貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯品質(zhì)的影響

趙 敏，秦舒浩，張俊蓮，徐雪雪

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 甘肅 蘭州 730070)

馬鈴薯是甘肅隴中半干旱區(qū)的特色優(yōu)勢(shì)作物[1]，該區(qū)降雨稀少，干旱頻發(fā)，馬鈴薯總體生產(chǎn)效能較低[2-3]。近年來，由于溝壟覆膜種植技術(shù)及相應(yīng)耕作機(jī)械的研發(fā)應(yīng)用，該區(qū)馬鈴薯種植面積大幅增加，導(dǎo)致馬鈴薯連作較普遍[4]。研究表明，馬鈴薯連作使土壤有機(jī)質(zhì)含量降低[5]，理化性質(zhì)惡化[6]，微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)破壞[7]，不僅導(dǎo)致作物對(duì)土壤養(yǎng)分吸收減少、產(chǎn)生連作障礙，而且使馬鈴薯薯塊品質(zhì)降低[8]。因此人們提出改變種植方式來降低連作障礙對(duì)馬鈴薯的危害，例如，全膜壟播、溝播，半膜壟播、溝播等種植方式，但目前全膜雙壟種植方式對(duì)馬鈴薯抗旱增產(chǎn)的研究報(bào)道較多[9-11]。如現(xiàn)有研究認(rèn)為，溝壟覆膜栽培方式能夠集雨、保墑增溫，改善和提高馬鈴薯薯田微生態(tài)環(huán)境的水肥含量和利用效率，從而提高馬鈴薯產(chǎn)量[12-16]。而目前關(guān)于溝壟覆膜種植方式對(duì)馬鈴薯薯塊營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及貯藏品質(zhì)影響的研究較少。本試驗(yàn)以不同溝壟覆膜種植方式及不同連作年限下的馬鈴薯產(chǎn)品為研究對(duì)象，通過對(duì)不同貯藏溫度條件下薯塊貯藏前后干物質(zhì)含量、可溶性蛋白含量、還原糖含量、淀粉含量、Vc含量、氨基酸含量、有機(jī)酸含量進(jìn)行研究，探明不同覆膜方式及貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯品質(zhì)的影響。以期為完善溝壟覆膜種植方式的技術(shù)與理論體系及改善貯藏條件提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

本研究田間試驗(yàn)于2014年4—11月在甘肅農(nóng)

業(yè)大學(xué)定西市農(nóng)科院試驗(yàn)站(104°35′E，35°33′N)進(jìn)行。該區(qū)海拔1 950 m，年平均氣溫6.4℃，年降雨量391 mm，年蒸發(fā)量1 531 mm，干燥度2.53。土壤為黃綿土，土層深厚，肥力中等，凋萎系數(shù)為7.3%，為典型的半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)為大田定位連作試驗(yàn)，田間試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理(表1)。2011年為第1年種植不同模式馬鈴薯(前茬為菊芋)，2012年為第1年連作，2013年為第二年連作，2014年為第三年連作。以當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘新大坪’為試驗(yàn)材料，3次重復(fù)，隨機(jī)排列；區(qū)組間距2 m，小區(qū)間距1.5 m，小區(qū)面積6.6×10 m2，株距35 cm，行距40 cm。

1.2.2 貯藏試驗(yàn)設(shè)計(jì) 于2013和2014年馬鈴薯收獲后，將不同種植方式馬鈴薯塊莖進(jìn)行貯藏品質(zhì)分析試驗(yàn)。2013年將馬鈴薯塊莖在5℃條件下貯藏，以塊莖貯藏前品質(zhì)為對(duì)照；2014年設(shè)置1℃和5℃貯藏條件，仍以貯藏前為對(duì)照。馬鈴薯收獲后一部分產(chǎn)品立刻進(jìn)行品質(zhì)分析，另一部分分別置于定西市農(nóng)科院冷庫(kù)(1℃)和甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院冷庫(kù)(5℃)貯藏165 d，在第二年4月初進(jìn)行品質(zhì)分析；每個(gè)處理均重復(fù)3次。

表1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

干物質(zhì)含量用烘干法測(cè)定；可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍(lán)G-250測(cè)定[17]；還原糖含量用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定[18]；馬鈴薯淀粉含量用碘比色法測(cè)定[19]；Vc含量用紫外快速法測(cè)定[20]；氨基酸含量用茚三酮比色法測(cè)定[21]；有機(jī)酸含量用NaOH滴定法測(cè)定[22]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性多重比較(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊干物質(zhì)含量的影響

由表2可知，2013年在薯塊貯藏前，T4的干物質(zhì)含量明顯高于CK，而T5薯塊干物質(zhì)含量明顯低于CK；T5在5℃貯藏條件下干物質(zhì)含量升高，且顯著高于CK，全膜種植(T2和T3)的薯塊干物質(zhì)含量在貯藏前后變化不大，而半膜種植(T4和T5)的薯塊干物質(zhì)含量在貯藏前后變化較大，半膜壟播薯塊干物質(zhì)含量升高，半膜溝播薯塊干物質(zhì)含量下降。2014年在薯塊貯藏前，T1和T4的干物質(zhì)含量高于CK，半膜種植的干物質(zhì)含量高于全膜種植，且壟播高于溝播；薯塊在1℃貯藏后，各種植方式的干物質(zhì)含量與貯藏前相比均明顯增加，5℃貯藏后，各種植方式薯塊干物質(zhì)含量較貯藏前均有小幅降低，但在1℃和5℃貯藏后，半膜種植的干物質(zhì)含量比全膜種植的高，且壟播高于溝播。不同年度間，2014年各種植方式薯塊干物質(zhì)含量在貯藏前和貯藏后均高于2013年。

2.2 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊淀粉含量的影響

由表3可知，2013年在薯塊貯藏前，T4的淀粉含量明顯高于CK，T5的淀粉含量明顯低于CK，其他種植方式的淀粉含量與CK相比差別不大；T5在5℃貯藏條件下淀粉含量升高，且高于其他種植方式，其他種植方式的淀粉含量較貯藏前均下降，全膜種植(T2和T3)的淀粉含量在貯藏前后變化不大，但半膜種植(T4和T5)的淀粉含量在貯藏前后變化較大，半膜壟播(T4)的淀粉含量升高，半膜溝播(T5)的淀粉含量下降。2014年在薯塊貯藏前，T5的淀粉含量最高，CK的淀粉含量最低；各種植方式在1℃貯藏后淀粉含量均顯著升高；T4在5℃貯藏后淀粉含量顯著升高，其他種植方式的淀粉含量均顯著降低，而在1℃和5℃貯藏后，半膜種植的淀粉含量均比全膜種植的高。不同年度間，2014年各種植方式薯塊淀粉含量在貯藏前和貯藏后均低于2013年。

表2 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊干物質(zhì)含量的影響

注：同欄數(shù)據(jù)后的字母不同表示其差異達(dá)到0.05顯著水平。

Note: Values followed by different letters in the same column are significantly different atP≤0.05.

表3 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊淀粉含量的影響

注：同欄數(shù)據(jù)后的字母不同表示其差異達(dá)到0.05顯著水平。

Note: Values followed by different letters in the same column are significantly different atP≤0.05.

2.3 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊還原糖含量的影響

由表4可知，2013年在薯塊貯藏前，T4的還原糖含量最高，顯著高于CK，T2的還原糖含量最低，顯著低于CK；各種植方式的還原糖含量在5℃貯藏后顯著升高，CK還原糖的含量升高幅度最低，含量最高。貯藏前和貯藏后，全膜壟播(T2)的還原糖含量均低于全膜溝播(T3)，且半膜壟播(T4)均高于半膜溝播(T5)。2014年在薯塊貯藏前，T2的還原糖含量顯著高于其他種植方式，T4的還原糖含量顯著低于其他種植方式；1℃和5℃貯藏后，各種植方式的還原糖的含量均顯著上升，全膜種植均高于半膜種植，且5℃貯藏后高于1℃貯藏后。不同年度間，2014年各種植方式的薯塊還原糖含量在貯藏前和貯藏后均高于2013年。

2.4 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

由表5可知，2013年在薯塊貯藏前，各種植方式的可溶性蛋白含量差別不大，CK的含量最高；在薯塊5℃貯藏后，各種植方式可溶性蛋白含量均升高且差別不大，全膜種植(T2和T3)的可溶性蛋白含量高于半膜種植(T4和T5)。2014年在薯塊貯藏前，T5的可溶性蛋白含量最高，略高于CK，T4的可溶性蛋白含量最低，明顯低于CK，且全膜種植的可溶性蛋白含量高于半膜種植；在薯塊1℃和5℃貯藏后，各種植方式的可溶性蛋白含量升高，且全膜種植的可溶性蛋白含量均高于半膜種植，1℃貯藏后的高于5℃貯藏后的。不同年度間，2014年各種植方式薯塊可溶性蛋白含量在貯藏前和5℃貯藏后均高于2013年。

2.5 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊氨基酸含量的影響

由表6可知，2013年在薯塊貯藏前，CK的氨基酸含量最高；在薯塊5℃貯藏后，各種種植方式的氨基酸含量均下降，T1的含量最高。貯藏前和貯藏后，平畦種植(CK和T1)的氨基酸含量均高于全膜(T2和T3)和半膜種植(T4和T5)，全膜種植的與半膜種植的差別不大。2014年在薯塊貯藏前，CK、T5的氨基酸含量最高；在薯塊1℃和5℃貯藏后，各種植方式的氨基酸含量均降低，且1℃貯藏后的明顯

表4 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊還原糖含量的影響

注：同欄數(shù)據(jù)后的字母不同表示其差異達(dá)到0.05顯著水平。

Note: Values followed by different letters in the same column are significantly different atP≤0.05.

表5 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊可溶性蛋白含量的影響

注：同欄數(shù)據(jù)后的字母不同表示其差異達(dá)到0.05顯著水平。

Note: Values followed by different letters in the same column are significantly different atP≤0.05.

高于5℃貯藏后的；1℃貯藏后，平畦種植的氨基酸含量較其他種植方式的高；5℃貯藏后，平畦種植的氨基酸含量較其他種植方式的低，壟播(T2和T4)種植的低于溝播(T3和T5)種植量。不同年度間， 2014年各種植方式薯塊氨基酸含量在貯藏前普遍低于2013年，而貯藏后，2014年各種植方式的氨基酸含量均高于2013年。

2.6 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊有機(jī)酸含量的影響

由表7可知，2013年在薯塊貯藏前，T3的含量最高，CK的含量最低；在薯塊貯藏后，大部分種植方式的有機(jī)酸含量升高，平畦種植(CK和T1)高于全膜(T2和T3)和半膜(T4和T5)種植。且全膜種植在貯藏前和貯藏后，均高于半膜種植。2014年在薯塊貯藏前，各種植方式的有機(jī)酸含量差別不大，T2含量最高，略高于CK；在薯塊1℃貯藏后，各種植方式的有機(jī)酸含量均降低，CK的含量明顯高于其他種植方式，在薯塊5℃貯藏后，各種植方式有機(jī)酸含量變化不大，大部分種植方式的有機(jī)酸含量略有上升，CK的含量最高。不同年度間，2014年各種植方式的薯塊有機(jī)酸含量在貯藏前和5℃貯藏后普遍低于2013年。

2.7 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊Vc含量的影響

由表8可知，2013年在薯塊貯藏前，T1和T2的Vc含量最高，明顯高于CK，T5的Vc含量最低，略低于CK，全膜(T2和T3)種植的Vc含量高于半膜(T4和T5)種植。在薯塊貯藏后，T4的Vc含量升高，高于其他種植方式，其他種植方式的Vc含量均降低。2014年在薯塊貯藏前，T5的Vc含量最高，全膜種植的Vc含量高于半膜種植，各種植方式的Vc含量在1℃和5℃貯藏后均降低，CK、T2和T3種植方式的Vc含量在1℃貯藏后比5℃貯藏后低，其他種植方式均較高。全膜種植的Vc含量在1℃貯藏后高于半膜種植。不同年度間，2014年各種植方式的Vc含量在貯藏前和貯藏后均高于2013年。

表6 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊氨基酸含量的影響

注：同欄數(shù)據(jù)后的字母不同表示其差異達(dá)到0.05顯著水平。

Note: Values followed by different letters in the same column are significantly different atP≤0.05.

表7 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊有機(jī)酸含量的影響

注：同欄數(shù)據(jù)后的字母不同表示其差異達(dá)到0.05顯著水平。

Note: Values followed by different letters in the same column are significantly different atP≤0.05.

表8 貯藏溫度對(duì)連作馬鈴薯薯塊Vc含量的影響

注：同欄數(shù)據(jù)后的字母不同表示其差異達(dá)到0.05顯著水平。

Note: Values followed by different letters in the same column are significantly different atP≤0.05.

3 討 論

甘肅隴中半干旱區(qū)降雨稀少，干旱頻發(fā)，生產(chǎn)出的馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)均不佳，溝壟覆膜種植技術(shù)的應(yīng)用使該區(qū)馬鈴薯種植面積大幅增加，導(dǎo)致馬鈴薯連作比較普遍[4]，而連作種植不僅導(dǎo)致作物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收，薯塊品質(zhì)降低，產(chǎn)生連作障礙[8]。為了減輕連作障礙對(duì)馬鈴薯的危害，人們提出改變種植方式，本試驗(yàn)通過研究隴中半干旱區(qū)溝壟和覆膜種植方式與平畦種植方式對(duì)比，探究連作條件下溝壟覆膜種植方式對(duì)馬鈴薯品質(zhì)的影響。

研究結(jié)果表明，2014年馬鈴薯薯塊的干物質(zhì)含量明顯高于2013年，且1℃比5℃貯藏條件下高，半膜(T4和T5)種植方式比全膜(T2和T3)種植方式高，因此可知，連作和半膜種植更有利于馬鈴薯在貯藏過程中保鮮，5℃比1℃更有利于馬鈴薯貯藏過程中保鮮，這與劉星[23]在連作對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)積累和分配的影響的研究中存在差異。2014年各種植方式薯塊的淀粉、氨基酸和有機(jī)酸含量均比2013年低，而2014年還原糖、可溶性蛋白和Vc含量均比2013年高，說明連作種植不利于保持馬鈴薯在淀粉、氨基酸和有機(jī)酸方面的品質(zhì)，卻可以更好地保持馬鈴薯在還原糖、可溶性蛋白和Vc含量方面的品質(zhì)，這與王東[24]研究的溝壟和覆膜連作種植對(duì)薯塊品質(zhì)的影響相一致。在1℃貯藏條件下各種植方式的薯塊淀粉、還原糖、可溶性蛋白和氨基酸含量均比5℃貯藏條件下高，有機(jī)酸含量卻比5℃貯藏條件下低，說明1℃貯藏比5℃貯藏更有利于保持薯塊淀粉、還原糖、可溶性蛋白和氨基酸方面的品質(zhì)，卻不利于保持薯塊有機(jī)酸方面品質(zhì)的保持，這與王希卓[25]的研究相一致。全膜種植下的薯塊的還原糖、可溶性蛋白、有機(jī)酸和Vc的含量均高于半膜種植，說明全膜種植更有利于保持薯塊還原糖、可溶性蛋白、有機(jī)酸和Vc方面的品質(zhì)，半膜種植更有利于保持薯塊淀粉、氨基酸方面的品質(zhì)，這也與王東[24]溝壟和覆膜種植對(duì)薯塊品質(zhì)的影響相一致。本試驗(yàn)研究中，認(rèn)為溝壟和覆膜連作能夠改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤養(yǎng)分含量及水分利用效率，并顯著提高微生物數(shù)量及酶活性，低溫可以減緩馬鈴薯中物質(zhì)的分解，更有利于保持馬鈴薯的品質(zhì)。

4 結(jié) 論

半干旱區(qū)，連作條件下，2014年各種植方式的馬鈴薯薯塊的淀粉、氨基酸和有機(jī)酸含量均比2013年低，還原糖、可溶性蛋白和Vc含量均比2013年高，可知在貯藏過程中馬鈴薯薯塊中物質(zhì)均有不同程度的分解，分解速度存在一定差異，溝壟和覆膜連作種植更有利于馬鈴薯薯塊還原糖、可溶性蛋白和Vc的品質(zhì)的保持。全膜壟播(T2)和半膜壟播(T4)種植方式的馬鈴薯薯塊淀粉、還原糖含量顯著高于其他種植方式，且1℃貯藏條件下薯塊淀粉、還原糖、可溶性蛋白、氨基酸和Vc含量均比5℃貯藏條件下高。綜上可知，連作種植條件下，壟播種植的馬鈴薯薯塊具有較高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；且1℃比5℃貯藏溫度更有利于保持較高馬鈴薯薯塊品質(zhì)。本試驗(yàn)僅對(duì)不同種植模式的馬鈴薯在1℃和5℃兩種溫度貯藏條件下進(jìn)行探究更有利于保持較高馬鈴薯薯塊品質(zhì)的條件，由于只選擇兩種貯藏溫度，所以馬鈴薯最佳種植模式及最佳貯藏溫度的確定還有待進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

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