马铃薯生产技术规程(马铃薯高效生产的关键技术分析)
马铃薯品种繁多,品种优良认定受多方因素的制约,由于大面积规模化生产马铃薯是以商品化为目的,因而马铃薯的优良品种要市场和消费者认同程度高,商品价值高,品质优,食感好,产量高,抗性强,适应性广。由于不同的马铃薯品种性状差异性较大,各产区气候各不相同,生产中的主要制约因素不一样,生产的目的也不同,因而在品种选择时应坚持因地制宜,要在广泛的试验基础上确定主栽品种,以达到良种化生产的目的。
马铃薯栽培中品种至关重要,对生产效益的高低影响巨大,因而在栽培中对品种应引起高度重视,根据生产实际,在马铃薯栽培中品种选择时应注意以下事项。
1.根据用途选择种植品种
马铃薯用途不同,对品种要求各异,生产中应根据用途选择种植品种,像国内销售的品种一般要求不严,出口用的马铃薯多要求薯块大而整齐,表皮光滑,芽眼浅而少,食用品质好,商品薯率高,如果种植芽眼较多、表皮粗糙、薯块大少差异大的品种,则很难卖到国际市场。菜用马铃薯要求淀粉含量不能太高,否则炒菜时易糊,加工用品种淀粉含量要高。
2.选择丰产性强的品种种植
提高马铃薯产量是提高生产效益的一个重要方面。马铃薯不同品种生产能力差异较大,像庄薯3号最高亩产达5837千克,郑薯6号最高亩产可达4000千克,东农303最高亩产可达3000千克,而绝大部分马铃薯亩产为1000~1500千克,因而生产中应注意选择产能高的品种种植。
3.根据当地气候和立地条件选择相应的品种种植
地域不同,对马铃薯生产的限制因素是不一样的,像在我国北方,干旱是马铃薯生产的主要制约因素,而在南方雨涝则对马铃薯生产影响较大,因而在北方应选择像晋薯2号、庄薯3号等抗旱性强的品种种植,在南方则应选择像东农303等耐涝的品种种植。
4.选择抗病品种种植
马铃薯病害是影响产量、质量和效益的主要因素之一。马铃薯品种不同,感病程度及对病害的抵抗能力是不一样的,病害对产量、质量和效益的影响程度是不同的,因而生产中应尽可能地选择感病程度轻、抗病性强的品种种植,以减轻危害,促进生产效益的提高。像生产中常用的品种中,郑薯6号较抗疮痂病,轻感卷叶病;东农303抗花叶病毒病,易感晚疫和卷叶病毒;中薯3号、克新4号不抗晚疫病;安薯56号高抗晚疫病,抗花叶病毒,轻感黑胫病;晋薯2号较抗晚疫病和环腐病,轻感卷叶病毒;克新11号植株较抗晚疫病、卷叶病毒和花叶病毒。
5.选择无浆果的品种种植
马铃薯以地下块茎为收获物,浆果为纯消耗性器官,浆果的生长发育会影响块茎膨大和产量的提高,生产中应选择无浆果或浆果少的品种种植,以集中营养,供薯块膨大,促进产量提高。像克新4号,花粉少,一般无浆果;大西洋品种花粉孕性低,不能天然结果;米拉天然结果性弱;克新11号天然结果少。选择这些品种种植,有利于植株养分向块茎集中。
6.选择特异品种种植
特异意味着短缺,短缺则意味着商机,商机意味着效益,生产中应坚持人无我有、人有我优的种植原则,积极发展特异品种,以提高市场竞争力,促进生产效益的提高。像前几年黑美人的引入,使马铃薯售价由每千克不足1元,提高到了每千克10元以上,售价提高10倍以上。
二、推广种植脱毒薯
1.脱毒马铃薯增产的原因
由于马铃薯是无性繁殖作物,病毒侵入植株体内后,会逐代传递并积累,最终导致种性退化而大幅度减产。采用生物技术脱除已侵染到块茎中的病毒,使之恢复原有品种的生长特性,可促进植株生长旺盛,提高光合强度,增强抗旱、抗高温能力,增产效果明显。
2.脱毒马铃薯种薯生产技术
目前采用最多的是“茎尖培养”脱毒技术。植物的茎尖部分病毒含量最低,用茎尖繁殖可有效地控制病毒的危害,其生产程序和具体方法如下所述。
(1)茎尖剥离 将经消毒处理的幼苗材料置于解剖镜的承物台上,在40倍的目镜下左手拿镊子夹住植株,右手用解剖针由外向里逐层将植株生长点外的小叶片和叶原基剥离掉,最后只保留带一个叶原基的生长点,大小为0.1~0.2毫米。用解剖针把生长点“切”下置于培养基上,封严瓶口放于培养室内培养。
(2)茎尖培养 采用MS基本培养基,每升添加6-苄氨基嘌呤(6-BA)2毫克、萘乙酸(NAA)0.5毫克、甘氨酸2毫克、盐酸硫胺素0.4毫克、盐酸吡哆素0.5毫克、烟酸0.5毫克、肌醇100毫克、生物素0.05毫克,在温度23~25℃、光照强度3000~4000勒克斯、每天光照时间16小时左右的条件下,经过30~40天的培养可见到茎尖有明显的增长。大约3~4个月后就能长成小植株。
(3)病毒检测 一种是生物学方法,一种是血清学方法。目前血清学方法应用普遍的是“酶联免疫吸附技术(ELISA)”。可按试剂盒上说明进行操作。
(4)脱毒试管苗繁殖技术
①脱毒基础苗的保存 经病毒检测获得不带任何病毒的试管苗后,在10~15℃、16小时光照、3000勒克斯光照强度条件下于试管内进行扩繁。达到一定数量以后,将其中一部分进行大量扩繁用于微型薯生产,另一部分继续保存。保留的这部分试管苗就是基础苗。在下一个切繁季节,取出其中的一部分进行扩繁,另一部分仍然保存。所保留的基础苗应每隔一段时间进行切段继繁。
②试管苗快繁技术 试管苗快速繁殖是脱毒马铃薯种薯繁殖的第一步,只有繁殖出足够的试管苗,才能保证繁殖出足够的脱毒微型薯。试管苗快繁步骤如下所述。
a.准备培养基。培养基成分是MS大量元素、微量元素、铁盐、20克/升蔗糖(可用普通白糖代替),pH值5.6,不加有机物和植物激素。
b.茎节切段繁殖。在无菌条件下将保存的基础试管苗,按茎节切段置于新的培养基上进行培养。每个三角瓶内培养10~15个节段(罐头瓶可培养30~50个)。在培养温度23~25℃、光照强度3000勒克斯、光照时间16小时/天的条件下培养15~20天就可移栽。
③脱毒微型薯工厂化 脱毒微型薯又叫脱毒原原种,要求在无病毒传播源的条件下进行工厂化生产。生产微型薯的首要条件,是防止病毒的再侵染。病毒传播的主要媒介是蚜虫,所以在繁殖原原种时,必须在严格隔离蚜虫的条件下进行。生产微型薯的方法有两种,一种是栽植基础苗剪顶芽扦插,另一种是直接定植试管苗。
a.剪顶芽扦插繁殖。培养基础苗:试管苗移栽到育苗盘中,长到一定大小后作剪顶,用腋芽进行扦插,可大大提高试管苗的利用率,降低培养成本。其方法如下。
第一步,料基处理,定植试管苗。应用1%的磷酸二氢钾和0.5%的尿素溶液将蛭石拌湿,使之达到用手握能成球,放下后能松散即可。然后装育苗盘,装至盘高的2/3,将盘面刮平。按7~8厘米行距、5厘米株距定植试管苗。
基础苗栽好后,将育苗盘摆放于铺有约3厘米厚草炭的培养架上。如果温室内温度高、光照强,栽苗后应适当遮阴,防止试管苗萎蔫。一般栽苗后的前几天不需要浇水。需要浇水时,应从育苗盘底下洇水。施肥方法是在摆放育苗盘之前将三元复合肥撒施在草炭土上并拌匀即可。当植株长到一定大小时,应注意向幼苗基部培蛭石(相当于大田的培土)。
第二步,剪顶、腋芽扦插。当基础苗长到6~8片叶时,先将顶芽带1片展开叶剪下,进行扦插。顶芽剪掉后,失去了顶端优势,腋芽很快就长出来了。5~6天后将腋芽留2~3片叶剪顶,再进行扦插。为防止失水,应将剪下的顶芽浸入水中(用小塑料碗盛满水即可)。为促进扦插后早生根,可用30毫克/千克生根粉溶液浸泡顶芽3~5分钟。扦插密度5厘米×10厘米。
第三步,插后管理。扦插后,只要温室内气温不是太高,光照不太强,扦插后不必进行遮阴。扦插后的培养和浇水施肥方法与基础苗培养相同。待幼苗长至3~4厘米高时,进行第一次培土(即培蛭石)。以后需培3~4次。如果扦插苗生长中后期,植株较高或有徒长现象,可喷施1次500毫克/千克的矮壮素,来抑制植株生长,促进块茎膨大。
早熟品种一般扦插后60~70天,植株叶片开始变黄,说明植株已开始成熟。微型薯收获后,应根据大小进行分级。
b.试管苗直接移栽生产微型薯。目前生产中也常用试管苗直接栽于育苗盘中,或栽在防虫网室的育苗床上来生产脱毒微型薯。这种方法要求有大量的试管苗,比较起来其成本高于剪顶芽扦插。此外,试管苗直接移栽于网室的,要求管理条件比较严格,否则成活率将会大大降低。其优点是省去了剪顶、腋芽扦插的程序,有人认为,这样还可减少病毒传播的机会。移栽及管理方法与上述基础苗栽培和管理方法大致相同。技术要点如下。
第一步,扦插脱毒苗。用水将蛭石和好(手握成团但不淌水),铺在栽培槽内,厚度3~5厘米,刮平然后开浅沟,按株行距10厘米×10厘米或10厘米×5厘米的标准栽植4~6厘米高的幼苗。栽苗深度以1~2厘米为宜。栽后轻轻挤压。用喷壶适当喷水。前5天之内保证苗床持水量在95%以上。
第二步,扦插苗管理。扦插苗成活后叶面喷0.3%磷酸二氢钾和0.2%尿素混合液1次。在蛭石变松散时应立即浇水。保持蛭石水分含量以手握成团而不滴水为宜。植株长到8~10厘米高时进行第一次培蛭石;15~20厘米高时把植株基部弯成船状压入蛭石中以增加结薯层。植株如有徒长现象发生时,可喷50毫克/千克多效唑或25毫克/千克矮壮素来控制生长。遇到连续阴雨天时,应喷500倍甲霜灵或克露、喷克药液防治晚疫病。每7~10天喷1次防蚜虫的农药。
第三步,收获。收获前7~10天停止浇水,让植株自然落黄。如此期遇到阴雨天气,应提早收获,以防止病害发生。待蛭石干透后收获微型薯。微型薯收获后按大小分级装袋。
3.脱毒种薯生产注意事项
由于脱毒马铃薯繁殖技术要求高,同时要有一定的设备条件,一般农户是不具备生产条件的,多由科研单位或企业完成,所以生产的主体应为科研单位或企业,制种时一定要注意规模化生产,以提高制种质量。脱毒马铃薯只是脱除了已经侵染进植株体内的病毒,不能避免病毒的再侵染。在繁殖和生产过程中仍会遭到各种病毒的再侵染而重新退化。因此,在脱毒后的整个繁殖过程中都应采取有效措施防止或延缓病毒的再侵染。另外,不能利用脱毒商品薯作种子,因为商品薯在生产过程中已经感染了病毒。脱毒马铃薯是有“有效期”的,过了有效期就应淘汰。繁殖、生产代数越高,再退化就越严重。
三、薯块处理
目前我国马铃薯播种是以整薯分块播种为主的,在薯块切分过程中会造成病菌反复侵染,导致病害流行,给生产造成极大的损失,特别是病毒病、疫病等的发生与这一措施的应用有直接的关系。因而加强薯块的处理,是控制病害发生的重要措施之一,在生产中应强化,目前生产中应用的有效措施包括以下几项。
1.积极换种
种薯退化是马铃薯低产的主要原因,而引起种薯退化的最直接外因是高温,冷凉地区栽培有利于保护其优良性状。因而采用从冷凉地区引种的方法是提高马铃薯产量的有效途径之一。一般河谷平原区从浅山区引种,浅山区从深山区引种,东部地区从西部地区引种,都可起到增产效果,特别是引种当年,增产效果明显。
2.推广小整薯播种
病毒感染是马铃薯低产的主要原因之一,马铃薯植株感染病毒后,植株生产能力降低,生长衰弱,光合作用受到阻碍,光合产物积累不充分,因而导致产量下降。而病毒传染的一个重要途径是切刀的传染,小整薯播种可避免薯块在切分过程中感染病毒,可有效地减轻退化现象的发生,保持品种的优良性,因而在生产中应推广小整薯播种。小整薯播种时,薯块大小应在25克左右,过小马铃薯幼苗长势弱,影响前期生长,过大会造成浪费。
3.切块消毒
对于薯块较大的种薯,在播种前20天左右,时间约在3月初进行切块催芽。薯种切块时每种块至少有2个以上芽眼。每斤种薯以切10~15块为宜。切薯时应对切刀消毒,切好后用多菌灵粉剂1∶200倍兑水浸种进行杀菌消毒,种薯切好后可晾晒1天,但不能在温度高的水泥地上晾晒。
4.草木灰或生物钾肥拌种
马铃薯播种前用草木灰将切分后的薯块拌种或每亩用生物钾肥5千克兑水2.5千克,待生物钾充分溶解后拌种,能使植株生长茁壮、结薯多、薯块大、品质优,可明显提高产量。
5.化学浸种
用0.5~1微升/升“九二○”液浸薯块15~20分钟,捞出沥干水后,放在湿沙中催芽,可刺激芽苗生长和新块茎形成,单株结薯又多又大,可促进产量提高。马铃薯切块后用15微升/升的“ABT3号”生根粉溶液浸种2小时,使种薯提早出芽,增强长势,提高抗逆能力,有利产量提高。种薯切块后用高锰酸钾500倍液浸种30分钟,可有效防治黑胫病、晚疫病,而且可补充锰元素,对植株生长发育有明显促进作用,可增加产量。种薯切块后,将马铃薯拌种剂300克撒在150千克(一亩地的用种量)切块上,用木锨翻动掺拌,让药品均匀黏附在切块上,拌种后即可播种。使用后亩增产200千克左右,增产率10%以上,具有投资少、增效显著的特点。
6.播前催芽
将播种用的整薯或所切薯块,在气温15~18℃和散射光条件下进行催芽,以催出2~3厘米长的健壮芽为宜。催芽时种薯堆放的厚度以2~3层为宜,并常翻动,使之发芽均匀整齐粗壮。当芽长到长0.5~1.0厘米时,开始播种。
四、适时播种
马铃薯生产的目的不同,播种时间是不一样的。一般以鲜薯供给市场的,上市越早,售价越高,生产效益越好,因而生产中多采用促成栽培的方法,通过覆盖措施的应用,可将播种期提前到2月下旬~3月上旬,将薯块的形成生长期安排在较冷凉的季节,利于薯块膨大,促进产量提高,到6月中旬~7月上旬收获,这样生产出的马铃薯由于成熟早,售价一般是夏播马铃薯的1.5~2倍,可大幅度地提高马铃薯的生产效益。
一般高温对马铃薯的生长起抑制作用,当温度超过32℃时,马铃薯的薯块便停止生长,因而常规栽培的马铃薯应尽量将结薯期与当地高温期避开,在生产中可采用提前或延后播种的方法来实现。
五、深松土壤
马铃薯块茎膨大需要疏松阴暗的环境条件,马铃薯可以产生不定的块茎,因而在播种前进行深松土壤是非常必要的。通过深松土壤,改善土壤的通透性,为块茎膨大创造优良的环境条件。由于马铃薯为浅根性作物,根系大多分布在地表下30厘米的范围内,因而种植马铃薯的土壤深翻深度一般以30~35厘米为宜。生产中为了促进多结薯,通常采用深坑浅埋的方法和生长期培土的方法,以优化根际土壤环境。
1.深坑浅埋栽培法
马铃薯喜欢土层松软的条件,播前土壤要深翻,一般要加强秋季深耕,以增加活土层,蓄水蓄肥,深耕深度一般应在30厘米以上。深耕不仅可接纳秋冬雨水,达到秋雨春用的目的,克服春旱的不利影响,而且深耕后土壤上虚下实,肥水充足,为马铃薯根系生长和块茎膨大创造一个良好的环境条件。在播种时要适当深播。适当深种,不仅可增加植株结薯层次、多结薯、结大薯,而且能促进植株根系向深层发育、多吸水、多吸肥,提高马铃薯对土壤水肥利用率,增加抗旱能力。在水、肥、气良好的环境中,块茎膨大的特性才能充分发挥。
2.培土栽培
(1)马铃薯培土栽培的优点 马铃薯生长期培土是获得高产的一项重要措施,培土栽培有以下优点。
①培土可增加匍匐茎形成块茎的能力 马铃薯栽培中如果种薯种植得太浅,匍匐茎就会伸出地面,变成普通的枝条,这些匍匐茎就不能形成块茎,从而导致减产。在生长前期通过培土,可以防止匍匐茎外露,促使匍匐茎在土壤中顶端膨大,形成块茎,增加匍匐茎形成块茎的能力。
②培土可有效地防止块茎变绿 马铃薯块茎在阳光的照射下,表皮会变绿色。变绿后的块茎含有较多的龙葵素,人吃后会中毒、恶心、头晕、孕妇流产,牲畜吃了也会中毒,严重影响马铃薯的食用性。采用培土的方法,保证块茎在不见阳光的土壤中生长,可避免块茎外露变绿,有利提高块茎的品质。
③培土能降低土温,有利于块茎的形成和膨大 马铃薯喜欢冷凉的气候,块茎形成和膨大的最适土温为16~18℃,如果温度过高,不利于块茎生长。高温时培土可降低土温,促进块茎的形成和膨大。
④培土有利于减轻晚疫病的发生 晚疫病在植株地上部发生后,病菌孢子随雨水落到地面,如果土层太浅,病菌会感染块茎,造成块茎腐烂,失去食用价值。因此厚培土可防止晚疫病的孢子侵入块茎,以利块茎正常生长。
(2)马铃薯的培土方法 马铃薯培土时要根据马铃薯的结薯习性进行。幼苗期结合除草松土,进行1次浅培土,以培住第一片单叶为准。发棵期培土1~2次,到植株即将封行时进行大培土1次,培成高畦或高垄。
六、合理密植
马铃薯为高产作物,从土壤中吸收的肥料养分较多,因而应保证有足够的生长面积,切忌种植过密。种植过密时,地上部竞相生长,不利光合产物向根部流转,结薯少,薯块小,产量低,因而以亩播种100~150千克种薯为宜。马铃薯的播种密度要综合考虑品种特性和立地条件而定,一般早熟品种播种密度较大,中熟品种次之,晚熟品种播种密度较小。通常早熟品种每亩种植4000株左右,中熟品种每亩种植3500株左右,晚熟品种每亩种植3200株左右;肥水较高的川台地播种宜稀,肥力较低的旱坡地可适当密植,一般川台地以每亩保苗3000~3500株为宜,旱坡地以每亩保苗3500~4000株为宜。
七、合理施肥
1.目前马铃薯生产中施肥方面存在的问题
在马铃薯生产中有“有收无收在于水,收多收少在于肥”的农谚,充分说明肥水对产量的形成至关重要。目前在肥料管理方面存在不少问题,严重影响施肥效果,很不利马铃薯产量、质量和效益的提高。根据调查,目前马铃薯生产中肥料管理方面存在的突出问题主要表现在以下几个方面。
(1)有机肥严重短缺 在我国马铃薯生产中,20世纪60年代以前是以农家肥为主,没有应用化学肥料的条件和习惯。20世纪60年代初期,我国开始进口氮素肥料,以硫酸铵、尿素为主的化学肥料开始应用于马铃薯生产中,刚开始由于受传统观念的束缚及化肥总量的不足,应用是有限的,当时我国并不具备大批量工业化生产硫酸铵和尿素的能力,主要从日本等国进口。之后我国开始尝试生产硫酸铵、碳酸铵和尿素,化学肥料的应用量逐渐增加。由于化学肥料养分含量高,肥料具有速效性,明显促进了产量和经济效益的提升,从此化学肥料的施用一发不可收拾,化学肥料的应用量越来越大,而农家肥料由于养分含量低,肥效缓慢,在马铃薯生产中的应用越来越边缘化。进入21世纪后,由于马铃薯生产中有机肥投入严重不足,导致土壤有机质含量偏低,土壤缓冲能力降低,直接导致了马铃薯产能下降,风味变淡,严重影响了马铃薯产业的综合生产能力和可持续发展。
(2)长期化学肥料的大量应用,导致土壤结构变差 从20世纪70年代开始,氮素肥料大量应用于马铃薯生产中,土壤养分平衡被严重破坏;到20世纪80年代,土壤缺磷特征明显,磷肥的应用受到重视;到20世纪90年代,马铃薯生产中缺钾特征突出,钾肥开始大量应用于马铃薯生产中。由于绝大多数化学肥料为酸性物质,长期施用,土壤中酸性物质累积越来越多,土壤酸化现象越来越明显,板结越来越严重,越来越不利耕作和根系生长,对马铃薯的生长影响越来越大。
(3)施肥数量严重不足 马铃薯为高产作物,结薯对土壤养分消耗量大,生产中需要肥量大,目前生产中多不能够足量补给,缺肥现象十分突出。
(4)施肥比例的失调现象没有得到根本转变 马铃薯对钾需要量大,喜欢吸收铵态氮,对硫的吸收比较多。马铃薯生产过程中不但需要氮、磷、钾等大量元素,还需要硼、锌、钙、镁、铁、铜等微量元素,呈现明显的多样性,而且只有在各样元素比例适当的情况下,才能相互很好地发挥作用,如果比例不当,则相互制约,影响吸收效果。由于各地果园土壤养分含量各异,马铃薯生长不同时期对养分的需求各不相同,施肥管理中比例失调的问题客观存在,没有得到根本转变。养分供给的不合理和比例失调,是导致肥料利用率低的一个重要原因。
(5)马铃薯的需肥节奏和化学肥料的施用时期难以有效合拍 马铃薯植株需肥有明显的节奏,生长前期需要氮较多,花期需要磷量大,结薯期需要钾较多。由于多数肥料施入土壤中后,要经过分解、转化才能被马铃薯植株吸收利用,特别是有机肥和磷钾肥多为迟效性肥料,分解转化过程漫长,如果按上述时期施肥,则施肥时期与马铃薯需肥期不能有效合拍,不能最佳发挥肥效。
(6)肥水步调不一致,影响肥效的发挥 施入土壤中的肥料,只有搭载水分这一载体,才会被运送到马铃薯植株的各个器官,同时肥料的分解、转化都离不开水,只有充足的水分作保障,才可保证肥料分解、转化、运送的正常进行。目前生产中施肥时期主要集中在播种和花期,而我国北方马铃薯主要产区正常年份,3月、6月降水较少,旱象发生频繁,加之绝大部分马铃薯产区不具备浇水条件,水分的不足,严重影响肥效的发挥,成为生产中突出问题之一。
(7)施肥作业不当,导致作物伤根太多,影响肥料的吸收,使肥料的利用率很难提高 施肥过程中,肥料与土壤搅拌不均匀,特别是含有缩二脲的肥料,会出现烧根现象,造成根系损伤,影响肥料的吸收。
(8)没有根据不同肥料的特性采用不同施肥方法,导致肥料利用率低 土壤颗粒为负离子,肥料施入土壤中后,经分解后的正离子易被土壤颗粒固定,像磷离子、钾离子等一旦被固定,则很难移动,只有根系生长接触到,才能吸收利用,否则难以利用,在施肥作业时,如果这样肥料施得太深或太浅、离根系太远时,发挥作用就相当有限。
2.马铃薯科学施肥措施
从以上问题来看,改革施肥方法是很有必要的,只有不断完善施肥措施,提高肥料供给的科学性,才能提高肥料的利用率,充分发挥肥效,促进生产效益的提高。
根据目前施肥现状、肥料发展趋势和社会发展水平,在马铃薯生产中施肥作业改革应侧重以下几个方面。
(1)坚持有机肥为主的施肥方向 有机肥是养分含量最全面的肥料,不仅含有植物必需的大量元素、微量元素,还含有丰富的有机质,施入土壤后,有机质能有效地改善土壤理化状况和生物特性,熟化土壤,增强土壤的保肥供肥能力和缓冲能力,为作物的生长创造良好的土壤条件。因而在马铃薯施肥作业时要坚持有机肥为主的施肥方向,通过大量施用有机肥,提高土壤有机质含量,以促进马铃薯产量、质量的提高,提高马铃薯产业可持续发展的能力。
(2)提高配方施肥质量 化学肥料的不适当应用,导致土壤养分失衡,给生产造成了许多不应有的损失,引起了生产者的高度关注。为了矫正土壤养分组成,从20世纪90年代开始,配方施肥技术开始大量应用于生产中。配方施肥是根据土壤养分状况、马铃薯养分吸收规律及目标产量进行氮、磷、钾及微量元素的配合施入,以达到肥料高效利用的施肥技术。
有三个方面内容,在配方施肥实施前一定要弄清:一是种植马铃薯的土壤养分含量情况;二是所施用肥料养分含量的多少;三是通过叶分析,弄清植株所缺元素种类和所缺数量。只有这三方面都搞清楚了,才能真正地做到科学配方施肥,任何一项缺少,则配方施肥无从谈起。
配方施肥主要包括“测土、配方、配肥、供应、指导”五个环节,具体操作要点如下所述。
①划定施肥分区,收集资料。按照自然条件相同,土壤肥力差异不大,生产内容基本相同的区域划成一个配方施肥区,然后收集有关这个配方区内的土壤资料、已有的试验结果、农民生产技术水平、肥料施用现状、马铃薯产量等资料。
②土壤样品采集和分析。根据土壤类型、土地利用、耕作制度、产量水平等因素,将采样区域划分为若干个采样单元,每个采样单元的土壤性状要尽可能均匀一致。为便于田间示范跟踪和施肥分区,采样集中在位于每个采样单元相对中心位置的典型地块,采样地块面积为1~10亩。土样在作物收获后或播种施肥前采集,一般在秋后。同一采样单元,无机氮及植株氮营养快速诊断每季或每年采集1次;土壤有效磷、速效钾、硫、硅元素测定等一般2~3年采集1次,微量元素一般3~5年采集1次。土壤样品采集后,按有关国标、行标或土壤分析技术规范所需测定的土壤养分属性,完成氮、磷、钾、硫、硅等大中量元素的测定,根据需要选择进行锌、铁、锰、铜等微量元素养分测定,对土壤供肥能力作出诊断。
③田间试验。通过田间试验,掌握各个施肥单元马铃薯优化施肥量,基肥、追肥分配比例,施肥时期和施肥方法;摸清土壤养分校正系数、土壤供肥量、马铃薯需肥参数和肥料利用率参数,构建作物施肥模型,为施肥分区和肥料配方提供依据。
④配方设计。肥料配方设计是测土配方施肥工作的核心。通过田间试验、土壤养分数据等,划分不同区域施肥分区;同时,根据气候、地貌、土壤、耕作制度等相似性和差异性,结合专家经验,提出马铃薯的施肥配方。
⑤配肥加工。配方落实到农户是提高和普及施肥技术的最关键环节。目前不同地区有不同的模式,其中最主要的也是最具有市场前景的运作模式就是市场化运作,工厂化加工,网络化经营。这种模式适应我国农村土地经营规模小、技物分离的现状。
⑥施肥指导。对农户技术培训与印发测土配肥方案。在农户购肥、施肥前,进行技术培训,以提高农户对测土配方施肥技术及其技术物化产品的认识,使技术入户到田,指导农户购买和施用优质的、配方适宜的配方肥料。同时设置举办田间试验示范样板,供农户现场观摩学习。
通常生产中根据目标产量进行配方施肥,一般通过以下公式计算实际施肥量:
地域不同,成土母质不一样,土壤养分含量是有区别的,我国在20世纪80年代开始,先后进行了2次土壤普查,基本摸清了各种土壤养分含量情况,各地土肥站均有翔实的数据,要加快科研成果的转化,应立足当地实际,尽快将土壤养分含量情况普及到广大马铃薯种植者,为马铃薯高产优质服务。
肥料种类不同,养分含量各不相同。像尿素中含纯氮为46%;磷酸铵中纯氮的含量为12%~18%,五氧化二磷的含量为46%~52%;史丹利复合肥中含纯氮19%,五氧化二磷19%,氧化钾19%,在生产中施用肥料时一定要弄清肥料养分的含量,以提高施肥的效果。
马铃薯喜农家肥,每亩施用量以4000~5000千克为宜,在施足有机肥的基础上,适当施用化学肥料,在化学肥料施用时要注意氮、磷、钾配合使用。马铃薯对钾需要量大,科学合理的氮、磷、钾投肥比例是1.85∶1∶2.1。马铃薯喜欢吸收铵态氮,对硫的吸收比较多。钾肥对马铃薯增产效果明显,据实验,每增施1千克硫酸钾肥,可增产马铃薯100~150千克。
由于配方施肥技术要求较高,特别是要做叶分析,这不符合我国马铃薯以户为生产单位的现状。为了简化配方施肥程序,加快配方施肥的推广应用,增强使用效果,广大肥料科学工作者根据我国土壤现状,研制出了多种多样的复混肥和复合肥,特别是马铃薯专用肥的研制成功,使配方施肥作业大大简化,极大地促进了配方施肥的实施。像甘肃根据马铃薯种植区域土壤特征研制开发出的适合甘肃省及相似气候、土壤类型地区施用的专用型新型高效马铃薯复合肥,以马铃薯平衡施肥为原则,达到了养分平衡和合理施肥的目的,大幅度提高了马铃薯产量,而且采用一次施入,有效节约了马铃薯生产成本。
目前我国复混肥、复合肥生产厂家众多,在购买肥料时要严格把关,尽量选购名优正规产品,所选用的肥料要求包装标识、标注内容齐全、规范,包装袋上应标注肥料名称、商标、生产许可证编号、生产者或经销者的名称地址、生产日期或批号、保质期、产品执行标准编号、养分含量、净含量、警示说明、使用方法、适宜作物及不适宜作物、建议使用量、规格等级类别等。购买前最好把产品放到公平秤上称量,看净含量是否与明示标注的相符;如有偏差,看是否在允许范围内。应选颗粒均匀、没有潮湿结块、包装完好的产品。另外,一定要索取购货凭证,以便在出现纠纷时用于维权。
(3)基肥在播前结合土壤耕翻施用,注意应用高质量肥料 水分是影响肥效发挥的关键因素,马铃薯基肥在春季应早施,早施土壤墒情好,有利肥料分解、转化。
基肥施用时要有机肥料无机肥料相配合。有机肥含有养分多但相对含量低,释放缓慢,而化肥单位养分含量高,成分少,释放快。两者合理配合施用,有机质分解产生的有机酸还能促进土壤和化肥中矿质养分的溶解,有利于作物吸收,提高肥料的利用率。有机肥的施用量要足,化学肥料应以缓控释肥为主。缓控释肥是在传统肥料外面包一层特殊的膜,施用后可根据作物养分需求,控制养分释放速度和释放量,使养分释放曲线与作物需求曲线相一致,从而使肥料养分有效利用率得到大幅度提高。
(4)追肥管理推广肥水一体化技术,提高水溶性肥料的应用比例 肥水一体化是现代肥料管理的一大变革,指将水溶性肥料加入配肥池中,加水溶解后,通过输液管道送达植株根部的追肥法,也称随水施肥法。该法是一种较先进的施肥方法,具有施肥速度快、省工、作物吸收利用率高、挥发损失少、对根系伤害轻的特点。
传统施肥作业时,肥料用量大,而且一般在刚施肥后养分过剩,而后期则会养分不足,不利于植株生长。少量多次的追肥虽然是给马铃薯植株补充养分的最佳方式,但由于人工成本太高,生产中应用是不现实的。应用肥水一体化施肥技术,可均衡地供给肥水,彻底改变马铃薯植株养分供给上饥饿—过饱—饱—饥饿的循环状况,使肥料供给的科学化程度大幅提高,在发达国家应用普遍。
一般肥水一体化技术应用时设备由配肥池、输肥管、进肥口三部分组成。规模化应用这一措施,一定要有高位配肥池,以便通过一定的压力,将肥液运输到植物根部,输肥管可借助果园的微喷灌系统,进肥口通过自然下渗进行。农户小型的应用,可通过农用车装载塑料桶,配套喷药用输药管、追肥枪,实施这一措施。
由于我国目前马铃薯生产以户为经营单位,后者应用更具有现实意义,特别是在山旱地应用,增产效果明显。在施肥时,将可溶性肥料按一定比例配合后,拉运到田间,通过输肥管运送,将追肥枪直接插到作物根际附近,让肥液下渗,至肥液不再下渗时,再移动追肥枪至另一植株,至全园追到为止。
马铃薯的生长时期不同,对肥料的需求是不一样的,追肥液的配制也是有区别的。花期追肥应以氮肥为主,追施可溶性配方肥10~15千克/亩,氮、五氧化二磷、氧化钾的比例以3∶1∶1为宜,用水量据土壤墒情而定,土壤墒情好,每亩用水15立方米即可,干旱缺墒时,每亩用水量可达20立方米。块茎膨大期追肥应以磷钾肥为主,氮、五氧化二磷、氧化钾按1∶1.5∶2的比例配制,每亩追施可溶性肥料15~20千克,用水量据土壤墒情而定,一般每亩控制在15~20立方米之间。
随着肥水一体化技术的普及,水溶性肥料(简称水溶肥)的发展进入快速发展期,水溶肥指能很好地溶解于水中的肥料,包括尿素、硫酸钾、复合肥和混合肥等水溶性肥料。质量好的水溶肥可以含有作物生长所需要的氮、磷、钾、钙、镁、硫以及微量元素等全部营养元素,由于水溶肥是根据作物生长过程中的营养需求特点进行配制的,使得其肥料利用率差不多是常规复合化学肥料的2~3倍。因而提高水溶肥的利用比例,是提高施肥效果的新的突破口。
水溶肥的质量好坏,对肥效的发挥影响较大,一般好的水溶肥应具备以下条件:各养分元素的配比要合理,养分种类要齐全。
在选购水溶肥时,可通过看含量、看水溶性、闻味道、做对比等方法来鉴别肥料的好坏。一般好的水溶肥纯度很高,不会添加任何填充料,100%都是可以被作物吸收利用的营养物质,氮磷钾含量一般可达60%以上。质量差的水溶肥一般营养成分含量低,肥料的价格也略低。水溶性好的肥料,施肥后树体吸收充分,浪费少,利用率高,而差的浪费多,利用率低。一般将肥料溶解到清水中,如溶液清澈透明,说明水溶性很好;如果溶液有浑浊甚至有沉淀,说明水溶性很差,不能用在滴灌系统,肥料的浪费也会比较多。好的水溶肥没有任何味道或者有一种非常淡的清香味。而有异味的肥料要么是添加了激素,要么是有害物质太多,这种肥料用起来见效很快,但对作物的抗病能力和持续的产量和品质没有任何好处。好的肥料见效不会太快,因为养分有个吸收转化的过程。好的水溶肥用上两三次就会在植株长势、作物品质、作物产量和抗病能力上看出明显的不同,用的次数越多区别越大。
(5)正确应用根外追肥措施 在马铃薯植株中,根系是养分的主要吸收器官,因而在马铃薯生产中肥料管理应坚持根际施肥为主、根外追肥为辅的原则。根外追肥可及时补充营养元素,在防治树体微量元素缺乏症方面具有很好的效果。根外追肥以叶面喷施为主,喷施补充肥料时应注意以下要点。
①叶面喷肥要有明确的针对性。硼、锌、钼、铁、锰、铜等营养元素,作物需要量很少,但却不可缺少。当某种微量元素缺乏时,作物生长发育会受到明显的影响,产量降低,品质下降;过多施用又会使作物中毒,影响产量和品质。这类肥料一般不必通过大量的土壤施用进行补充,只要通过叶面少量喷施即可满足其需要,生产中可根据相应症状,针对性进行叶面喷施,以纠正缺素症。
②叶面喷肥的浓度要适宜的叶面肥浓度过高会伤害叶片,降低肥效;浓度过低又不起作用。最适宜的浓度因成分不同和作物种类不同而异。一般叶面喷肥的使用浓度分别为尿素1%~5%、磷酸二氢钾0.3%~0.5%、硼酸0.5%、黄腐酸铁0.3%~0.5%、硫酸锌0.3%~0.5%、氨基酸钙0.3%~0.5%等。
③叶面喷肥的时间要适当。叶面喷肥要注意避开高温期,一般以早晨10点之前、下午4点之后喷用为宜。在雨天不能喷用,喷用后遇雨要重新喷施。
(6)施肥用量要适度 生产中既要防止过量施用化肥导致土壤中营养元素超量积累,又要防止施量不足影响植株生长和结果现象的出现。一般应以产量为依据,按照目标产量计算对应施肥量,一般马铃薯生产中氮磷钾的配比以1.85∶1∶2.1较为适宜,每生产1000千克马铃薯需施用优质土杂肥1000~1500千克,补充纯氮18.5千克、五氧化二磷10千克、氧化钾21千克,生产中可按此标准,参照土壤养分含量的多少灵活使用,既保证植株吃得饱,又不要造成肥料的浪费。
(7)施肥时期要适当 肥料施入土壤中后,要通过分解、转化才能被植株吸收利用,因而施肥时期要比植株需肥期适当提前,以便适时供给植株养分,满足植株生长结薯的需求,特别是基肥的施用要提前,以充分发挥肥效。因而要注意在早春适时施用基肥。
八、强化水分管理
由于地域不同,降水的多少是不一样的,在生产中进行水分管理时,应立足当地的降水实际,因地制宜地进行管理,以取得好的效果。我国北方应以保墒为主,以提高天然降水利用率为中心,促进产量提高;而南方则应注意排涝,以有效地控制田间湿度,降低病害的发生,以利产量的提高。
马铃薯为高产作物,生长过程中需消耗大量的水分,一般亩产2000千克块茎,每亩需水量为280吨左右,相当于生长期间419毫米的降水量。同一品种在不同地域种植,产量相差悬殊,与降水的多少有极大的关系,因而提高降水利用率,是提高产能的关键一环。由于我国北方绝大部分马铃薯产区没有浇水条件,特别是我国西北马铃薯产区为典型的雨养农业区,提高天然降水的利用率则成为生产管理的重点之一。长期以来,我国劳动人民总结出的地膜覆盖栽培是比较成功的做法之一,特别是近年来兴起的秋覆膜技术、全膜覆盖垄作集雨沟播技术,效果很好,很有推广的必要。
1.秋覆膜技术
干旱是我国马铃薯生产中的主要自然灾害之一,对马铃薯生产影响较大,提高天然降水利用率是抵御干旱的重要措施。地膜覆盖栽培是提高天然降水利用率的重要方法,以往大多采用春覆膜的方法,近年来甘肃静宁借鉴粮食作物秋覆膜的方法,在马铃薯生产中将覆膜时间提前到秋冬季进行,取得了较好的效果,现将这一措施介绍如下,以供交流。
(1)秋覆膜的好处
①有利于提高天然降水的利用率。我国北方年降雨的主要时间在秋季,相比较而言,秋季是丰水期,土壤墒情好,而冬春季多风,土壤水分蒸发量大,损耗多,秋季覆膜可减少土壤水分的蒸发损失,最大限度地提高降水的利用率。
②有利促进微生物活动。秋覆膜可显著延缓地温下降,促进微生物活动,加速土壤熟化。
③有利病虫害的控制。土壤是病虫越冬的主要场所之一,在秋季覆膜可有效地减少土壤中越冬的病虫数量,对全年病虫害的控制有一定的效果。
(2)秋覆膜的方法
①秋覆膜的时间。秋覆膜在前茬作物收获后到土壤封冻前均可进行,秋雨多的年份可适当延迟进行,秋雨少的年份应适当提前,总的原则是尽量保持土壤水分含量最大化。
②覆盖方式。平覆、垄覆均可,最好采用垄覆,垄作覆盖栽培后,可加厚根际土层厚度,以利块茎生长。一般起垄覆盖时,垄高20厘米左右。
③覆盖地膜的选择。目前马铃薯生产中覆盖的材料有白膜、黑膜和地布等,白膜覆盖升温快,有早发苗的现象;黑膜覆盖可稳定地温,据测定覆盖黑色地膜的地温变幅在5~10℃之间,特别是夏季根际温度较低,为根系生长创造了良好条件,同时用黑膜覆盖可阻止多种杂草的生长,具有明显的抑草作用,可减少田间用工,降低劳动强度;地布是一种新型的覆盖材料,由优质的聚丙烯窄条纺织而成,能有效抑制各种杂草的生长,保持土壤水分,减少水分蒸发,透气性好,经日晒雨淋后可自然降解,不会造成土壤污染。生产中可根据生产的具体情况选择覆盖材质。
④配套措施。
a.疏松土壤:由于马铃薯生长喜疏松的土壤条件,因而在覆盖前应将土壤深翻1次,翻深在30~40厘米之间。
b.施足肥料:马铃薯生长过程中需肥较多,覆盖栽培后,施肥作业不便进行,因而在盖前一定要施足肥料。生产中提倡“一炮轰”施肥法,按照目标产量,确定施肥量,然后将有机肥、磷肥、钾肥及氮肥的大部分(70%左右),在覆盖前一次性施入。
c.生长期管理:覆盖栽培的马铃薯在生长期管理的重点内容包括以下几点。
保护膜盖材质:覆盖栽培后,要保证膜或地布的完整性,以延长覆盖时间,提高覆盖效果。
追肥:采用行间沟施为主,有条件的可采用追肥枪施肥,实行肥水一体化管理,以充分发挥肥效。
除草:杂草生长会与马铃薯形成争肥、争水、争空间的矛盾,影响马铃薯的生长。生产中对田间杂草要及时人工拔除,将拔除的杂草压在行间覆盖,以阻止土壤水分的蒸发,杂草腐烂后,增加土壤有机质含量,培肥土壤。
2.全膜覆盖垄作集雨沟播技术
全膜覆盖垄作集雨沟播技术是我国北方干旱地区广大科技工作者和农民创造的抗旱栽培新措施,具有巨大的推广潜力和应用价值,是干旱地区马铃薯增产增收的有效途径。
(1)马铃薯全膜覆盖垄作集雨沟播的优点
①可有效地阻止土壤水分的蒸发损失,克服干旱对马铃薯生长结薯的不良影响,促进产量和效益的提升。据测定,覆膜的马铃薯根际土壤水分含量较裸地提高5~7个百分点,相当于增加50~70毫米的降水。
②增加天然降水的利用率。通过起垄覆膜,在降雨时,地膜可起到集雨场的作用,可以将降水的85%~90%集中到根群主要分布区,增加马铃薯的吸收量,从而使水分、养分高度耦合,提高肥水利用率。
③垄作覆盖有一定的防病虫作用。通过覆盖,可阻止土壤中越冬病虫的出土。垄作后,根际土壤水分含量相对稳定,特别是雨季可防止根际积水,导致根系死亡,对根系的生长很有利。
④具有很好的节水效果。有浇水条件的地方,可减少浇水次数和浇水量,通常节水70%左右。
⑤可有效地保护耕作层。覆盖栽培后,可防止土壤养分的淋溶渗漏及碱化板结。
⑥稳定地温。生产中采用黑色地膜覆盖或白膜覆盖上面盖土后,根际土壤温度比较稳定。据测定,采用以上方式覆盖的土壤温度变幅在5~10℃之间,特别是夏季根际温度较低,为根系生长创造了良好条件,有利于薯块膨大,促进产量提高。
⑦具有明显的抑草作用。黑膜覆盖或白膜覆盖上面盖土后,可阻止多种杂草的生长,具有明显的抑草作用,可减少果园用工,降低劳动强度。
⑧投资省,用工轻,易推广。一般每亩需用地膜7~8千克,费用不足100元,一个劳动力一天可覆盖2亩,如果用机械覆盖,工效更快,成本还低。
(2)主要技术要点
①疏松土壤。马铃薯垄作覆盖栽培时,在覆盖前要对土壤进行中耕深翻,以疏松土壤,为覆盖打好基础。由于马铃薯为浅根性作物,绝大部分根分布在地表下30~40厘米之间,因而疏松土壤时应以浅耕为主,耕深以30~40厘米为宜,如用机械旋耕,可用小型旋耕机来回旋耕2次,如地块大,可用大型旋耕机,将旋耕深度调到符合要求,旋耕1次即可。
②施足肥料。马铃薯为需肥较多的作物,垄作覆盖栽培后,施肥作业不便进行,因而在覆盖前一定要施足肥料,生产中提倡“一炮轰”施肥法,按照目标产量,确定施肥量,然后将有机肥、磷肥、钾肥及氮肥的大部分(70%左右),在覆盖前一次性施入。最好选用马铃薯配方肥,每亩用量50千克左右。也可选化肥配合使用,一般亩施尿素10~15千克、过磷酸钙20~30千克、硫酸钾10千克左右。
③适时覆盖。提倡丰水期覆盖,以提高覆盖效果。我国北方秋季降水多,土壤墒情好,因而覆盖主要以秋季进行为好,早春也可进行,但早春覆盖越早越好,多进行顶凌覆盖,以减少土壤跑墒,提高土壤含水量,一般在3月上中旬进行较好。也可在夏季雨后抢墒覆盖。
④培土起垄。马铃薯垄作覆盖栽培时,垄不宜太高,以水能自流为原则。通常先用划行器沿等高线画线,后开浅沟起垄,做成中高15~20厘米、宽60厘米、垄间距1米左右的土垄,形成10°左右的坡面,整平垄面,并适当拍实。如用机械覆膜,可将覆膜机的宽幅调到60厘米。
⑤覆盖地膜。用宽120厘米、厚0.008毫米的地膜全膜覆盖,地膜中缝及周边用土压实,每隔2米横压土腰,防止风吹,最好用黑膜覆盖。如果覆盖的是透明膜,最好在膜上盖一层3~5厘米的细土,以稳定地温,抑制杂草。
⑥生长期管理。垄作覆盖栽培的马铃薯生长期管理的重点内容包括以下几项。
保护地膜:覆盖栽培后,要保证膜的完整性,以延长覆盖时间,提高覆盖效果。
在播种前10~15天在垄沟内每隔50厘米打孔,使垄沟内的集水能及时渗入土内,增加土壤水分含量。
对田间杂草要及时人工拔除,将拔除的杂草压在行间覆盖以阻止土壤水分的蒸发,杂草腐烂后,增加土壤有机质含量,培肥土壤。
我国南方降水较多,田间湿度过大,病害发生严重是生产中的主要问题,应引起高度重视。要注意控制田间湿度,以防止烂薯现象的发生,减少生产损失。特别是结薯后期要控制土壤水分,以免因土壤水分过多造成闷薯烂薯。
九、植株调控
马铃薯生长过程中,地上部分与地下部分是相互促进和相互制约的统一体,根深才能叶茂,但地上部分生长过旺时,会消耗大量的营养,影响块茎的生长,不利产量的提高,因而在生产中要注意均衡地上和地下的生长关系,特别是要防止地上的徒长,控制开花和浆果的形成,以促进植株养分相对较多地用于块茎形成,以利产量提高。生产中主要通过喷施激素或微肥等进行调控。生产中应用的措施主要有在现蕾期、开花期、地下部形成小块茎时用2000~3000微升/升“比久”液喷洒植株1~3次,可防止植株徒长,减少花蕾脱落,有效地促进马铃薯增产。对开花茂盛、结浆果多的马铃薯品种,在开花期喷施40%乙烯利200倍液灭花,可减少养分消耗,使养分集中供应块茎,有利产量提高。马铃薯现蕾期,亩用15%的多效唑40克兑水50千克喷雾,使植株矮化、茎秆粗壮,促进块茎膨大、产量提高。在雨水较少地区,播前亩用“5A-1吸水剂”300~400克沟施或穴施,可大幅度提高土壤保水能力、减少水分蒸发,起抗旱保苗、促进生长的作用,有利产量提高。马铃薯苗期、团棵期,用500倍的“绿风95”喷1次,可促进植株生长发育,增强抗病能力,强化光合作用,利于早发棵、早结薯、结大薯,明显提高产量。在马铃薯苗期、团棵期、块茎膨大期亩用复方“钛肥1号”100毫升兑水40~50千克,各喷1次,可使植株生长健壮,提高光合效率,促进薯块膨大,促进产量提高。
十、加快机械化进程,降低生产成本
增产和降低成本是提高马铃薯生产效益的两个同等重要方面,机械化种植是降低生产成本的有效途径。近年来,我国农机工作者立足我国耕种田块小的实际,加快引进、研发小型播种、旋耕、施肥喷药、覆膜、收割等机械,极大地推进了马铃薯机械化作业的进程。像播种机的应用可将工效提高100倍以上,收获机的应用可将工效提高60~100倍,因而在生产中应加快机械化进程,以有效地降低生产成本,促进生产效益的提高。目前生产中应用的机械主要有如下几种。
1.微型旋耕机
微型旋耕机(图1-1)以小型柴油机或汽油机为动力,以整体式变速齿轮箱或皮带离合器作为传动,具有重量轻、体积小、结构简单、操作方便、易于维修、工作稳定可靠、使用寿命长、油耗低、生产效率高等特点。广泛适用于平原、山区、丘陵地区的旱地、水田的深旋耕、浅旋耕、犁耕、开沟筑垄。
图1-1 微型旋耕机
2.施肥起垄覆膜机
施肥起垄覆膜机(图1-2)一次作业可完成耕地、灭茬、起垄、镇压、施肥、喷药、覆膜等工序,具有结构紧凑、操作方便、一机多用、使用可靠等特点。垄距、垄高、垄宽可方便调整,施肥装置带有肥量调节指示和清肥装置,方便使用。
图1-2 施肥起垄覆膜机
3.马铃薯种植机
马铃薯种植机(图1-3)的外形尺寸(长×宽×高)为2320毫米×1360毫米×1380毫米,机重320千克,以18.3~29.4千瓦轮式拖拉机为动力,采用三点悬挂式,工作幅宽600~900毫米,行距220~280毫米,株距280~320毫米可调,工作行数1垄2行,适应膜宽度900~1000毫米,工作效率≥0.17公顷/小时。
图1-3 马铃薯种植机
马铃薯种植机是一种集开沟施肥、开沟播种、肥种分离、旋耕起垄、喷药、覆膜一次性完成的单垄双行一体式种植机械。该机操作简便,工艺先进,播种规范,植株呈三角形分布,更利于作物进行光合作用。特殊的起垄装置使土垄更加适合马铃薯生长,能使产量大增。
4.马铃薯中耕机
3ZMP-3.6型悬挂式马铃薯中耕机(图1-4)是用于马铃薯中耕培土的农业机械,可完成松土、除草、筑垄等作业,同时兼有提高地温、保墒作用。该机主要由机架、松土除草部件、松土培土部件、起垄成形部件、行走地轮五部分组成。
图1-4 马铃薯中耕机
5.植物保护机
近年来,我国植物保护机械化进程明显加快,特别是电动多旋翼无人施药机的研制成功,使千百年来人们联防联治的理想成为现实。WSZ-0805、WSZ-1805、WSZ-2410系列农业无人超低量施药机是一种电动多旋翼施药机,采用高效储能电池作为电源,可用作农药喷洒、弥雾、喷雾等植保作业,也可进行水稻、牧草、造林等飞播作业。附带远程视频监看系统,可根据客户需要配置农业病虫测报系统,可实现大面积监视测报功能。较为适合种植大户、家庭农场的使用。
电动多旋翼无人施药机(图1-5)防治效率高(单日单架可防治500亩以上)、维修成本低(用高性能聚合物电池作为动力,只以电机轴承为机械部件,无单一故障点,各旋翼独立控制,任何故障造成的多个旋翼停转,不影响机器的正常飞行、降落等操作,保证了财产安全和人身安全。当机器出现故障损坏时,只需换单一配件)、无噪声,适合于近距离的病虫害测报和防治,低空飞行不被察觉;不受海拔高度和空气质量、温度的影响,丘陵、高山、沿海、沼泽地、水田都可以自如开展测报和防治工作;引导农药喷洒向低量、超低量发展,实现精准施药技术与国际接轨(配置专利喷洒部件,实现1~4米高度低空、200~600毫升/亩低量或超低量喷雾。雾滴直径达到50~100微米,提高雾滴的黏附能力、有效降低农药残留、提高农药利用率、减少农药使用量,节约成本);整机全电子增稳,操作简单,自主导航可实现全自动飞行。性能优异的动力系统提供了机动灵活的飞行姿态,抗风能力强,在不远的将来有可能成为主要的植物保护机械。
图1-5 电动多旋翼无人施药机在生产中的应用
6.收获机
马铃薯收获机4US-60(手扶车专用,图1-6)由青岛生产。与手扶拖拉机配套的马铃薯收获机是一种新型马铃薯收获机械设备,有直联式和悬挂链接式两种。该机主要适应于农户大田及山区丘陵等种植地块面积较小的农田作业需求。清除薯秧后,可实现挖掘、薯土分离、集条铺放,整个作业过程顺畅,可收获单垄单行,使用该机连接方便、操作灵活、实用性强,收获效率高、埋薯率低、无破损。该机可以通过作业将土壤中残存的农膜直接翻于地面上,更方便清理,有利于下一季作物生长,深得各地用户的青睐。
图1-6 马铃薯收获机4US-60(手扶车专用)作业状
4U-85型马铃薯收获机(图1-7)与播种机配套使用,主要用于马铃薯、红薯、芋头、胡萝卜、大姜等农作物的收获,可收获单垄单行或单垄双行,收获后集条式放置,更受用户的青睐。配套动力22.1~29.4千瓦轮式拖拉机。本产品具有收获效率高、破坏率低、运转轻快、无振动、不堵草、漏土快、结构简洁、使用寿命长等特点。可以提取土壤中残存的地膜,不影响下一季度作物生长。采用国际先进工艺,铸胶后驱动轮,减少齿条磨损,延长寿命。适合土壤类别:沙土、沙壤土、中黏性土。
图1-7 4U-85型马铃薯收获机田间作业状
十一、提高储藏能力,减少损失
1.马铃薯储藏期间的变化
马铃薯储藏期间要经过后熟期、休眠期和萌发期三个生理阶段。
(1)后熟期 收获后的马铃薯块茎还未充分成熟,生理年龄不完全相同,大约需要半个月到1个月的时间才能达到成熟,这段时间称为后熟期。这一阶段块茎的呼吸强度由强逐渐变弱,表皮也木栓化,块茎内的含水量在这一期间下降迅速(大约下降5%),同时释放大量的热量。因此,刚收获的马铃薯要在背阴通风处摊开晾晒15天左右,使运输时破皮、挤伤、表皮擦伤的块茎进行伤口愈合,形成木栓层和伤口周皮并度过后熟阶段,然后再装袋入库或窖。
(2)休眠期 后熟阶段完成后,块茎芽眼中幼芽处于稳定不萌发状态。块茎内的生理生化活动极微弱,有利于储藏。0.5~2℃可显著延长储藏期。
(3)萌发期 马铃薯通过休眠期后,在适宜的温湿度下,幼芽开始萌动生长,块茎重量明显减轻。作为食用和加工的块茎要采取措施防止发芽,如喷抑芽剂等。马铃薯储藏过程中,前后期要注意防热,中间要注意防冻。
马铃薯在储藏期间块茎重量的自然损耗是不大的,伤热、受冻、腐烂所造成的损失是最主要的。因此要了解和掌握马铃薯储藏过程与环境条件的关系及对环境条件的要求,采用科学管理方法,最大限度地减少储藏期间的损失。
2.影响马铃薯储藏效果的因素
影响马铃薯储藏效果的因素可分为外因和内因两个方面,外因主要包括储藏环境的温湿度、气体成分、光照条件以及机械伤等,其中储藏环境的温湿度占主导地位。内因主要包括马铃薯品种的耐储性和块茎成熟度。
(1)温度 储藏温度是决定马铃薯块茎储藏寿命和质量的主要影响因素。根据薯块在储藏期间的生理变化,不同用途的薯块对储藏温度有不同的要求。种薯储藏温度为2~4℃;菜用马铃薯储藏温度为4~6℃;加工用原料薯储藏温度为6~11℃。环境温度过低,块茎会受冻;环境温度过高会使薯堆伤热,导致烂薯。一般情况下,当环境温度在-3~-1℃时,9个小时块茎就冻硬;-5℃时2个小时块茎就受冻。长期在0℃左右环境中储藏块茎,芽的生长和萌发受到抑制,生命力减弱。高温下储藏,块茎打破休眠的时间较短,也易引起烂薯。
(2)湿度 适宜的储藏湿度是减少块茎失水损耗、保持薯块新鲜的重要条件。储藏窖内湿度与马铃薯储藏量、窖内温度和通风条件等因素密切相关,为了减少储藏期薯块重量损失,马铃薯储藏期间要保持适宜的窖内湿度,薯块表面应保持干燥,同时还要避免水分大量损失。当窖内过于潮湿,薯块表皮呈潮湿状态,块茎上会凝结小水滴,也叫“出汗”现象。“出汗”现象的发生一方面会促使块茎在储藏中后期发芽并长出须根,另一方面由于湿度大,还会为一些病原菌和腐生菌的侵染创造条件,导致发病和腐烂,降低马铃薯的品质。相反,当窖内湿度过低时,就会使薯块水分散失严重,重量损失过大,薯块变软、皱缩、干腐病易发生,同样降低块茎的商品性和种用性。马铃薯最适宜的储藏湿度是空气相对湿度为85%~90%。
(3)气体成分 在通风良好的条件下,不会引起缺氧和二氧化碳的积累,如果通风不良,将引起二氧化碳的积累,薯块会因组织窒息而产生黑心。良好通风可以调节储藏窖内气体成分,通过引入外界新鲜空气,降低薯堆内部的二氧化碳浓度,避免无氧呼吸和二氧化碳中毒现象的发生。同时,良好的通风也有利于薯堆内部的热量散失和除湿,还能促进薯块表皮木栓化。
(4)变青(绿化) 薯皮变青是马铃薯储藏期间存在的主要问题之一,薯皮变青不仅影响其感官品质,而且伴随着有毒成分龙葵素的生成,其内在品质也受到极大的影响。马铃薯皮变青受品种、成熟度、温度和光照的影响,其中光照是导致马铃薯皮变青的主要影响因素,因此食用薯储藏期间要避免光照。
(5)发芽 马铃薯休眠期过后,在温湿度适宜时会发芽,导致薯块品质下降。发芽的马铃薯不适宜加工和消费。低于5℃发芽较慢,在5~20℃的温度范围内随着温度升高发芽速度加快,20℃以上发芽速度反而降低。
(6)冷害和冻害 冷害是长期储藏在-0.6~-1℃下对马铃薯造成的伤害。冷害的症状主要表现为表皮出现斑,进而腐烂,薯块糖分增加,褐变,大部分冷害症状在低温环境或冷库内不会立即表现出来,而是运输到温暖的地方或销售市场才显现出来。因此,冷害所引起的损失往往比我们所预料的严重。
冻害是马铃薯储藏在冰点以下,使马铃薯受冻,主要症状表现为组织发生褐变,解冻后汁液外流,严重者会导致腐烂,失去食用价值。因此储藏的马铃薯必须要注意保温,以防冷害、冻害的发生。
(7)机械伤和病虫害 马铃薯在收获和运输期间,由于擦伤、切伤、刺破、跌落和挤压等易造成机械伤。机械伤会加速马铃薯失水,当薯块表面被擦伤后,破坏了表面的保护层,使皮下组织暴露在空气中,因而更容易失水和感染。虽然薯块在适宜条件下可加速完成愈伤,但伤口还是会成为病原侵染的通道,使薯块腐烂率增高,失重加快,成为储藏期间的安全隐患。马铃薯由于本身携带病菌,在适宜的条件下,病菌迅速蔓延导致薯块腐烂,而且薯块表面由虫害和病害造成的伤口,也会增加薯块水分损失。
影响马铃薯块茎储藏的内部因素有两个,一是品种的耐储性,二是块茎的成熟度。在同样的储藏条件下,有的品种耐储性强,有的品种耐储性差。因此应选择适于当地储藏条件的品种。另外成熟度好的块茎,表皮木栓化程度高,收获和运输过程中不易擦伤,储藏期间失水少,不易皱缩。此外,成熟度好的块茎,其内部淀粉等干物质积累充足,大大增强了耐储性。未成熟的块茎,由于表皮幼嫩,未形成木栓层,收获和运输过程中易受擦伤,为病菌侵入创造了条件。由于幼嫩块茎含水量高,干物质积累少,缺乏对不良环境的抵抗能力,因此储藏过程中易失水皱缩和发生腐烂。
3.提高马铃薯储藏效果的措施
(1)适时收获 马铃薯在生理成熟期收获产量最高,其生理成熟的标志:一是叶色由绿逐渐变黄转枯;二是薯块脐部与着生的匍匐茎容易脱离,无需用力拉即与匍匐茎分开;三是薯块表皮韧性较大,皮层较厚,色泽正常。生产中应根据马铃薯本身的成熟特性,以及早熟、中熟和晚熟不同品种,兼顾市场规律,选择适宜的收获时间。如秋末早霜后,因霜后叶枯茎干,不得不收;有的地势较低,雨季来临时为了避免涝灾,必须提前早收;在秋雨少、霜冻晚、土壤疏松的地方,可适当晚收。马铃薯收获时最好选择天气和土壤干燥时进行,收获要彻底、干净,避免大量薯块遗留在土壤中,机械或畜力收获时应复收复检,以减少土壤中薯块的遗留量。
(2)储藏薯块的运输 收获后的薯块可就地晾晒2~4小时,散发部分水分,使薯皮干燥,运输和晾晒等过程中应注意避光,防止薯皮变绿,品质变劣,影响食用性和商品性。同时要尽量减少转运次数,避免机械损伤,以减少薯块损耗和病菌侵染。
(3)马铃薯预处理 对要入窖的马铃薯,先晾晒,使其在窖外渡过后熟期。入窖前要剔除病、烂、伤薯,以防其引起储藏后烂窖。结合挑除病、烂、伤薯,根据不同市场要求、不同用途对马铃薯进行分级。然后置于阴凉、通风的场所堆放预储,预储期间薯堆不宜太大,一般以高0.5米左右、宽2米左右为宜,上面用遮阳网遮光,进行自然通风,经5~7天预储,然后储藏。
(4)储藏窖处理 储藏窖在使用前要清理、消毒,通风换气,使窖内湿气排除、温度下降。在马铃薯储藏前1个月要将窖内杂物、垃圾清理干净,按照每立方米空间用硫黄粉8~12克的标准,进行熏蒸消毒或每立方米用4克高锰酸钾 6克甲醛进行熏蒸,也可用2%~4%的福尔马林50倍液均匀喷洒窖壁四周,以减少储藏期间烂薯,提高储藏效果。
(5)马铃薯储藏技术
①分类储藏 不同用途的马铃薯,要求不同的储藏环境,生产中应注意分类储藏。一般菜用薯要在黑暗且温度较低的条件下储藏,最佳储藏温度为4~6℃;低温储藏可将薯块中淀粉转化为还原糖,对加工产品不利,尤其是还原糖高于0.4%的薯块,炸片、炸条均出现褐色,影响产品质量和销售价格,因而加工薯不宜在太低温度下储藏,加工原料薯储藏适宜温度为6~11℃;种薯储藏时间较长,应尽量选择窖温比较稳定、控温性较好的窖储藏,种薯最佳储藏温度为2~4℃。
②储藏方式 马铃薯的储藏方式主要有三类:散堆、袋装和箱装,生产中常用的为前两类,散堆储藏时,堆放的高度不宜超过储藏窖高度的2/3,并且堆放高度应控制在1.5米以内为宜,温度较高的窖应在1.3米以下,否则会造成空气流通不畅,温度过高,氧气供应不足。具有地面通风道的强制通风窖薯堆高度不应超过2米。袋装储藏时,将经过预处理的马铃薯装入孔径小于10毫米的编织袋,保持每袋重量25~40千克,装袋码垛,垛不要高,一般码五袋高,两列并排为一行,行与行之间要留0.5米左右的通风道,行的长度视窖的大小来定。包装袋最好选用网眼袋,利于通气散热。要用木杠将袋子与地面隔开,利于地热及土地湿气的散失。
③储藏期间管理 储藏的马铃薯在入储前喷用抑芽剂,以提高储藏效果。马铃薯抑芽剂按剂型可分为粉剂和乳油两种。粉剂型马铃薯抑芽剂是以多孔性、吸附性强、分散性好的凹凸棒为基料,将主效成分和助剂通过液化吸附等工艺制备而成。乳油型马铃薯抑芽剂以食品添加剂为溶剂、乳化剂和稳定剂,经过一定的物理化学方法复配而成。抑芽剂在常温和低温条件下能够有效地抑制马铃薯发芽,减少马铃薯水分损失,保持马铃薯品质。
一般在马铃薯收获2~3周,待创伤自然愈合、表面干燥后,根据马铃薯储藏时间的长短不同,每吨马铃薯用粉剂型抑芽剂500~800克均匀喷撒在网袋、箱装、框装及地面散堆的马铃薯表面上,如果马铃薯堆积过多(50千克以上),则需在堆放时分层撒施,每层高30厘米左右均匀喷撒1次,撒施后将马铃薯用塑料布或其他不透气的物品密封捂盖3~5天,再将捂盖物去掉即可。应用乳油型抑芽剂时,根据马铃薯储藏时间的长短,按照每吨马铃薯用量40~60克的标准,将乳油原药和水按1∶200的比例混合,并充分搅拌混匀,用喷雾器直接喷施在马铃薯上,稀释液要均匀附着在马铃薯表皮上。稀释液宜现配现用,不能久置。喷施后将马铃薯放在避光处自然风干,再进行储藏。
马铃薯入窖初期,正处在预备休眠状态,呼吸旺盛,放热多,窖温高,湿度大。此阶段的管理以降温除湿为主,窖口和通气孔要经常打开,尽量通风散热,防止窖温过高。有条件的地方可安装强制通风设备,进行强制通风,特别是采后1个月内,尤其要注意通风降温除湿,避免马铃薯表面潮湿,堆垛内温度过高,感染病菌。根据气候情况,每天选择气温稍低于窖内温度的夜晚时段,进行强制通风半小时以上,持续20~30天。
在12月~翌年2月储藏中期,北方地区储藏的马铃薯处于休眠阶段,呼吸较弱,外界正是严寒冬季,窖外温度很低。此阶段的管理主要是防寒保温,要关闭窖门,在薯堆上加盖草帘吸湿、保温、防冻。定期入窖观察窖内的温度,保证窖内温度不低于1℃,选择暖和的中午适当通风。
3~4月储藏末期,窖外温度逐渐升高,易造成薯块发芽,此阶段管理的重点是保持窖内低温,最大限度减少对窖内温度的影响,避免薯块快速发芽。白天避免开窖,若窖温过高时可在夜间打开窖门和通风口进行通风降温。
十二、大力发展加工业,延伸产业链条,提高产业效益
近年来,我国马铃薯加工业取得了可喜的成绩,一批具有较强经济实力和技术优势的马铃薯骨干加工企业在持续增长;马铃薯加工食品新品辈出,薯条、薯片、全粉、淀粉、粉条、粉丝、粉皮、薯泥、薯丁等加工品的出现,极大地丰富了市场供给花色品种;马铃薯加工产出率、副产物利用率均有所提高;研发和生产出一批与终端产品对接的高附加值产品,延长了产业链、增加了经济效益。
“十二五”期间,中国食品工业协会马铃薯食品专业委员会组织制定了《SB/T 10631—2011马铃薯冷冻薯条》《SB/T 10752—2012马铃薯雪花全粉》《SB/T 10968—2013加工用马铃薯流通规范》行业标准,规范了加工程序,加快了加工业标准化的实施进程。
随着经济全球化的深入发展,我国马铃薯加工业快速与国际接轨,一方面,发达国家先进的马铃薯加工技术和装备、新型产品等加速向我国市场推广,我国马铃薯加工企业引进、吸收和再创新;另一方面,发展中国家、新兴市场国家对马铃薯精深加工产品和技术需求的增加,为我国马铃薯加工业扩大国际市场、开展国际交流与合作创造了有利条件。
展望未来,“十三五”期间,我国马铃薯种植面积将继续扩大,主食化进程加快,单产提高,总产增加,马铃薯加工业将呈快速发展态势,马铃薯全粉、淀粉、变性淀粉、粉丝、粉条、薯条、薯片、薯泥等加工业都将具有明显的增长活力。
1.马铃薯淀粉生产技术
(1)原料的选择 加工淀粉时,应选择单产高、抗病性强、薯块大、淀粉含量高、淀粉粒大小均匀、可溶性蛋白质少、皮薄、凹凸少、纤维含量低、新鲜未发芽的马铃薯,剔除腐烂薯。
(2)洗涤 将挑拣好的马铃薯在流动的清水中反复冲洗,以洗掉薯块上的泥污。
(3)粉碎和筛理 将洗涤好的马铃薯薯块在磨粉机上粉碎,由于薯块的淀粉粒悬浮于薄壁细胞的细胞液中,所以破碎程度越大则出粉率越高,一般要求破碎度在90%以上,为彻底破坏细胞组织,一般需磨制2~3次,每磨1次用筛子筛理1次,以除去磨碎物中的纤维、未磨碎的组织和杂质。筛下物即为粉乳,筛上物入下一道磨子。
破碎和筛理时皆需喷水以利磨碎和洗出淀粉粒,有利于物料的管道输送。破碎时的用水量约为原料重的2倍,用于筛理的水约为原料重的4倍,最后所得稀淀粉乳的浓度约为4~7波美度。
(4)淀粉粒的沉淀 由筛理所得的淀粉乳是含有淀粉粒、粗纤维、蛋白质的乳状胶溶液,并含有多种可溶性的糖类、有机酸等物质,还有微生物和酶,要进行沉淀处理。在淀粉粒较大、相对密度较大、淀粉粒浓度较小和适宜的pH值下,淀粉粒沉淀较快。生产中应注意创造有利沉淀的条件,为加速沉淀须调节淀粉乳的pH值,马铃薯汁液的pH值在4.2~4.4左右,马铃薯蛋白质的等电点为pH5.4左右,若淀粉乳pH值低于5.4时,可略加碱液调整,使蛋白质微粒尽快脱水凝固,破坏蛋白质胶溶液而使淀粉粒沉淀。
(5)洗浆和漂白 将沉淀好的淀粉加工稀释到18波美度,用泵输送到洗涤槽,用水洗洗涤2~3次,排去废液,复加水稀释到18波美度,送经胶水工段。
对于原料差、粉色较暗的淀粉,则在最后一道洗涤后进行脱色漂白。漂白剂用漂白粉或SO2。
①用漂白粉漂白 漂白粉的用量依淀粉乳的浓度而异,一般100升18波美度淀粉乳需漂白粉40~50克。使用前,在30℃左右的温水中加入漂白粉,配成4~4.5波美度的溶液,搅拌后,加盖静置15小时后,取其上清液供用。漂白时将漂白粉溶液加入淀粉乳中,连续搅拌40~60分钟,漂白后静置2小时左右,使淀粉沉淀,然后排去上层清液,反复用水洗去余氯,或静置沉淀后加入少量硫代硫酸钠溶液除去余氯。
检验淀粉中是否尚有余氯存在,可取少量淀粉乳液滴入浓度5%的KI溶液,不变色,无氯存在。若呈黄色或棕黄色,有氯存在。若有余氯存在,则需再加硫代硫酸钠溶液,以除尽余氯为止。
②亚硫酸漂白 亚硫酸是还原剂,能抑制氧化变色及使色素脱色,还能改变淀粉乳pH值,促使蛋白质沉淀和抑制发酵,使用时先将H2SO3稀释到约含SO2 2.5%的溶液,每吨原浆的淀粉乳约需该浓度的H2SO3液0.6~0.8升。
(6)脱水 淀粉乳用布包裹并以机械方式脱水后即为湿淀粉,湿淀粉外观洁白,结成块,不发酸,切面光滑。
(7)干燥 干燥时先将淀粉团块破碎,自然干燥约需3~6天,人工干燥,品温控制在40~58℃,干燥到淀粉含水量降到20%为止。
(8)筛理 干燥后取出摊凉,再用粉碎机粉碎,最后通过孔径为0.11毫米的绢筛筛理,以除去小粉块,然后用布袋包装,每袋25千克,即为成品。
2.马铃薯粉条的加工
用马铃薯加工粉条,是我国传统的加工项目,所加工的粉条色白、条细、养分多,适于熬菜、烹炒和凉拌菜用。其制作要点如下所述。
(1)选料提粉 选择淀粉含量高、收获后30天以内的马铃薯作原料。剔除冻、烂、腐薯块和杂质,用水反复冲洗干净,粉碎、打浆、过滤、沉淀提取淀粉。
(2)配料打芡 按含水量35%以下的马铃薯淀粉100千克加水50千克配料。先取5千克淀粉放入盆内,再加入其重70%的温水调成稀浆,然后用开水从中间猛倒入盆内,迅速用木棒或打芡机按顺时针方向搅动,直到搅成有很大黏性的团即成芡。
(3)加矾和面 按100千克淀粉加0.2千克明矾的比例,将明矾研成面放入和面盆中,再把打好的芡倒入,搅拌均匀,使和好的面含水量在48%~50%之间,面温保持在40℃左右。
(4)沸水漏条 先在锅内加水至九成满,煮沸,再把和好的面装入孔径10毫米的漏条机上试漏,当漏出的粉条直径达到0.6~0.8毫米时,固定高度,然后往沸水锅里漏,边漏边往外捞,锅内水量始终保持在头次出条时的水位,锅水控制在微开程度。
(5)冷浴晾条 将漏入沸水锅里的粉条,轻轻捞出放入冷水槽内,搭在棍上,再放入15℃水中浴5~10分钟,取出后架在3~10℃房内阴晾1~2小时,以增强其韧性。然后架在日光下晾晒,含水量到20%左右时,收敛成堆,去掉条棍,使其干燥。
(6)打捆包装 含水量降至16%时,打捆包装,即可销售。
3.马铃薯粉丝的制作
粉丝加工过程基本与粉条加工过程相同,唯在漏粉时所用漏条机孔径较小。其加工操作要点如下所述。
(1)原料选择 挑选无虫害、无霉烂的马铃薯,洗去表皮的泥沙和污物。
(2)淀粉加工 将洗净的马铃薯粉碎过滤,加入适量酸浆并搅拌沉淀(酸浆水由第一次沉淀的浮水单独存放而成),酸浆用量视气温而定。气温若在10℃左右,pH值应调到5.6~6.0;气温若在20℃以上,pH值应调到6.0~6.5。将沉淀好的粉汁迅速排除浮水、挖去上层黑粉再加1次清水用木棒搅匀,沉淀、排水、起粉吊包,以增加黏力使得淀粉洁白,吊包后可用手掰成片状置于密闭容器用硫黄熏。
(3)打芡和面 在盆内按淀粉质量的2倍加50℃温水,边加水边搅和成稀粉糊,再将开水迅速倒入调好的稀粉糊内,用木棒顺时针方向迅速搅拌,至粉透明均匀即成粉芡。再将粉芡与湿淀粉混合,粉芡的用量占和面比例为冬季5%、春夏秋季4%,和面温度为30℃左右;天冷时将和面盆放于40℃左右的温水中。和成的面含水量为48%~50%,和面前还要加入淀粉总量0.3%~0.6%的白矾粉末。
(4)漏粉成型 将和好的粉面装入漏粉瓢内,再边漏边拍打边加粉面。待粉线下漏均匀后再转到锅上,粉瓢与锅内水面距离45~55厘米,同时加热保持水微开。
(5)冷却与晾晒 锅内的水要保持与出粉时持平,以便将煮过的粉丝出锅浸入冷水。冷却水要勤换。捞粉要轻,吊粉要齐。捞出的粉丝在粉竿上晾干,粉丝晾干后即可打捆出售。
4.马铃薯粉皮的加工方法
把马铃薯磨成粉,然后按马铃薯粉、水和白矾之比为200∶1800∶1混合,搅拌均匀成糊。做粉皮时,在一大铁锅内烧开水,将土豆粉糊用平底铝盘盛上,然后用手上下左右晃动铝盘,使里面的少量粉糊均匀地分布于盘底。待粉糊初成糊皮时,遂将盘子沉入开水中,待其转色至透明,捞出放入冷水中冷却后再将粉皮揭下即成。
5.马铃薯薯条加工方法
(1)选料 选择外观呈长条形、表面光滑、芽眼少、淀粉含量较高的马铃薯作为原料。
(2)清洗切条 将马铃薯洗净、去皮后,用刀切成横截面为1厘米×1厘米的长条。
(3)薯条处理 将切好的马铃薯条用水略洗后,沥干水分。然后将马铃薯条放入盆中,加入玉米粉拌匀,让马铃薯条表面沾上薄薄的一层玉米粉。
(4)油炸 加热油锅至约160℃,将处理好的马铃薯条下锅炸约1分钟,至表面略变硬定型即捞起。将油锅加热至约180℃后,再将初炸的薯条下锅,以中火炸约1分钟至表面金黄酥脆起锅、沥干油分,食用时可依喜好搭配沾酱食用。
6.马铃薯薯片加工方法
(1)原料的选择 选择块茎形状整齐、大小均一、表皮薄、芽眼浅而少、淀粉和总固形物含量高、还原糖含量低的马铃薯作原料。一般马铃薯还原糖含量在0.5%以下(一般为0.25%~0.3%)、干物重以14%~15%为较好。如果还原糖含量过高,油炸时易褐变。
(2)清理与洗涤 首先将马铃薯倒入进料口,在输送带上拣去烂薯、石子、沙粒等。清理后,通过提升斗送入洗涤机中洗净表面泥土污物后,再送入去皮机中去皮。
(3)去皮 采用碱液去皮法或用红外线辐射去皮,效果较好。摩擦去皮组织损失较大,而蒸汽去皮又常会产生严重的热损失,影响最终的产品质量。去皮损耗一般在1%~4%。要求除尽外皮,介质去皮后薯块外表光洁,防止去皮过度。经去皮的块茎还要水洗,然后送到输送机上进行挑选,挑除未剥掉皮的及碰伤、带黑点和腐烂的不合格的薯块。
(4)切片与漂洗 手工刀切薄厚不均,可用木工刨子刨片。若用切片机械,大多采用旋转刀片。切片厚度要根据块茎品种、饱满程度、含糖量、油炸温度或蒸煮时间来定。注意力求切片厚度一致,防止因切片厚度不一,造成产品颜色不均。切好的薯片可进入旋转的滚筒中,用高压水喷洗,洗净切片表面的淀粉。洗好的薯片放入护色液中护色。漂洗的水中含有马铃薯淀粉,可以收集起来制取马铃薯淀粉。
(5)脱水 漂洗后的切片送入离心脱水机内将附在马铃薯片表面的水分甩掉。
(6)油炸 马铃薯片的油炸,可以采用连续式生产和间歇式生产。若产量较大多采用连续式深层油炸设备,该设备的特点是能使物料全部浸没在油中,连续进行油炸。油的加热是在油炸锅外进行的,具有液压装置,能把整个输送器框架及其附属零件从油槽中升起或下降,维修十分方便。
实验证明,在较低温度下油炸,马铃薯表面起泡,内部沾油、颜色较深,而在高温下则无此现象。因此,油炸温度一般控制在180~190℃,不能高于200℃,油炸时间一般不宜超过1分钟。对不同批次的马铃薯片应进行检查并作必要的调整。
在生产过程中,炸制油要经常更换,马铃薯片吸油很快,必须不断地加入新鲜油,每8~10小时彻底更换1次。另外,炸制用油在用过一段时间后应当过滤,以除去油中炸焦的淀粉颗粒和其他炸焦的物质,以防影响油炸薯片的味道和外观。
(7)调味 对炸好的马铃薯片应进行适当的调味。当马铃薯片用网状输送器从油炸锅内提升上来时,装在输送器上方的调料斗应撒上适量的盐与马铃薯片混合,添加量为1.5%~2%。根据产品的需要还可添加些味精,或将其调制成辛辣、奶酪等风味。另外,马铃薯片在油炸前用生马铃薯的水解蛋白溶液浸泡一下,亦可改进其风味。
(8)冷却、包装 马铃薯片经油炸、调味后,就在皮带输送机上冷却、过磅、包装。包装材料可根据保存时间来选择,可采用涂蜡玻璃纸、金属复合塑料薄膜袋等进行包装,亦可采用充氮包装。
7.马铃薯泥加工方法
将马铃薯去芽后切为1.5厘米厚的薄片,在温度60~80℃条件下泡浸20~30分钟,用以灭酶,然后在25℃的冷水中冷却,约20分钟,然后蒸熟充分软化;蒸煮后研碎前要喷上亚硫酸盐(为了漂白及储存)、抗毒剂(防止哈败)及乳化剂(单甘油酯,防止颗粒黏结);有时添加脱脂乳粉末(增加方便食品的吸水性)及磷酸盐,整个工艺中要注意脱水,马铃薯泥不要黏结。
8.脱水马铃薯丁加工技术
脱水马铃薯丁是一种高质量的马铃薯食品,在食品市场上的地位越来越重要,可用于各种食品如罐头肉、焖牛肉、冻肉馅饼、汤类、马铃薯沙拉等中。其加工方法如下所述。
(1)原料选择 在加工脱水马铃薯丁时应选择薯块大小均匀、表皮光滑、没有发芽的薯块,除掉因轻微发绿、霉烂、机械损伤或其他病害而不适宜加工的马铃薯,同时由于在脱水的情况下,氨基酸与糖可能发生反应,引起褐变,因此应采用还原糖含量低的品种。固形物含量高的原料制成脱水马铃薯丁,能表现出优良的性能。各类马铃薯的密度有很大的不同,密度大的原料具有优良的烹饪特性。在选料时应综合考虑以上因素。
(2)原料清洗 将选择好的马铃薯清洗干净,除去其上黏附的泥土,减少污染的微生物。
(3)去皮 生产中可用蒸汽去皮或碱液去皮法,较原始的方法是用蒸汽去皮,这种方法可减少去皮损失,较先进的方法是采用碱液去皮,后者会更经济和适宜些。
马铃薯去皮时使用蒸汽或碱液常常能加剧其褐变的发生。在马铃薯的边缘,尤其是维管束周围出现变黑的反应物,比其他部分更集中些。变色的程度取决于马铃薯暴露在空气中的程度。因此应尽量减少去皮马铃薯暴露在空气中的时间,或者向马铃薯表面淋水,或者将马铃薯浸于水中,这样就可以减少变色现象。若其变色倾向严重时,可采用二氧化硫和亚硫酸盐等还原化合物溶液来保持马铃薯表面的湿润。
(4)切丁 切丁前要进行分类,拣选去不合格薯块。在进行清理时,必须注意薯块在空气中暴露的时间,以防止其发生过分的氧化,同时通过安装在输送线上的一个个喷水器,不断地喷水,保持马铃薯表面的湿润。
马铃薯块切丁是在标准化的切丁机里进行的,将马铃薯送入切丁机的同时需加入一定流量的水以保持刀口的湿润与清洁。被切开的马铃薯表面在漂烫前必须洗干净。马铃薯丁大小应根据市场及食用者的要求而定。
(5)漂烫 马铃薯块茎中包含有大量的酶,这些酶在马铃薯的新陈代谢过程中起着重要的作用。有的酶可以使切开的马铃薯表面变黑,有的参与碳水化合物的变化,有的酶则使马铃薯中的脂肪分解。用加热或其他一些方法可以将这些酶破坏,或使其失去活力。漂烫还可以减少微生物的沾染。马铃薯丁在切好后,加热至94~100℃进行漂烫。漂烫是在水中或蒸汽中进行的。用蒸汽漂烫时,将马铃薯丁置于不锈钢输送器的悬挂式皮带上,更先进的是放入螺旋式输送器中,使其暴露在蒸汽中加热。在通常情况下,蒸汽漂烫所损失的可溶性固形物比水漂烫少,这是由于用水漂烫时,马铃薯中的可溶性固形物质都溶在了水中。
漂烫时间从2分钟到12分钟不等,视所用温度高低、马铃薯丁大小、漂烫机容量、漂烫机内热量分布是否均匀以及马铃薯品种和成熟度等而异。漂烫程度对成品的质地与外观有明显影响,漂烫过度会使马铃薯变软或成糊状。漂烫之后要立即喷水冲洗除去马铃薯表面的胶状淀粉,以防止其在脱水时出现粘连现象。
(6)化学处理 马铃薯丁在漂烫之后,需立即用亚硫酸盐溶液喷淋。用亚硫酸盐处理后的马铃薯丁,在脱水时允许使用较高的温度,这样可以提高脱水的速度和工厂的生产能力,在较高的温度下脱水可产生质地疏松的产品,而且产品的复水性能好,还可以防止其在脱水时产生非酶褐变与焦化现象,有利于产品储藏。但应该注意产品的含水量不能过高,否则会使亚硫酸盐失效。成品中二氧化硫的含量不得超过0.05%。
氯化钙具有使马铃薯丁质地坚实、避免其变软和控制热能损耗的效果。当马铃薯丁从漂烫机中出来时,立即喷洒含有氯化钙的溶液,可以防止马铃薯丁在烹调时变软,并使之迅速复水。但在进行钙盐处理时,不能同时使用亚硫酸钠,以免产生亚硫酸钙沉淀。
(7)脱水干燥 脱水速度的快慢影响到产品的密度,脱水速度越快,密度也越低。通过带式烘干机脱水,可以很方便地控制温度、风量和风速,以获得最佳产品。在带式烘干机上,产品的温度从135℃逐渐下降到79℃一般约需1小时,要求水分到26%~35%;从89℃逐渐下降到60℃,为2~3小时,要求水分降低至10%~15%;从60℃降到37.5℃为4~8小时,水分降到10%以下。随着现代新技术的发展,使用微波进行马铃薯丁脱水,效果好、速度快。在几分钟内,即可使马铃薯丁的含水量下降到2%~3%。快速脱水还会产生一种泡沫作用,对复水很有好处。马铃薯中的水分透过表面迅速扩散,可以防止因周围空气干燥而伴随产生的表面变硬现象。
(8)分类筛选 产品在脱水后要进行检查,将变色的马铃薯丁除掉。可用手工拣选,也可用电子分类拣选机。加工过程中,成品中总会夹杂着一些不合要求的部分,如马铃薯皮、黑斑块、黄化块等,使用气动力分离机进行除杂拣选,可使产品符合规定,保持其大小均匀,没有碎片和小块。
(9)包装 包装一般多采用牛皮纸袋包装,其重量从2.3千克至4.6千克不等。亦可用盒、袋、蜡纸包装。
9.脱水马铃薯粒的加工技术
马铃薯细粒是脱水的单细胞或者是马铃薯细胞的聚合体,含水量约7%。它可根据需要和爱好重新制成与热水混合的马铃薯泥或湿的含牛奶的制品。其加工方法如下所述。
(1)原料处理 将马铃薯洗涤干净,用去皮机去皮,通过人检查和修整,然后切成厚度为1.6~1.9厘米的薯片,这样可保证薯片在蒸煮时的均匀一致。
(2)蒸煮 用一条输送带,将15~20厘米厚的马铃薯层从正常大气压蒸汽中通过,起到蒸煮作用。蒸煮时间长短根据原料品种和码放的厚度而定,一般需30~40分钟。
(3)捣碎混合 将蒸煮过的马铃薯捣碎,与回填的马铃薯细粒进行混合,使之均匀一致。操作时要注意避免马铃薯细胞粒破碎。要求成品中大部分是单细胞颗粒。作为回填物应含有一定量的单细胞颗粒,能吸收更多的水分。通过捣碎与回填,并采用保温静置的方法,可以明显地改进湿混合物的成粒性,并使混合物的水分含量由45%降低到35%。实验证明,湿混合物在5.8℃时静置可产生20%的小于70目的产品,而在3.9℃下静置能产生62%的同样大小的产品。不论是湿混合物还是马铃薯淀粉胶质,通过静置均可以减少其可溶性淀粉,降低淀粉的膨胀力。静置所发生的一些结块,可以通过最后的混合搅拌解决。
(4)干燥 产品干燥时可以用气流干燥机。这种气流干燥机所使用的气流速度相当小,因而对产品的细胞破坏也少。如果气流速度过大,就会损伤淀粉颗粒。
(5)过筛 当干燥到马铃薯颗粒含水量达12%~13%时过筛。60~80目的颗粒用作回填物,通过筛的细粉也可部分作回填物,另一部分作成品。成品需进一步在流化床上进行干燥,干燥时间为10~30秒,使薯粒含水量降到6%左右。颗粒大于16目的薯粒不能回填,因其不能迅速从新添加的薯粒中吸取水分,无法形成均匀的颗粒。
(6)添加食品添加剂 按20%~30%的亚硫酸钠、5%~28%的钾明矾或铵明矾、45%~60%的精盐,配好后用淀粉作载体,添加200毫克/千克的亚硫酸盐基本上可抑制成品的非酶褐变。防止马铃薯颗粒的氧化变质,可采用一些抗氧化剂,如丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯等,其适用量为1~5毫克/千克。其添加方法是将抗氧化剂与部分马铃薯细粒混合,制成5毫克/千克的抗氧化混合物,然后加入马铃薯细粒,使之达到合适浓度。
10.片状脱水马铃薯粉加工技术
片状脱水马铃薯粉是由去皮、煮熟的马铃薯经干燥制成的,可作脱水方便食品直接食用,也可作其他食品加工的原料。食用时,将其掺和3~4倍的热开水(或水和奶的混合物),经过0.5~1分钟,就可制成可口的马铃薯泥。其制作方法如下所述。
(1)原料选择 剔除发芽、发绿的马铃薯以及腐烂、病变薯块。
(2)清洗 可以人工清洗,也可以机械清洗。若流水作业,一般先将原料倒入进料口,在输送带上拣出烂薯、石子、沙粒等,清理后,通过流送槽或提升斗送入洗涤机中清洗。清洗通常是在鼠笼式洗涤机中进行擦洗。洗净后的马铃薯转入带网眼的运输带上沥干,然后送去皮机去皮。
(3)去皮 去皮的方法有手工去皮、机械去皮、蒸汽去皮和化学去皮等。
(4)切片 一般把马铃薯切成1.5毫米厚的薄片,以使其在预煮和冷却期间能得到更均匀的热处理。切片薄一些虽然可以除去糖分,但会使成品风味受到损害,固体损耗也会增加。
(5)预煮 预煮的目的,不仅可以用来破坏马铃薯中的酶,防止块茎变黑,还可以得到不发黏的马铃薯泥。
薯片一般在71~74℃的水中加热20分钟,预煮后的淀粉必须糊化彻底,这样冷却期间淀粉才会老化回生,减少薯片复水后的黏性。
(6)冷却 用冷水清洗蒸煮过的马铃薯,把游离的淀粉除去,避免其在脱水期间发生黏胶或烤焦,使制得的马铃薯泥黏度降到适宜的程度。
(7)蒸煮 将预煮冷却处理过的马铃薯片在常压下用蒸汽煮30分钟,使其充分软化。
(8)磨碎 马铃薯在蒸煮后立即磨碎,以便很快与添加剂混合,并避免细胞破裂。使用的机械一般是螺旋形粉碎机或带圆孔的盘碎机。
(9)加食品添加剂 在干燥前把添加剂注入马铃薯泥中,以便改良其组织,并延长其货架寿命。一般使用的添加剂有亚硫酸氢钠,防止马铃薯的非酶褐变;甘油酸酯,可提高产品的分散性。另外,添加一定量的抗氧化剂,可延长马铃薯泥的保藏寿命;添加薯片重的0.1%酸式焦磷酸钠可阻止由铁离子引起的变色。
如制造强化营养马铃薯片,每份马铃薯片(85克)中可添加维生素C 75毫克、尼克酸20毫克、维生素A 1200国际单位。
(10)干燥 马铃薯泥的干燥可在单滚筒干燥机或在配有4~6个滚筒的单鼓式干燥机中进行。干燥后,可以得到最大密度的干燥马铃薯片,其含水量在8%以下。
(11)粉碎 干燥后的薯片可用锤式粉碎机粉碎成鳞片状,它是一种具有合适的组织和堆积密度的产品。制成的产品为粒状或鳞片状,白色或淡黄色,水分含量8%以下,要求每克产品细菌总数不超过1500个,大肠杆菌小于10个,没有金黄色葡萄球菌,酵母和霉菌数各小于10个。
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