火腿等。这样的食品中加入马铃薯淀粉,主要有以下效果。①起到增强制品弹力、保存制品水分的效果。②食品口感食味好,肉质不变味;改进加工工艺,容易通过加热工序。

休闲类食品:利用马铃薯淀粉黏度和膨胀度高的特性,以马铃薯淀粉为主要原料,制作膨化、休闲类食品。

2)马铃薯淀粉生产工艺:马铃薯淀粉颗粒包含在细胞液中,生产马铃薯淀粉的主要任务就是尽可能地破坏大量的马铃薯块茎的细胞壁,从释放出来的淀粉颗粒中清除可溶性和不溶性的杂质,得到纯净的马铃薯淀粉。

传统工艺流程:马铃薯→清洗→磨碎→薯渣分离→沉淀→干燥→粗淀粉。

工业化生产工艺流程:马铃薯原料→清洗→磨碎→筛分→分离淀粉→洗涤淀粉→脱水→干燥→包装。(2)全粉加工。马铃薯全粉是马铃薯去皮煮熟脱水的制成品,一般可分为马铃薯泥、粉、片、丁等。目前,国内上规模的生产企业全国不足10家,生产能力约在1万吨左右。目前市场需求约为3万吨,而且市场对休闲、快餐、方便食品的需求正以20%以上的速度增长,对马铃薯全粉的需求量不断增加。

全粉加工工艺:筛选鲜薯→连续送料→流水洗净→蒸汽去皮→切片→漂洗→预煮→蒸煮→去除杂质→脱水→粉碎→过筛→烘干→包装。(3)休闲食品加工。马铃薯速冻薯条在发达国家食用普遍,我国马铃薯速冻薯条加工尚处于起步阶段,全国现有速冻薯条厂4家,年生产能力3万吨,实际产量2万吨,而市场实际消耗量在10万吨以上,若按13亿人口人均马铃薯食品10千克计算,则年需马铃薯食品约130万吨。可见,马铃薯食品在我国存在巨大的市场需求和空间。

1)速冻马铃薯条加工工艺:筛选鲜薯→清洗→去皮→切条→漂洗→漂烫→-30~-35℃速冻包装→-18℃保存。

2)油炸马铃薯片(条)加工工艺:筛选鲜薯→清洗→去皮→切片(条)→漂洗→漂烫→油炸→调味→冷却→包装。

3)膨化马铃薯生产工艺:精选鲜薯→洗涤→去皮→整理→切丁或条、片→上色处理→预煮→冷却→杀菌处理→干燥→膨化→添加调味剂→包装。(4)马铃薯渣利用。马铃薯废渣富含纤维,可以制成具有保健、抗癌作用,且安全廉价的膳食纤维。获得的膳食纤维外观为白色,持水力为800%,膨胀力经过24小时达到1.5倍。

制作工艺:马铃薯渣→除杂→α-淀粉酶解→酸解→碱解→功能化→漂白→冷冻干燥→超细粉碎→成品→包装。

马铃薯渣菌体蛋白饲料以马铃薯渣为主要原料通过微生物发酵,在短时间内产生大量的菌体蛋白,使蛋白质含量迅速升高,由发酵前的4.25%提高到15%~57.49%。此外,马铃薯渣中,木质素与纤维素之间的紧密结合被破坏或转化为低分子的糖类、氨基酸、维生素、蛋白质等,提高薯渣饲料的消化率、吸收率、利用率,从而提高了薯渣的生物学价值。(5)几种常见马铃薯产品加工技术。

1)马铃薯酥糖片的加工技术:①选薯切片:选择50~100克的新鲜、无病虫害的马铃薯,将表皮泥土洗净,再放入20%的食用碱水中,用木棒不断地搅动脱皮。等全部脱皮后,捞起冲洗干净沥干备用。切片可按需要切成厚约2毫米的菱形或三角形薄片,切后浸在清水中,以免表面的淀粉氧化变色。②煮熟晒干:煮时一定要掌握好火候,保持薯片熟而不烂。然后晒干,晴天可放在阳光下晒;阴雨天可烘干(温度控制在30~40℃)。晒干或烘干的标准以一压即碎为宜。③油炸上糖衣:将干制好了的马铃薯片放入加热沸腾的香油或花生油中油炸,每次投入量可根据油的多少而定。油炸时,要用勺轻轻搅动,使之受热均匀,膨化整齐。当炸至金黄色时,迅速捞出沥干余油,然后倒入融化了的糖液中(化糖时应尽量少放水,糖化开即可)不断地搅拌,用小火使糖液中的水分完全蒸发。马铃薯片表面便形成一层透明的糖膜,完全冷却后可包装成小袋,密封袋口即成成品。

2)马铃薯酱:①加工配料:马铃薯泥50千克,白砂糖40千克,水17千克,食用色素适量,食用香精100毫克左右,粉末状柠檬酸约0.16千克,营养剂适量。②操作步骤:先将马铃薯洗干净,除去腐烂、出芽部分,然后将皮削掉,放在蒸笼内蒸熟,出笼摊晾。再擦筛成均匀的马铃薯泥备用。将白砂糖、水放入锅内熬至110℃时,将马铃薯泥倒入锅内,并用铁铲不断地翻动,直至马铃薯泥全部压散,同时要防止糊锅底。继续加热至115℃时,将柠檬酸、色素加入,并控制其pH值为3~3.2。此时由于温度过高需勤翻勤搅,防止结焦。用小火降温,到锅内物料至100℃时,将水果食用香精和营养添加剂加入锅内,用木板搅匀后即可装罐(空罐事先要洗净杀菌后方可使用)。装罐后如不杀菌,可将罐体倒置20分钟,然后贴标即为成品。

3)马铃薯饴糖:将六棱大麦在清水中浸泡1~2小时(水温保持在20~25℃),当其含水量达45%左右时将水倒出。继而将膨胀的大麦置于25℃室内让其发芽,并用喷壶每天喷水2次。4天后当麦芽长到2厘米以上时备用。同时制备马铃薯渣料:马铃薯渣研细过滤后,加25%谷壳,然后把80%左右的清水洒在配好的原料上,充分拌匀放置1小时,分3次上屉。第1次上料40%,等上汽后加料30%,再上汽时加上最后的30%,待再次上汽时计时2小时,把料蒸透,然后糖化。将蒸好的料放入木桶,并加入适量浸泡过麦芽的水,充分搅拌。当温度降到60℃时,加入制好的麦芽(约占10%),然后上下搅拌均匀,再倒入麦芽水,待温度下降到54℃时,保温4小时。温度下降后再加入65℃的温水100千克,继续让其保温。经过充分糖化后,把糖液滤出,将糖液置于锅内加温,经过熬制,即可成为马铃薯饴糖。

4)马铃薯香脆片:①原料处理:选大小均匀、无病虫害的薯块,用清水洗净,沥干后,去掉表皮,将薯块切成1~2毫米厚的薄片,再投入清水中浸泡,以洗去薯片表面的淀粉,避免变质发霉。②水烫:在沸水中将薯片烫至半透明状、熟而不软时,捞出放入凉水中冷却,沥干表面水分后备用。③渍制:将八角、花椒、桂皮、小茴香等调料放入布包中水煮30~40分钟,待置凉后加适量的食糖、食盐,把薯片投入其中浸泡2小时左右,捞出后晒干。④油炸:先将食用植物油入锅煮沸,再放入干薯片,边炸边翻动,当炸至薯片膨胀且色呈微黄时即可出锅,冷却后包装。

5)马铃薯香辣片:①备料:马铃薯粉72%(过60目筛后,入锅炒至有香味时出锅备用)、辣椒粉12%(过60目筛后备用)、芝麻粉10%和胡椒粉2%(入锅炒出香味后备用)、食盐3%、食糖1%。②拌料:将以上各原料加适量优质酱油调成香辣湿料,然后置于成型模具中压成各种形状的湿片,晾干表面水分。③油炸:将香辣片放入煮沸的油锅中炸制,待其表面微黄时出锅,冷却后包装出售。3.马铃薯加工业的发展对策

为促进马铃薯生产产业化发展,使之成为一个经济增长点,首先应加大加工品种选育的力度,这是保证产品质量的前提和基础。二是采用高新技术,应用先进设备,提高转化效率,达到马铃薯增值目的。三是发展旅游休闲食品和快餐食品,改善人们的生活,提高生活质量。建立和完善马铃薯的深度加工体系,加大综合开发力度,走产业化开发、生产、加工、销售一体化的经营之路。4.加工用马铃薯的品质要求(1)鲜食菜用型马铃薯。要求薯形圆或椭圆形,薯形美观,表皮光滑,芽眼浅,白皮白肉或黄皮黄肉,大中薯率高(在75%以上),薯块大小均匀整齐,无畸形,无癞皮,无青皮,无空心,耐贮运。薯块肉质鲜嫩,不易产生褐变,对淀粉含量要求不高,淀粉含量13%~17%,维生素C含量15毫克/100克以上,粗蛋白质含量1.8%以上,龙葵素20毫克/100克以下,食味好,有薯香味,无土腥味、回生味或麻口感,煎、炒时不易成糊状。鲜食菜用型马铃薯品种一般分为早熟菜用型品种与晚熟菜用型品种两类。(2)淀粉加工型马铃薯。适于淀粉加工的马铃薯品种,除了产量要高,关键是淀粉含量要高,同时薯块芽眼要浅。国内高淀粉马铃薯品种的标准薯块淀粉含量18%以上。一般淀粉含量愈高的品种,熟性就愈晚。利用高淀粉的品种,淀粉加工企业将获得更加显著的经济效益。当淀粉提取率为90%时,生产1吨精淀粉,用淀粉含量14%的品种作原料,需要原料薯6.35吨;如用淀粉含量18%的品种,只需要原料薯4.94吨。由此可见,利用淀粉含量高的品种,可大大节省加工的生产成本。(3)油炸薯片、薯条加工型马铃薯。

1)油炸薯片加工型马铃薯品种应具有的主要性状:薯块还原糖含量0.2%以下,最高不超过0.3%;干物质含量19.6%以上(薯块比重1.0800);薯形为圆形或短椭圆形,芽眼浅,白皮白肉,薯块中等大小(50~150克),无青皮,无空心,薯肉不产生褐斑,耐贮藏。如在低温贮藏条件下,淀粉不转化糖的品种最好。

2)油炸薯条加工型马铃薯品种应具有的主要性状:薯块还原糖含量0.3%以下,最高不超过0.4%;干物质含量19.9%以上(薯块比重1.0815);薯形为长形或长椭圆形,长度在6厘米以上,宽不小于3厘米,单薯重120克以上,大薯率高,芽眼浅,白皮白肉或褐皮白肉,无空心,无青皮,耐贮藏。(4)全粉加工型马铃薯。凡是适合油炸薯片加工或油炸薯条加工的马铃薯品种,均适合马铃薯全粉加工。三马铃薯的生物学特性栽培种马铃薯是双子叶的种子植物,它属于茄科茄属的一年生草本植物,但生产上绝大多数是利用块茎进行无性繁殖,因此,又可看做是多年生的植物。(一)形态特征

马铃薯的植株由根、茎、叶、花、果实及种子组成。1.根

由块茎无性繁殖长出来的根为须根,没有主根与侧根的分别,须根是从种薯上幼芽基部发出的;而由浆果里的实生种子培育的实生苗发育的植株则有主根与侧根之分。马铃薯的根系大部分分布在地表下40~70厘米之间,但也有达到1米以上的。

以根的特征鉴别品种的标志有以下几点。

1)入土深度:一般早熟品种的根入土浅,而晚熟品种的根入土较深。

2)根系分布:一般早熟品种根系不太发达,分布不广,而晚熟品种根系发达,分布较广泛。

3)根系拉力:抗旱性强的品种根系拉力大,反之则小。2.茎

马铃薯的茎有地上茎、地下茎、匍匐茎和块茎。(1)地上茎。地上茎是由埋入土中的块茎芽眼中抽出来的枝条。茎上有棱3~4条,棱角突出呈翼状。茎上节部膨大,节间分明,节处着生复叶,节间中空。

以地上茎的特征鉴别品种的标志有以下几点。

1)茎色:有绿、紫、褐、红及浅紫等色,因品种而异。

2)株型:有直立、半直立和匍匐型3种。

3)茎高:早熟品种茎较低,而晚熟品种则较高。

4)分枝:一般早熟品种分枝较少,而且分枝部位较高,晚熟品种分枝较多,分枝部位较低。

另外,茎的粗细、有无茸毛等均可作为区分品种的标志。(2)地下茎。块茎发芽后埋在土壤内的茎为地下茎。地下茎的节间较短,在节的部位生出匍匐茎(枝),匍匐茎顶端膨大形成块茎。(3)匍匐茎。匍匐茎又称匍匐枝,实际上是茎在土壤中的分枝,其顶端膨大结薯。匍匐茎略呈水平向外生长,入土不深。在普通的栽培条件下,不是所有的匍匐茎都能积累养分形成块茎,只是最下边的几层匍匐茎才能膨大为块茎。因此,在栽培上应采取育苗、深栽和分层培土,增加结薯层次。

以匍匐茎的特征鉴别品种的标志有以下几点。

1)形成期:早熟品种在幼苗出土后7~10天即开始长出匍匐茎,2周后其顶端膨大,逐渐形成块茎。晚熟品种在幼苗出土后20天左右才开始生出匍匐茎。

2)长度:一般早熟品种较短,3~10厘米,晚熟品种较长,结薯分散的品种长达10厘米以上。(4)块茎。栽培马铃薯的主要目的就是为了获得高产的块茎。块茎是生长在土壤中缩短了的茎,它是匍匐茎顶端膨大形成的。块茎性状是鉴别品种的重要标志。

以块茎的特征鉴别品种的标志有以下几点。

1)结薯习性:结薯多与少、集中与否都因品种而异。

2)薯形:有圆、椭圆、长椭、扁圆等。

3)皮色:有白、黄、红色之分。

4)肉色:有白、黄色之分。

5)芽眼:多少、深浅因品种而异,也是作为马铃薯商品性的主要标志。3.叶

马铃薯的叶子着生在茎节处,在幼苗期是单叶,到后期均为复叶。正常的马铃薯叶子为奇数羽状复叶,复叶的顶部小叶为顶叶,两侧的小叶为侧小叶,一般有3~7对,侧小叶之间还有大小不等的二次小叶,复叶的叶柄很发达,叶柄基部有一对托叶。

以叶的特征鉴别品种的标志有以下几点。

1)大小:复叶及小叶的大小在品种间区别很大。

2)形状:顶叶及侧小叶的形状因品种而异。

3)茸毛:一般抗旱品种茸毛较多。

4)排列:小叶的排列疏密不一,也可鉴别品种。

5)色泽:分为淡绿、绿和深绿。4.花

马铃薯的花是聚散型花序,总花梗着生于茎的中下部叶腋处,花梗上有几个分枝,每个分枝着生2~4朵花,每朵花有一个花柄着生在花序上。花是由5瓣联结,形成轮状花冠,花内有5个雄蕊1个雌蕊。雌蕊着生在5枚雄蕊的中央,由花柱、柱头和子房组成。马铃薯的一朵花开放时间为3~5天,一个花序可持续10~15天,一般在上午8时左右开花,下午5时左右闭花。

以花的特征鉴别品种的标志有以下几点。

1)花期:早熟品种一般开花期较早,持续时间较短,晚熟品种开花期较晚,持续时间较长。

2)颜色:有白、粉红、紫、蓝紫和蓝色,是鉴别品种的重要特性。

3)花序:其多少因品种而异。

4)雄蕊:淡黄绿色的雄蕊一般是雄性不育,以此可识别品种。5.果实和种子

马铃薯属于白花授粉作物,在没有昆虫传粉的情况下,异花授粉率仅为0.5%左右,能天然结实的品种基本上全是自交结实。浆果为球形,少数为椭圆形,前期为绿色,接近成熟时在顶部变白,逐渐转为黄绿色。果中含有种子数目不等,有的多达300粒以上,有的很少,只有几十粒。种子很小,多数品种千粒重0.5~0.6克。

以浆果的特征鉴别品种的标志主要有:浆果大小、带不带其他颜色的斑纹,以及是否伪果(即无种子的浆果)。(二)生物学特性1.马铃薯的生长发育特性

马铃薯的生长发育也是呈周期性的,大致可分为四个阶段:①成熟的块茎经过一段时间的休眠才能作为种薯播种,即休眠阶段。②播种后,依靠自身的营养生根发芽长出幼苗,即自养阶段。③出苗后,通过光合作用制造有机物,利用根系吸收水分和无机元素,形成完整的植株生长体系,直到开花达到植株的最大繁茂,即异养阶段。④开花后,地上部分停止生长,块茎迅速膨大,积累养分到成熟,即块茎形成阶段。(1)块茎的休眠。新收获的马铃薯块茎,在适宜的条件下也不能发芽,必须经过相当长的时间才能发芽,这种现象叫做“休眠”,这段时间的长短叫做“休眠期”。休眠期的长短与品种和贮藏条件有密切的关系。有的品种休眠期长达4~5个月,也有的品种休眠期只有1个月,甚至新收获不久,块茎就能发芽,这是由品种的遗传特征所决定的。贮藏期温度的高低也影响块茎的休眠期,高温可以明显缩短块茎的休眠期。另外,休眠期的长短还与块茎的成熟度有关,因为块茎的休眠在块茎形成后就开始,所以幼嫩块茎比老熟的块茎休眠期长,脱毒微型薯的休眠期就更长了。了解品种的休眠期,对于块茎的贮藏及调种有一定的意义。

马铃薯块茎休眠的发生和解除,以芽有无和生长即萌芽为分界标志。最早关于块茎长时间保持休眠的看法,只是从外部找原因,认为是由于薯皮阻碍氧气进入块茎,引起呼吸减弱、养分分解缓慢,使芽缺少营养物质和能量供给所造成。在生产上种薯切块栽植比整薯栽植发芽较快,支持了这种看法。但现在已知块茎切伤后,赤霉素类物质增加和呼吸加强是切块易于发芽的原因。再从周皮解剖结构的变化看到,休眠解除时的块茎,周皮细胞的层数及其木栓化的程度远超过刚收获时块茎的周皮。周皮的透氧性变得更差了,然而芽却在这时萌发起来。另有试验也表明,当把块茎里的氧含量降至5%~10%时,能顺利发芽,把氧含量增加到20%时,反而促使休眠期延长。由此可见,氧气供应不足是造成块茎休眠的理由不能成立。

后来很多试验表明,马铃薯块茎休眠及其解除而萌芽受相当多的内在因素所支配。早在20世纪40年代,发现块茎周皮中存在一种叫夕-抑制剂的物质,能抑制α-淀粉酶的活性和氧化磷酸化过程,从而使芽缺少所需的可溶性糖类和进行代谢活动所需的能量,迫使块茎保持休眠状态。60年代,从块茎中提取出脱落酸,能抑制α-淀粉酶、蛋白酶和核糖核酸酶的活性,使芽生长锥细胞的分裂和生长活动受到抑制。与此同时,从块茎周皮中又提取出赤霉素类物质,它们在块茎成熟期间一直保持着低水平,临到块茎休眠终了时才增加起来。赤霉素类物质能使α-淀粉酶、蛋白酶和核糖核酸酶活化,刺激细胞分裂和伸长,从而促进萌芽。赤霉素和脱落酸是在酶触作用下,由同一原料乙酰辅酶A经甲瓦龙酸而双萜再通过决定这两类物质合成的转换器——光敏色素光周期的影响下而形成。块茎由休眠解除而进入萌芽,依靠芽生长锥细胞不断分裂产生新细胞和它们的相继伸长。这取决于是否有各种营养物质、内源激素和源源不断的能量供应。抑制剂和赤霉素物质虽然不是营养物质和能量,但它们对于调控物质和能量代谢的特定的酶类的活动有影响。只有当决定着萌芽的特定酶类被活化起来,块茎才能进入发芽,否则,块茎就继续保持休眠状态。所以,内源激素好像一把打开或锁住营养物质和能量仓库的锁钥,左右着块茎的休眠和萌芽。这一切活动都与栽培和贮藏条件对块茎内部环境的影响有密切联系。

休眠期长的品种适合北方一季作地区种植和加工利用,所以块茎的休眠对生产是比较有利的。但如果是冬季生产的微型薯,春播时因块茎的休眠没有通过而延误播期,影响产量,这就对生产不利了,所以必须人工打破休眠,下面介绍一种常用的打破种薯休眠的方法。

方法:用一个密闭的容器盛放种薯,容器下部以玻璃器皿盛放“731”催芽剂熏蒸24小时。

药液比例:氯乙醇∶1,2-二氯乙烷∶四氯化碳=7∶3∶1

用量:每千克薯可用1毫升药液。(2)种薯的萌发。块茎播种后在适宜的条件下才能萌发。块茎发芽的最低温度为5~6℃,最适温度是15~17℃。从播种到出苗所需时间和土壤温度有密切关系,在适宜的温度范围内,温度愈高,出苗所需时间愈短。提早播种,因土壤温度过低,幼根和幼芽生长缓慢或停止而延长出苗期。

种薯发芽出苗除受土壤温、湿度影响外,还与贮藏期的温度变化有关。播前贮藏温度低于8℃,块茎播种后发芽较慢,所以播前应将低温下贮藏的种薯移至12℃以上条件下晒种。这样出苗速度快,芽苗健壮。

块茎上不同部位的芽眼发芽快慢也不同,一般是顶部芽眼发芽早,出苗快,生长也最旺盛。相反,愈近脐部的芽眼发芽愈迟,出苗慢,生长较弱。(3)植株的生长发育。马铃薯的植株是在一定条件下由根、茎、叶三部分密切配合下生长发育的。从幼苗出土,其绿色茎叶即开始利用光合作用制造养分,发育良好的根系从土壤中吸取足够的水分和无机元素,以供植株各部分生长利用。随着植株中养分的分配和根、茎、叶的生长发育,才形成完整的植株生长体系,直到开花达到植株最大繁茂。

一般在出苗后20天左右,地下各节的匍匐茎就都长出,并横向伸长。出苗后1个月左右,植株开始现蕾,与此同时,匍匐茎的顶部开始膨大形成小块茎。现蕾期是生产管理的一个重要标志,即开始起垄培土,若培土过迟,就会在培土过程中损伤小薯而影响产量。现蕾后15天左右开始开花,地上部茎叶生长进入盛期,叶面迅速增大。盛花期是地上部茎叶生长最旺盛时期,此后,地上部生长趋于停止,制造的养分不断向块茎输送。(4)块茎的形成。多数品种是在现蕾期块茎开始膨大,但通常马铃薯到开花盛期,叶面积最大,制造养分的能力最强,所以开花后20天左右块茎增长的速度最快,而后随着地上部茎叶的逐渐衰退,输入块茎的养分也相应地减少,一直到茎叶完全枯死,块茎才停止增大。此时块茎皮层加厚,进入休眠期。

马铃薯块茎的膨大与浆果的形成,在养分分配上是有矛盾的,因浆果的生长和块茎的膨大基本上是同期进行的。植株上浆果愈多,对块茎产量影响愈大,一般会减产5%~10%,多者可达20%以上。所以如果不是为了采收种子,应对那些结果较多的品种及时摘花摘蕾,以免浆果与块茎争夺养分。2.生长发育与气候因子(1)温度与生长发育。温度对马铃薯各个器官的生长发育有很大影响,关系到安排播种期、决定种植密度等。掌握温度与各器官生长的关系,可以更好地调控器官间的相关性。

解除休眠的块茎,芽条在5℃生长极缓慢,随着温度逐步上升至22℃,生长也随之相应加快。芽条生长的适温是13~18℃,此时芽条粗壮,根量较多。新收获的块茎,芽条生长则要求25~27℃的高温,但芽条细弱,根数少。因块茎具有顶芽优势,抑制侧芽的萌发,从而影响薯块的萌芽数,而与温度有关系。如将4℃贮藏的种薯,分期移至7℃、10℃和15℃萌芽,萌芽数以7℃最多,15℃最少。

茎的伸长在18℃最适,6~9℃极缓慢,高温则引起茎徒长。叶在16℃较低温度比在27℃高温扩展较快,枯死较早。叶扩展温度下限为7℃。在低温条件下比之高温叶数较少,但小叶较大而平展。叶重最大发生在12~14℃;而最大茎重则在18℃。对花器官的影响主要是夜温,18℃大量开花;12℃形成花芽,但不开花。

块茎形成的适温是20℃,在低温形成较早,如在15℃出苗后7天形成;在25℃出苗后21天形成。27~32℃高温,则引起块茎发生次生生长,形成小薯。昼夜温差大小影响薯/秧比值,二作区春薯和秋薯的薯/秧比值分别为1和2。昼夜温差对块茎生产也有密切关系,如日温30℃和夜温17℃与日夜温均为23℃相比,块茎产量为365克/株、159克/株。块茎种性与夜温有密切关系,子代块茎产量随着父代块茎形成时所处夜温的增高而随之相应地降低。这种影响还可继续传到第三代。二作区运用春阳畦保种和秋作留种,是对这一规律的具体运用。

最适宜块茎生长的土温是15~18℃。夜间较低的气温比土温对块茎形成更为重要。如植株处在土温20~30℃的情况下,夜间气温12℃能形成块茎;夜间气温23℃则无块茎。显然较低的夜温有利于茎叶同化产物向块茎的运输。(2)光照与生长发育。马铃薯的生长、形态建成和产量对光照强度及光周期有强烈反应。在16℃恒温、适宜空气相对湿度条件下,每天给予16小时光照强度38000和16000勒克斯,发现光强不仅影响马铃薯植株的生产量,而且影响同化产物的分配和植株发育。茎在弱光下伸长强烈,表现细弱,强光下茎矮壮。叶和茎的干重在8000和16000勒克斯,比在弱光下增长1倍以上。小叶面积在8000勒克斯比在16000勒克斯大,但叶片很薄,弱光下小叶面积很小。植株总干重和块茎干重在16000勒克斯强光下,比在8000勒克斯重25%左右,而在3000勒克斯弱光下块茎干重只有强光下的1/15~1/20。

短日照比之长日照使茎的伸长停止较早,块茎发生较早,植株提早衰亡。但日照长短不影响匍匐茎的发生。茎在14~16小时日光下,比10~12小时长度高20%以上。花芽在短日照分化较早,但花芽在开花前败育。由于花芽在短日照下形成较早,所以短日下生长的植株其最终株高要比长日照下约矮一半,但叶/茎比值较大。

日照长度与光强和温度有互作的影响,高温一般促进茎伸长而不利于叶和块茎的发育,特别是在弱光下。但高温的不利影响,短日照可以抵消,使茎矮壮、叶肥大,块茎形成较早。因此,高温短日照下块茎的产量往往比高温长日照高,高温弱光和长日照则使茎叶徒长,块茎几乎不形成,高温长日照匍匐茎形成枝条。开花则需强光、长日照和适当的高温。

综上所述,马铃薯各个生长时期对产量形成最有利的情况是,幼苗期短日照、强光和适当高温,有利于促根、壮苗和提早结薯,发棵期长日照、强光和适当高温,有利于建立强大同化系统,结薯期短日照、强光和较大的日夜温差,有利于同化产物向块茎运转,促使块茎高产。(3)水分与生长发育。马铃薯不同生长时期对水分的要求不同。发芽期芽条仅凭块茎内的贮备水分便能正常生长,待芽条发生根系从土壤吸收水分后才能正常出苗。此期要求土壤保持湿润状态,土

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