晋北地区农户马铃薯贮藏窖改造与贮藏效果试验

杜培兵 范向斌 白小东 张永福 杨春 齐海英 王兴涛 毛向红 朱智慧 陈云 岳新丽

摘 要：

晋北地区具有天然冷空气资源优势，试验依据空气流动方向上热下冷的对流原理，使薯堆内与窖内外快速通风换气，本文提出了农户马铃薯贮藏窖的改造技术方案，并比较研究马铃薯传统窖、自然通风窖和强制通风窖对马铃薯的贮藏效果，为马铃薯贮藏提供理论依据。试验结果表明：农户马铃薯贮藏窖改造后2种模式，以强制通风效果最好，自然通风次之，二者都能够有效调节窖内温湿度，降低贮藏马铃薯的腐烂率和发芽率，农户马铃薯贮藏窖改造技术在晋北马铃薯主产区具有广阔的应用前景。

关键词：

马铃薯传统窖; 自然通风窖;强制通风窖;改造技术;贮藏效果

中图分类号：S-3

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191230004

引言

山西省马铃薯种植的特点是生产规模小，相对分散，马铃薯的贮藏主要以户为单位，90%以上是以传统的农户小型土窑窖为主。土窑窖结构简单，由于造价低、保温性好，因此被广大山区农户普遍采用[1]。但是传统土窑有很多缺点，如窖内通风较差，不能充分利用自然冷源;温湿度的可控性也较差，不利于薯堆内部热量散发，致使马铃薯腐烂和发芽较重，贮藏损失较大，达不到理想的贮藏效果[2]。为改善传统马铃薯窑窖贮藏条件，减少马铃薯块茎在贮藏期间腐烂和发芽现象，减少贮藏损失，对农户小型马铃薯贮藏窖进行改造试验，优化了贮藏技术。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 试验材料

马铃薯品种：当地主栽品种晋薯16号马铃薯（2018年10月10日收获），收获后在5℃避光愈伤5d，挑选大小适中、无机械伤，无病马铃薯块茎作为试验材料。

改造贮藏窖材料： PVC管、三通、弯头、砖、钢卡、轴流风机、电线和砂子。

1.1.2 试验地点

山西省大同市广灵县梁庄乡曹庄村农户贮藏窖。

1.1.3 试验仪器

L95-63温湿度记录仪，由上海发泰精密仪器仪表有限公司生产; TPJ-26-G二氧化碳检测仪，由浙江托普云农科技股份有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 自然通风窖改造

自然通风窖利用进风口低和出风口高（3～5m）形成气压差，使天然冷空气进入窖内与窖内热空气形成对流。自然通风窖改造方法：在农户传统马铃薯贮藏窖基础上进行改造，主通风管与外界连通，出风管道安装在窖顶，主通风和出风管使用直径10cm的PVC塑料管制成，将通风管道铺设在地面上，窖内地面安装若干个“口”字型通风管，每个“口”字型通风管都和主通风管连接，安装在窖体底部，“口”字型通风设施中心竖立1.5m高PVC管，竖立管和支管道均匀打孔，孔面积总和大于进风口和出风口面积，以免气流受阻，使马铃薯薯堆内部热空气快速到达窖顶部（如图1所示）。贮藏期内，马铃薯呼吸产生的热量使窖内温度升高，冷空气通过主通风管从窖外进入窖内，接着进入支通风管，再进入薯堆内部，与薯堆内部进行空气交换后，最后由出风管道排出窖外[3]。

1.2.2 强制通风窖改造

在自然通风窖基础上进行改造，将通风管道连通并汇集到1个进风口，进风口或出风口处安装轴流风机，如图2所示。如果贮藏窖通电不方便，可以用小型柴油发电机或太阳能板发动机提供电源[4]。

1.2.3 马铃薯贮藏效果试验

2018年10月15日马铃薯全部入窖贮藏，试验开始， 2019年4月15日试验结束，整个试验时间为180d;试验农户窖均为地下式窑窖，马铃薯贮藏量占窖容积的1/2～1/3之间，自然通风窖和强制通风窖内安装通风设施，农户传统贮藏窖内没有安装通风设施（对照）。

入窖前进行挑拣分级，去除病薯、烂薯和伤薯。贮藏期间记录窖内外温湿度（设定记录间隔时间为2h），并记录窖内CO2浓度。在试验结束时采用随机抽样调查方法，统计马铃薯薯块的腐烂率和发芽率。分别从近窑口的1/3 处、1/2 处、距窖口最远处的薯堆中间随机取100个薯块，调查病、烂薯和发芽薯的情况，3处的平均值即为薯块腐烂率或发芽率。计算公式：腐烂率（%）=腐烂薯块个数/马铃薯总个数×100;发芽率（%）=发芽薯块个数/马铃薯总个数x100[5]。

2 结果与分析

2.1 马铃薯贮藏窖内外的温湿度及CO2浓度变化

2.1.1 温度变化

从图3可以看出，窖外平均温度变化幅度较大，最高温度为8.8℃，最低温度为-15℃，温差达到23.8℃，而窖内平均温度相对变幅较小。在马铃薯入窖初期，强制通风窖温度比农户传统贮藏窖（对照）低34.7%，自然通风窖温度比农户传统贮藏窖低7.37%;2019年2月中旬，窖内温度达到最低，自然通风窖比农户传统贮藏窖低42.00%，强制通风窖比农户传统贮藏窖低62.00%;在2019年3月上旬以后，随着外界温度的上升，窖内温度也开始回升，农户传统贮藏窖内温度一直都高于经过改造的自然通风窖和强制通风窖。试验结果表明：窖外温度变化对窖内温度影响较小，强制通风窖窖内温度最低，自然通风窖次之，农户传统马铃薯贮藏窖温度最高。自然通风窖和强制通风马铃薯贮藏窖能够有效调节窖内温度。

2.1.2 湿度变化

从图4可以看出，窖内湿度相对变幅较小，自然通风和强制通风贮藏窖最高湿度分别为85%、82%，且最低湿度均在75%以上，马铃薯的水分损失小，保鲜效果好。自然通风和强制通风马铃薯贮藏窖与传统马铃薯贮藏窖相比，在马铃薯入窖初期，窖内的平均湿度都比较接近，强制通风窖比农户传统贮藏窖（对照）低12.6%，自然通风窖比农户传统贮藏窖低9.38%;2018年11月下旬，窖内平均湿度达到最低，强制通风窖为75%，比农户传统贮藏窖低13.79%，自然通风窖为78%，比农户传统贮藏窖低10.34%;2019年2月以后，自然通风窖和强制通风窖内的平均湿度开始下降，试验结果表明，自然通风窖和强制通风窖对窖内湿度具有一定的调节作用，适宜的窖内湿度可以使薯块保持新鲜。3个处理RH变化趋势基本相同，自然通风窖和强制通风窖中相对湿度始终在75%～89%之间，低于传统窖中的相对湿度86%～95%，有利于控制貯藏过程致病菌的生长。

自然通风窖和强制通风窖由于通风效果良好，能够有效调节窖内温湿度，以强制通风窖效果最好，自然通风窖次之。而农户传统马铃薯贮藏窖由于通风不良，窖内温湿度控制性较差。

2.1.3 CO2浓度变化

由图5可知，贮藏期间农户传统马铃薯贮藏窖处理中CO2浓度上升明显，180d时CO2浓度为1.50%，自然通风窖CO2浓度上升缓慢，而强制通风马铃薯贮藏窖中前期CO2浓度波动缓慢、后期略下降，CO2浓度始终低于0.25%。强制通风窖和自然通风窖与农户传统马铃薯贮藏窖相比，贮藏180d时窖内CO2浓度分别降低1.4%和1.10%。强制通风窖、自然通风窖和农户传统马铃薯贮藏窖CO2浓度差异都极显著，强制通风窖和自然通风窖之间差异不显著。强制通风窖和自然通风窖显著降低了马铃薯贮藏窖的CO2浓度，有效避免CO2积累对马铃薯块茎造成生理伤害。

2.2 马铃薯贮藏效果

从表1可以看出，马铃薯贮藏180d，强制通风窖内的马铃薯的腐烂率为7.56%，自然通风窖内马铃薯的腐烂率为10.89%，农户传统贮藏窖（CK）内马铃薯的腐烂率为16.89%。农户传统贮藏窖腐烂率最高，自然通风窖的腐烂率较对照降低了6%，强制通风窖的腐烂率较对照降低了9.33%，强制通风窖的腐烂率低于自然通风窖。农户传统窖、自然通风窖和强制通风窖贮藏腐烂率在0.05水平上差异都达到显著水平，农户传统窖和自然通风窖贮藏腐烂率在0.01水平上差异不显著，分别与农户传统窖差异显著。

从表2可以看出，马铃薯贮藏180d，自然通风窖内的马铃薯的发芽率为15.22%，强制通风窖内马铃薯的发芽率为9.56%，农户传統贮藏窖（CK）内马铃薯的发芽率为62.00%;自然通风窖的发芽率较农户传统贮藏窖低46.78%，强制通风窖的发芽率较农户传统贮藏窖低52.44%。农户传统窖、自然通风窖和强制通风窖贮藏发芽率在0.05水平上差异都达到显著水平，农户传统窖和自然通风窖贮藏发芽率在0.01水平上差异不显著，分别与农户传统窖差异显著。

3 结果与讨论

农户马铃薯贮藏窖经过改造后的2种模式，强制通风窖效果最好，其次是自然通风窖，都能够有效调节窖内温湿度，使马铃薯贮藏期间窖内平均温湿度要低于传统贮藏窖;强制通风窖发芽率和腐烂率最低，其次自然通风窖，与传统马铃薯贮藏窖相比，二者的发芽率和腐烂率差异都达到显著水平。强制通风窖和自然通风窖改善了马铃薯的贮藏环境，解决了马铃薯贮藏中普遍存在的烂薯和发芽现象。

为了有效地减少马铃薯贮藏期间薯块腐烂、病害发生和发芽等现象，建议做好以下工作：合理使用化肥和有机肥。尤其在马铃薯生长后期，不宜大量施肥，避免植株徒长，延长熟期，致使薯块不能完全成熟，从而降低薯块品质，影响耐贮储性;保持适宜的窖藏环境。 注意窖内通风、调空号窖内温湿度;严格把守入窖薯块质量，以免病菌传染;贮藏期间可选用适当有效的药剂防治马铃薯病菌的发生和蔓延。

综上所述，在农户传统窖洞的基础上进行内部通风改造的马铃薯贮藏窖2种模式，强制通风窖和自然通风窖能够有效调节窖内温湿度，可以建立马铃薯块茎理想的贮藏环境，降低贮藏马铃薯的腐烂率和发芽率[6]。因此，农户马铃薯贮藏窖改造技术在晋北马铃薯主产区具有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 梁海亭.马铃薯土窑洞批量贮藏技术[J].山西农业，2006（24）：34.

[2]周福君，刘健，乔颖，等.利用自然冷资源贮藏保鲜的应用研究阴[J].农机化研究，2001（1）：93-94.

[3]蔡学斌，陈彦云.马铃薯窖藏设计与推广应用[J].农业工程技术（农产品加工业），2009（11）：34-35.

[4]段伟伟，胡丽君.马铃薯贮藏技术的研究现状[J].农业科技通讯，2012（4）：21-23.

[5]李海珀，陈亚兰.不同贮藏库对马铃薯贮藏效果的分析[J].农业科技与信息，2017（6）：49-50.

[6]李守强，田世龙，葛霞，等. 强制通风智能控制仪对马铃薯贮藏窖的环境调控效果试验[J]. 粮食加工，2017（2）：66-69.

作者简介：

杜培兵（1971-）男，本科，副研究员。研究方向：马铃薯育种栽培研究;

范向斌（1972-）女，本科，副研究员。研究方向：马铃薯育种栽培研究。