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及時(shí)章馬鈴薯的生物學(xué)特性

馬鈴薯是茄科茄屬多年生草本植物，但作一年生或一年兩季栽培。生產(chǎn)應(yīng)用的品種都屬于茄屬馬鈴薯亞屬能形成地下塊莖的種，染色體數(shù)2n=2x=48。地下塊莖呈圓、卵、橢圓等形，有芽眼，皮紅、黃、白或紫色，可食用。

及時(shí)節(jié)馬鈴薯的營養(yǎng)價(jià)值和用途

馬鈴薯是一種分布廣泛、適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、營養(yǎng)價(jià)值豐富的宜糧、宜菜、宜飼、宜做工業(yè)原料等多種用途的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物。

一、馬鈴薯的營養(yǎng)價(jià)值

馬鈴薯是寶貴的營養(yǎng)食品，營養(yǎng)成分豐富齊全。馬鈴薯薯塊中76%～85%是水分，干物質(zhì)含量為15%～24%，它的營養(yǎng)物質(zhì)都在干物質(zhì)中。馬鈴薯塊莖中含有人體所不可缺少的六大營養(yǎng)物質(zhì)：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、粗纖維、礦物質(zhì)和各種維生素，其中淀粉及糖類占13%～22%,蛋白質(zhì)占16%～21%，除脂肪含量較低外，淀粉、蛋白質(zhì)、維生素C、維生素B1,維生素B2以及Fe等微量元素的含量最為豐富，顯著高于其他作物。

馬鈴薯蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值很高，且擁有人體所必需的6種氨基酸，特別是富含谷類缺少的賴氨酸，因而馬鈴薯與谷類混合食用可提高蛋白質(zhì)利用率。馬鈴薯鮮塊莖中一般含蛋白質(zhì)16%～21%，高者可達(dá)27%以上，薯干中蛋白質(zhì)含量為8%～9%，其質(zhì)量與動(dòng)物蛋白相近，可與雞蛋媲美，屬于蛋白質(zhì)，易消化吸收，優(yōu)于其他作物的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)中含有18種氨基酸，包括人體不能合成的各種必需氨基酸，如賴氨酸、色氨酸、組氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸等。

1脂肪

馬鈴薯脂肪含量較低，占鮮塊莖的01%左右，相當(dāng)于糧食作物的1/5～1/2。莖葉中的脂肪含量高于塊莖，為07%～10%。

2糖類

馬鈴薯塊莖的含糖量較高，一般為139%～219%,其中85%左右是淀粉。塊莖中淀粉含量一般為11%～22%，一般早熟品種淀粉含量為11%～14%,中晚熟品種淀粉含量為14%～20%,高淀粉品種塊莖可達(dá)25%以上。馬鈴薯淀粉中支鏈淀粉占72%～82%，直鏈淀粉占18%～28%，淀粉粒體積大，較禾谷類作物的淀粉易于吸收。

3粗纖維

馬鈴薯鮮塊莖中粗纖維含量為06%～08%,低于莜面和玉米面，比小米、大米和面粉高2～12倍。

4礦質(zhì)元素

馬鈴薯還是一個(gè)礦物質(zhì)寶庫，各種礦物質(zhì)是蘋果的幾倍至幾十倍不等，500g馬鈴薯的營養(yǎng)價(jià)值大約相當(dāng)于1750g的蘋果。美國新澤西州立大學(xué)漢斯 費(fèi)希爾博士和德國一些醫(yī)科大學(xué)及醫(yī)學(xué)院人士進(jìn)行的一系列研究證明，如果人們每天只吃馬鈴薯，即使不補(bǔ)充其他任何食品，身體也能攝取10倍于傳統(tǒng)食品中含有的維生素和15倍的鐵。馬鈴薯塊莖含有鉀、鈣、磷、鐵、鎂、硫、氯、硅、鈉、硼、錳、鋅、銅等人體生長發(fā)育和健康必不可少的無機(jī)元素，礦質(zhì)元素的總量占其干物質(zhì)的212%～748%,平均為436%。馬鈴薯的礦物質(zhì)多呈強(qiáng)堿性，為一般蔬菜所不及，對(duì)平衡食物的酸堿度與保持人體血液的中和具有顯著的效果(表1-1)。

表1-1每100g馬鈴薯可食部分礦物質(zhì)含量

5馬鈴薯的藥用價(jià)值

中醫(yī)認(rèn)為馬鈴薯“性平味甘無毒，能健脾和胃，益氣調(diào)中，緩急止痛，通利大便。對(duì)脾胃虛弱、消化不良、腸胃不和、脘腹作痛、大便不暢的患者效果顯著”。現(xiàn)代研究證明，馬鈴薯對(duì)調(diào)解消化不良有特效，是胃病和心臟病患者的良藥及品質(zhì)保健品。馬鈴薯淀粉在人體內(nèi)吸收速度慢，是糖尿病患者的理想食療蔬菜；馬鈴薯中含有大量的品質(zhì)纖維素，在腸道內(nèi)可以供給腸道微生物大量營養(yǎng)，促進(jìn)腸道微生物生長發(fā)育；同時(shí)還可以促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，保持腸道水分，有預(yù)防便秘和防治癌癥等作用；馬鈴薯中鉀的含量極高，每周吃五六個(gè)馬鈴薯，可降低中風(fēng)的幾率，對(duì)調(diào)解消化不良又有特效；它還有防治神經(jīng)性脫發(fā)的作用，用新鮮馬鈴薯片反復(fù)涂擦脫發(fā)的部位，對(duì)促進(jìn)頭發(fā)再生有顯著的效果。

馬鈴薯生育期短，播種期伸縮性大，一般只要能保障它生育日數(shù)的需要，則可隨時(shí)播種，因此當(dāng)其他作物在生育期間遭受嚴(yán)重的自然災(zāi)害而無法繼續(xù)種植時(shí)，馬鈴薯又是很好的補(bǔ)救作物。

馬鈴薯還是理想的間、套、復(fù)種作物，可與糧、棉、煙、菜、藥等作物間套復(fù)種，有效地提高了土地與光能利用率，增加了單位面積作物總產(chǎn)量。

三、發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的意義

1我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)在世界上占有重要地位

全世界共有150多個(gè)國家和地區(qū)種植馬鈴薯，馬鈴薯種植面積約為2000萬hm21畝≈667m2,1hm2=15畝。全書同，總產(chǎn)量約33億t。其中我國的種植面積達(dá)500多萬hm2，大體占世界的25%,亞洲的60%;總產(chǎn)量達(dá)7000多萬t,大體占世界的20%和亞洲的70%,在世界均居經(jīng)驗(yàn)豐富地位。

2發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)可以有效增強(qiáng)我國糧食安全保障

近年來，全球氣候變暖趨勢日趨明顯，已經(jīng)對(duì)糧食生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響。聯(lián)合國有關(guān)機(jī)構(gòu)的報(bào)告說，如果全球氣溫升高36℃,到2050年，中國的稻米將減產(chǎn)5%～12%,全球?qū)?huì)有132億人挨餓。在全球糧食增產(chǎn)受到氣候變暖威脅的同時(shí)，全球耕地面積的增加很有限，并制約著糧食產(chǎn)量的增加。

在過去幾年里，由于農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國三大主要糧食作物的種植面積和總產(chǎn)量有所下降，且三大糧食作物的平均單產(chǎn)已高于世界平均水平，大幅度增產(chǎn)難度較大，只有馬鈴薯可以通過科技進(jìn)步大幅度提高產(chǎn)量和品質(zhì)。并且，馬鈴薯是冬作農(nóng)業(yè)發(fā)展中潛力巨大的作物。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，目前全國耕地面積的近2/3，計(jì)8000萬hm2處于冬閑狀態(tài)。可以利用南方冬作區(qū)和中原二季作區(qū)的冬閑田發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)，提高耕地復(fù)種指數(shù)，有效地?cái)U(kuò)大農(nóng)作物種植面積，起到緩解人地矛盾的作用。

3發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)可以有效增加貧困地區(qū)農(nóng)民收入

據(jù)有關(guān)專家介紹，如果采用新品種、新工藝，我國馬鈴薯的單產(chǎn)水平可以提高一倍以上，這就意味著可以在總播種面積不變的情況下增加產(chǎn)量1億t以上，僅此一項(xiàng)就可增加農(nóng)民收入1000億元以上，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。

我國貧困人口集中在西部地區(qū)，西北和西南10個(gè)省、市、自治區(qū)(甘肅、內(nèi)蒙古自治區(qū)、山西、陜西、青海、寧夏回族自治區(qū)、云南、貴州、四川、重慶)馬鈴薯種植面積達(dá)到了370多萬hm2,占全國的77%。在一些不適于種植其他作物的農(nóng)業(yè)邊際地區(qū)，馬鈴薯在進(jìn)一步提高產(chǎn)量和生產(chǎn)力方面具有較大的潛力。按種植面積計(jì)算，馬鈴薯排在水稻、小麥、玉米、大豆之后，但按單產(chǎn)計(jì)算，馬鈴薯卻是水稻的2倍、玉米的3倍、小麥、大豆的4～5倍。而按生產(chǎn)者實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)值計(jì)算，馬鈴薯分別比其他主要農(nóng)作物高25～4倍。并且，我國現(xiàn)有的耕地面積中有60%以上的耕地為旱地。研究表明，在干旱、半干旱地區(qū)，春谷子、蕎麥、春小麥、馬鈴薯等主要糧食作物，如以豐水年產(chǎn)量為,各種作物在干旱年份的產(chǎn)量分別為：谷子55%,蕎麥57%，春小麥58%,馬鈴薯76%。馬鈴薯的生育期較短，再生能力強(qiáng)，對(duì)風(fēng)、雹等自然災(zāi)害有一定的抵抗力，又是很好的救災(zāi)作物。

4發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)可以部分緩解生物能源原料匱乏問題

生物能源產(chǎn)業(yè)的興起，加劇了糧食市場供需矛盾。“十一五”期間，我國已明確提出，發(fā)展燃料乙醇應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)不與糧食爭地的非糧食作物如薯類、甜高粱、甘蔗及植物纖維的原料替代。由于薯類的增產(chǎn)潛力較大，單位面積上乙醇產(chǎn)量增加的潛力也很可觀，這樣就可以做到在不減少糧食供給或不增加耕地的基礎(chǔ)上，提供更多的生物能源原料。

5馬鈴薯產(chǎn)業(yè)具有較高的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度

馬鈴薯變性淀粉廣泛用于食品、造紙、紡織、制革、涂料、工業(yè)廢水凈化、農(nóng)業(yè)、園藝、紡織、鑄造、醫(yī)療、造紙、石油鉆探及環(huán)衛(wèi)等多個(gè)領(lǐng)域。馬鈴薯產(chǎn)品的加工具有較長的增值鏈條，是朝陽產(chǎn)業(yè)和貧困地區(qū)脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)。

6馬鈴薯加工行業(yè)具有良好成長性

馬鈴薯貿(mào)易具有良好的發(fā)展前景。近年來，國際市場上的馬鈴薯淀粉供應(yīng)趨緊，2006年因全球馬鈴薯淀粉供需矛盾突出，導(dǎo)致淀粉價(jià)格在不到一個(gè)月時(shí)間每噸上漲1000多元。我國各類馬鈴薯產(chǎn)品的出口額均呈現(xiàn)增長勢頭，隨著我國企業(yè)加工技術(shù)和能力的提高，馬鈴薯加工品的出口比重將有望進(jìn)一步提高。

7馬鈴薯產(chǎn)業(yè)是我國具有國際競爭力的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之

我國是馬鈴薯淀粉應(yīng)用大國，目前人均應(yīng)用量僅為每年5kg/人，與發(fā)達(dá)國家30～40kg/人的水平相比差距較大。隨著人民生活水平和工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，高品質(zhì)的馬鈴薯淀粉的生產(chǎn)應(yīng)用量還將大幅度提高。隨著各發(fā)達(dá)國家農(nóng)產(chǎn)品出口補(bǔ)貼的取消，遵循市場公平競爭原則并依托雄厚資源優(yōu)勢的中國馬鈴薯加工業(yè)，將會(huì)進(jìn)軍歐美等國際市場，形成具有國際競爭力的、不可多得的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)具有原料資源、成本價(jià)格、市場容量等多方面的優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊。

第二節(jié)馬鈴薯的產(chǎn)量形成與品質(zhì)

一、馬鈴薯的產(chǎn)量形成

一)馬鈴薯的產(chǎn)量形成特點(diǎn)

1產(chǎn)品器官是無性器官

馬鈴薯的產(chǎn)品器官是塊莖，是無性器官，因此在馬鈴薯生長過程中，對(duì)外界條件的需求，前、后期較一致，人為控制環(huán)境條件較容易，較易獲得穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

2產(chǎn)量形成時(shí)間長

馬鈴薯出苗后7～10d匍匐莖伸長，再經(jīng)10～15d，頂端開始膨大形成塊莖，直到成熟，經(jīng)歷60～100d的時(shí)間。產(chǎn)量形成時(shí)間長，因而產(chǎn)量高而穩(wěn)定。

3馬鈴薯的庫容潛力大

馬鈴薯塊莖的可塑性大，一是因?yàn)榍o具有無限生長的特點(diǎn)，塊莖是莖的變態(tài)仍具有這一特點(diǎn)，二是因?yàn)閴K莖在整個(gè)膨大過程中不斷進(jìn)行細(xì)胞分裂和增大，同時(shí)塊莖的周皮細(xì)胞也作相應(yīng)的分裂增殖，這就在理論上提供了塊莖具備無限膨大的生理基礎(chǔ)。馬鈴薯的單株結(jié)薯層數(shù)可因種薯處理、播深、培土等不同而變化，從而使單株結(jié)薯數(shù)發(fā)生變化。馬鈴薯對(duì)外界環(huán)境條件反應(yīng)敏感，受到土壤、肥料、水分、溫度或田間管理等方面的影響，其產(chǎn)量變化大。

4經(jīng)濟(jì)系數(shù)高

馬鈴薯地上莖葉通過光合作用所同化的碳水化合物，能夠在生育早期就直接輸送到塊莖這一儲(chǔ)藏器官中去，其“代謝源”與“儲(chǔ)藏庫”之間的關(guān)系，不像谷類作物那樣要經(jīng)過生殖器官分化、開花、授粉、受精、結(jié)實(shí)等一系列復(fù)雜的過程，這就在形成產(chǎn)品的過程中，可以節(jié)約大量的能量。同時(shí)，馬鈴薯塊莖干物質(zhì)的83%左右是碳水化合物。因此，馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)系數(shù)高，豐產(chǎn)性強(qiáng)。

二)馬鈴薯的淀粉積累

1馬鈴薯塊莖淀粉積累規(guī)律

塊莖淀粉含量的高低是馬鈴薯食用和工業(yè)利用價(jià)值的重要依據(jù)。一般栽培品種，塊莖淀粉含量為12%～22%，占?jí)K莖干物質(zhì)的72%～80%。

塊莖淀粉含量自塊莖形成之日起就逐漸增加，直到莖葉全部枯死之前達(dá)到較大值。單株淀粉積累速度是塊莖形成期緩慢，塊莖增長至成熟期逐漸加快，成熟期呈直線增加，積累速率為25～3g/d 株。各時(shí)期塊莖淀粉含量始終高于葉片和莖稈淀粉含量，并與塊莖增長期前葉片淀粉含量、全生育期莖稈淀粉含量呈正相關(guān)，即塊莖淀粉含量決定于葉子制造有機(jī)物的能力，更決定于莖稈的運(yùn)輸能力和塊莖的貯積能力。

全生育期塊莖淀粉粒直徑呈上升趨勢，且與塊莖淀粉含量呈顯著或極顯著正相關(guān)。

塊莖淀粉含量因品種特性、氣候條件、土壤類型及栽培條件而異。晚熟品種淀粉含量高于早熟品種，長日照條件和降雨量少時(shí)塊莖淀粉含量提高。壤土上栽培較黏土上栽培的淀粉含量高。氮肥施用量多，則塊莖淀粉含量低，但可提高塊莖產(chǎn)量。鉀能促進(jìn)葉子中的淀粉形成，并促進(jìn)淀粉從葉片向塊莖轉(zhuǎn)移。

2干物質(zhì)積累分配與淀粉積累

馬鈴薯一生單株干物質(zhì)積累呈“S”形曲線變化。出苗至塊莖形成期干物質(zhì)積累量小，且主要用于葉部自身建設(shè)和維持代謝活動(dòng)，葉片中干物質(zhì)積累量占全部干物質(zhì)的54%以上。塊莖形成期至成熟期干物質(zhì)積累量大，并隨著塊莖形成和增長，干物質(zhì)分配中心轉(zhuǎn)向塊莖，塊莖中積累量約占55%。成熟期，由于部分葉片死亡脫落，單株干重略有下降，而且原來儲(chǔ)存在莖葉中的干物質(zhì)的20%以上也轉(zhuǎn)移到塊莖中去，塊莖干重占總干重的75%～82%。總之，全株干物質(zhì)在各器官分配前期以莖葉為主，后期以塊莖為主，單株干物質(zhì)積累量愈多，則產(chǎn)量和淀粉含量愈高。

二、馬鈴薯的品質(zhì)

馬鈴薯按用途可分為鮮食型、食品加工型、淀粉加工型、種用型幾類。不同用途的馬鈴薯其品質(zhì)要求也不同。

一)鮮食型馬鈴薯

鮮食型薯，要求薯形整齊、表皮光滑、芽眼少而淺，塊莖大小適中、無變綠；出口鮮薯要求黃皮黃肉或紅皮黃肉，薯形長圓或橢圓形，食味品質(zhì)好，不麻口，蛋白質(zhì)含量高，淀粉含量適中等。塊莖食用品質(zhì)的高低通常用食用價(jià)來表示。食用價(jià)=蛋白質(zhì)含量/淀粉含量×100,食用價(jià)高的，營養(yǎng)價(jià)值也高。

二)食品加工型馬鈴薯

目前我國馬鈴薯食品加工產(chǎn)品有炸薯?xiàng)l、炸薯片、脫水制品等，但最主要的加工產(chǎn)品仍為炸薯?xiàng)l和炸薯片。二者對(duì)塊莖的品質(zhì)要求如下。

1塊莖外觀

表皮薄而光滑，芽眼少而淺，皮色為乳黃色或黃棕色，薯形整齊。炸薯片要求塊莖圓球形，大小40～60mm為宜。炸薯?xiàng)l要求薯形長而厚，薯塊大而寬肩者(兩頭平)，大小在50mm以上或200g以上。

2塊莖內(nèi)部結(jié)構(gòu)

薯肉為白色或乳白色，炸薯?xiàng)l也可用薯肉淡黃色或黃色的塊莖。塊莖髓部長而窄，無空心、黑心、異色等。

3干物質(zhì)含量

干物質(zhì)含量高可降低炸片和炸條的含油量，縮短油炸時(shí)間，減少耗油量，同時(shí)可提高成品產(chǎn)量和質(zhì)量。一般油炸食品要求22%～25%的干物質(zhì)含量。干物質(zhì)含量過高，生產(chǎn)出來的食品比較硬(薯片要求酥脆，薯?xiàng)l要求外酥內(nèi)軟)，質(zhì)量變差。由于比重與干物質(zhì)含量有的相關(guān)關(guān)系，故在實(shí)際當(dāng)中，一般用測定比重來間接測定干物質(zhì)含量。炸片要求比重高于1080，炸條要求比重高于1085。

4還原糖含量

還原糖含量的高低是油炸食品加工中對(duì)塊莖品質(zhì)要求最為嚴(yán)格的指標(biāo)。還原糖含量高，在加工過程中，還原糖和氨基酸進(jìn)行所謂的“美拉反應(yīng)”(MaillardReaction)，使薯片、薯?xiàng)l表面顏色加深為不受消費(fèi)者歡迎的棕褐色，并使成品變味，質(zhì)量嚴(yán)重下降。理想的還原糖含量約為鮮重的01%，上限不超過030%(炸片)或050%(炸薯?xiàng)l)。塊莖還原糖含量的高低，與品種、收獲時(shí)的成熟度、儲(chǔ)存溫度和時(shí)間等有關(guān)。尤其是低溫儲(chǔ)藏會(huì)明顯升高塊莖還原糖含量。

三)淀粉加工型馬鈴薯

淀粉含量的高低是淀粉加工時(shí)首要考慮的品質(zhì)指標(biāo)。因?yàn)榈矸酆棵肯嗖?%，生產(chǎn)同樣多的淀粉，其原料相差6%。作為淀粉加工用品種，其淀粉含量應(yīng)在16%或以上。塊莖大小以50～100g為宜，大塊莖(100～150g者)和小塊莖(50g以下者)淀粉含量均較低。為了提高淀粉的白度，應(yīng)選用皮肉色淺的品種。

四)種用型馬鈴薯

1種薯健康

種薯要不含有塊莖傳播的各種病毒病害、真菌和細(xì)菌病害。純度要高。

2種薯小型化

塊莖大小以25～50g為宜，小塊莖既可以保持塊莖無病和較強(qiáng)的生活力，又可以實(shí)行整播，還可以減輕運(yùn)輸壓力和費(fèi)用，節(jié)省用種量，降低生產(chǎn)成本。

第二章播前準(zhǔn)備及播種

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