Содержание страницы
1. Клубни картофеля как объект хранения
В клубнях картофеля после уборки продолжаются сложные физиологические и биохимические процессы. От интенсивности протекания данных процессов зависят лежкость продукции, величина потерь, столовые качества клубней, устойчивость к микроорганизмам и физиологическим расстройствам, скорость прорастания и качество семенного картофеля. Для успешного хранения клубней происходящие в них изменения необходимо регулировать, задерживая распад запасных веществ и создавая благоприятные условия для их синтеза, в результате чего количественные и качественные потери картофеля могут быть сведены до минимума.
Основными причинами уменьшения массы здоровых клубней при хранении являются испарение тканями воды и расходование запасных органических веществ на дыхание (естественная убыль). Их нельзя избежать, однако можно минимизировать, соблюдая оптимальный температурно-влажностный режим хранения. Так, по литературным данным, если хранить картофель при температуре до +5 °С, около 70 % убыли его массы происходит в результате испарения воды и примерно 30 % – в результате расходования органических веществ на дыхание.
При более высокой температуре усиливается процесс дыхания и сильно возрастают потери массы в результате расхода органических веществ. При пониженной относительной влажности воздуха в хранилище клубни подвяливаются, что негативно сказывается на обмене веществ. Увядание ускоряет процессы распада содержащихся в клетке запасных веществ. Таким образом, при увядании клубней ухудшается их лежкость, снижается питательная ценность.
В целом процесс дыхания картофеля наиболее интенсивно происходит в послеуборочный период и сопровождается выделением большого количества тепла и влаги. С понижением температуры клубни переходят в состояние глубокого (естественного) покоя и потери массы снижаются в несколько раз. Затем во второй половине периода хранения, по мере выхода клубней из состояния покоя, интенсивность тепло- и влаговыделения снова возрастает. В это время потери количества и качества продукции могут значительно возрасти по причине прорастания клубней.
Однако, учитывая, что клубни картофеля являются благоприятной средой для развития микроорганизмов, основную опасность при хранении представляет возможное распространение болезней: фузариоза, фомоза, резиновой гнили, фитофтороза и особенно мокрых бактериальных и смешанных гнилей. При высоком изначальном инфекционном фоне и несоблюдении режимов хранения по этой причине отдельные партии картофеля могут быть потеряны практически полностью.
Скороспелость сорта картофеля не является определяющим критерием для оценки его как объекта хранения. Одинаковую лежкоспособность могут иметь как раннеспелые, так и позднеспелые сорта, поэтому необходимо учитывать именно сортовые характеристики. Однако позднеспелые формы имеют преимущество за счет более поздней уборки и, следовательно, сдвига срока хранения на более поздний, что особенно важно при отсутствии возможности искусственного охлаждения клубней. Также необходимо учитывать, что клубни раннеспелых сортов при хранении быстрее теряют свои вкусовые качества. Высокой лежкоспособностью отличаются сорта картофеля белорусской селекции Скарб, Живица, Криница, Блакит, Атлант и многие другие.
2. Послеуборочная доработка и закладка картофеля на хранение
Обязательным этапом между процессами уборки и хранения картофеля является его послеуборочная доработка. Процессы послеуборочной доработки должны обеспечивать прием продукции, очистку от примесей, сортировку (деление на фракции), переборку (удаление больных и дефектных клубней), закладку на хранение. Клубни по размеру калибруют на три основные фракции: крупную – диаметром более 60 мм для реализации в качестве продовольственного картофеля; среднюю – 30–60 мм для закладки на семена; мелкую – менее 30 мм на фураж.
Размер фракций может изменяться в зависимости от категории хозяйства (семеноводческое, товарное) и целей использования картофеля (продовольственный, технический, для промышленной переработки). Для механизации указанных операций используются приемные бункеры с предварительной сортировкой и отделением примесей (БПВ-40, Bijlsma Hercules ST 2000-6VS, Grimme RH 14-40 и др.), ленточные складские транспортеры, телескопические передвижные транспортеры (КТ-40, ЗТ-40, Grimme TC 80-16 и др.), укладчикизагрузчики картофеля, самоходные подборщики картофеля, сортировальные машины, инспекционные столы, контейнерозагрузчики, контейнероопрокидыватели и т. д. Основная цель послеуборочной доработки картофеля – привести продукцию в состояние, устойчивое при хранении и соответствующее требованиям действующих стандартов на семенной (СТБ 1224–2000), продовольственный (ГОСТ 7176–85) и технический (ГОСТ 26832–86) картофель.
В производственных условиях невозможно добиться идеального состояния клубней – абсолютно здоровых и неповрежденных, которые бы обеспечили минимум потерь при хранении. Тем не менее, исходя из результатов многолетних исследований специалистов, закладывать на хранение можно картофель, соответствующий определенным параметрам качества:
- суммарное содержание клубней, пораженных фитофторозом, удушьем, сухими гнилями (фомоз, фузариоз), не должно превышать 1,0–1,5 %;
- с механическими повреждениями мякоти глубиной более 5 мм и длиной более 10 мм (порезы, вырывы, трещины) – не более 5 %;
- с обдиром кожуры менее половины поверхности – не более 10–12 %.
В партии не допускается присутствие клубней, пораженных мокрой, кольцевой, пуговичной и другими бактериальными гнилями, подмороженных и раздавленных, материнских, наличие соломы, ботвы и других остатков.
Для определения пригодности конкретной партии картофеля к закладке на длительное хранение целесообразно воспользоваться термомикробиологическим методом, т. е. создать провокационные условия для патогенных микроорганизмов. Для этого сразу после уборки от партии отбирают 100 клубней, помещают их в полиэтиленовые пакеты, плотно завязывают и выдерживают при температуре 15–20 °С в течение двух недель. По истечении срока производится подсчет клубней, пораженных гнилями.
Партии, в которых удельный вес пораженных клубней по результатам анализа составляет более 10 %, считаются непригодными для длительного хранения и требуют быстрого использования. Партии с поражением 5–10 % считаются условно пригодными для длительного хранения. Они требуют применения перевалочной технологии закладки на хранение – с временным хранением и переборкой клубней, а в период хранения за ними требуется тщательный контроль. Партии, в которых поражение гнилями не превышает 5 %, при соблюдении температурно-влажностного режима хранятся хорошо без дополнительной переборки.
В зависимости от условий уборки и состояния картофеля целесообразно дифференцировать и технологию его закладки на хранение. Традиционно выделяют поточную, перевалочную и прямоточную технологии, каждая из которых имеет свои преимущества в конкретной ситуации.
Поточная технология. Картофель, убранный в поле комбайном или копателем, поступает на сортировальный пункт для отделения примесей и сортирования на фракции и сразу закладывается на хранение. Данная технология наиболее удобна, поэтому чаще всего используется в хозяйствах. Однако, по сравнению с другими способами, при этой технологии клубням наносится наибольшее количество механических повреждений, поскольку чаще всего их кожура еще не успела окрепнуть. Поэтому ее целесообразно применять при уборке полностью вызревших клубней, с окрепшей кожурой и не пораженных болезнями, а также, если картофель убирается в благоприятных погодных условиях, реализуется осенью или поступает с поля с растительными остатками и примесью почвы более 20 %.
Перевалочная технология. Клубни после уборки выдерживают во временных буртах в течение 10–14 дн. и только затем подвергают сортировке и закладывают на хранение. Данную технологию необходимо применять при значительном поражении клубней болезнями, удушьем или если уборка проводится в холодную и дождливую погоду, особенно комбайнами на тяжелых почвах. За время предварительного хранения скрытая инфекция проявляет себя, что позволяет вовремя удалить больные клубни при сортировке и переборке, кожура клубней успевает окрепнуть, снижается степень механических повреждений.
Прямоточная технология. Картофель, поступающий с поля, сразу закладывается на хранение без сортирования на фракции. Доработка в этом случае проводится весной, при выгрузке продукции из хранилища. Данная технология может применяться, если уборка проводится в сухую теплую погоду, клубни здоровые, не поврежденные и с окрепшей кожурой, при этом примесь почвы в ворохе составляет не более 10–15 %. При использовании прямоточной технологии формирование насыпи при загрузке хранилища должно проводиться при постоянном перемещении стрелы загрузчика в горизонтальной плоскости во избежание образования в насыпи почвенных столбов, в которых клубни часто загнивают и быстро прорастают. При более высоком содержании почвы и при наличии растительных примесей, остатков ботвы и больных клубней их отделение совмещают с загрузкой в хранилище, используя современный приемный бункер с ворохоочистителем и последующей ручной инспекцией некондиционных клубней на горизонтальном телескопическом транспортере.
Для снижения потерь семенного картофеля при хранении возможно осеннее его протравливание сразу после уборки с использованием препаратов фунгицидного действия широкого спектра (Максим, КС и т. п.). Обработка ограничит распространение таких заболеваний, как сухая фузариозная гниль, раневая водянистая гниль, антракноз, фомоз, альтернариоз, парша серебристая, черная ножка, ризоктониоз. Предпочтительно использовать способ обработки с дозированием рабочей жидкости, поскольку в этом случае поверхность клубней меньше увлажняется и влажность в насыпи можно быстрее привести в норму.
3. Способы хранения картофеля
Существует несколько способов хранения картофеля. Простейший – хранение в буртах (полевой), для организации которого требуются минимальные затраты, в основном на укрывной материал (солому), иногда деревянные доски для вентиляционного канала и вытяжных труб. Процесс хранения в буртах слабо контролируемый и плохо управляемый. Клубни в буртах лежат с осени до весны и часто к весне сильно прорастают, особенно в верхней части, где температура более высокая.
При несоблюдении технологии закладки и укрытия буртов, неудовлетворительном фитосанитарном состоянии клубней они сильно поражаются болезнями, что приводит к значительным потерям. Несмотря на дешевизну, буртовой способ из-за его недостатков в настоящее время практически повсеместно заменен стационарным, т. е. картофелехранилищами, в которых применяются два основных способа размещения продукции: хранение насыпью (навалом, в закромах, в секциях) и хранение в контейнерах различной вместимости (рис. 1).
Наиболее эффективными являются картофелехранилища с полностью изолированными секциями, вместимостью от 200 до 500 т и регулируемой системой контроля микроклимата. Секционные хранилища позволяют хранить картофель длительный период, так как имеется возможность автоматически поддерживать микроклимат в отдельно взятой секции в зависимости от целевого назначения и времени реализации картофеля.
а б
Рис. 1. Способы хранения картофеля: а – насыпью; б – контейнерный
При хранении картофеля насыпью в хранилищах с естественной вентиляцией высота насыпи или штабеля сетчатых мешков не должна превышать 1,5 м. Поскольку циркуляция воздуха происходит самопроизвольно, напор часто бывает недостаточным, чтобы продуть всю массу картофеля. Вследствие этого возникает значительная разница температур в нижнем и верхнем слоях насыпи и картофель отпотевает. Отмечено, что без активной вентиляции отпотевание не происходит только в насыпи высотой до 1 м. Лучше всего в условиях естественной вентиляции хранится крупный картофель, поскольку в этом случае межклубневое пространство достаточно велико.
Наиболее эффективным является активное вентилирование, которое позволяет продлить время хранения продукции, значительно быстрее охладить, осушить, отеплить, подать росторегулирующие вещества в продукцию. Эта система может использоваться как при хранении картофеля насыпью, так и в контейнерах и дает возможность поддерживать выровненные условия во всей массе (рис. 2).
а б
в г
Рис. 2. Системы активной вентиляции картофелехранилищ: а – напольные каналы (при навальном хранении); б – стена давления; в – система всасывания (вид сверху); г – объемное вентилирование
При хранении картофеля насыпью в хранилищах с активной вентиляцией высота насыпи может достигать 4 м. В то же время необходимо учитывать, что слишком низкая высота насыпи (менее 3 м) может снижать эффективность активного вентилирования. При низкой загрузке воздух из магистрального канала не расходится по всему слою картофеля, а продувает лишь ту его часть, которая сосредоточена непосредственно над воздуховодом. Также при загрузке необходимо обращать внимание на то, чтобы насыпь клубней полностью покрывала вентиляционные каналы.
В противном случае большая часть воздуха будет теряться – выходить в месте наименьшего сопротивления, т. е. за пределы насыпи. При заполнении закромов необходимо следить, чтобы высота насыпи была одинаковой, и не допускать какихлибо впадин или выступов. В целом при закладке картофеля на хранение целесообразно руководствоваться фитосанитарным состоянием клубней по наличию клубневых гнилей: чем ниже качество, тем ниже высота насыпи.
В процессе загрузки хранилища проводят просушивание картофеля вентилированием из расчета 100–150 м3/т · ч. Вентилирование проводят непрерывно наружным воздухом с температурой не ниже +10 °С. Продолжительность обсушивания зависит от состояния картофеля: если картофель сухой – вентилируют 1–2 сут, влажный и холодный – 2–3 сут. Вентиляторы необходимо отключать, если поверхность насыпи стала полностью сухой, так как излишнее высушивание приводит к увяданию клубней.
4. Режимы хранения картофеля
Весь сезон хранения картофеля традиционно делят на четыре периода: лечебный (заживления повреждений), охлаждения, основной и весенний (перед выгрузкой картофеля из хранилища).
Лечебный период начинается сразу после уборки картофеля и длится в среднем 15–18 дн. В это время в клубнях посредством протекания раневых реакций залечиваются механические повреждения. Вначале на поверхности поврежденных тканей наблюдается отложение суберина, затем образуется раневая перидерма. Пропитанная фунгистатическими веществами ткань создает не только механический, но и химический заслон для патогенных микроорганизмов.
Наиболее благоприятные условия для протекания лечебного периода: температура воздуха – 18–20 °С, относительная влажность воздуха – 90–95 %, свободный доступ кислорода. В этом случае раневые реакции проходят за 7–10 дн. Чем ниже температура во время заживления повреждений, тем дольше протекает сам процесс. При температуре ниже +10 °С раневые реакции практически останавливаются. Не проходят процессы заживления и при повышенной температуре – выше 22–24 °С, поэтому не рекомендуется убирать картофель в жаркую погоду. Снижение влажности воздуха в лечебный период ниже 80 % также недопустимо, поскольку способствует большому испарению влаги из тканей клубней и тормозит заживление повреждений. Недостаток кислорода замедляет суберинизацию раневых тканей.
Лечебный период клубни картофеля могут проходить под навесом, во временных буртах или уже в хранилище, оборудованном установками активного вентилирования. После первоначального просушивания картофель в этот период периодически проветривают. Оптимальные условия складываются при вентиляции 5–6 раз в сутки по 40–50 мин с интервалом 2–3 ч. Удельный расход воздуха при этом также должен составлять 100–150 м3/ч на 1 т картофеля, так как теплоотдача клубней в данный период очень высокая.
За время лечебного периода, кроме заживления повреждений, происходит дозревание клубней, утолщается их кожура, снижается концентрация сахаров и увеличивается содержание крахмала, проявляются больные клубни, что дает возможность их выбраковать при переборке. Если же в партии картофеля присутствует значительное количество клубней, пораженных фитофторозом, гнилями и переборка уже не планируется, рекомендуется лечебный период пропустить.
После лечебного периода начинается период охлаждения. В это время очень важно, чтобы снижение температуры происходило постепенно. Для здорового, неповрежденного картофеля снижать температуру необходимо по 0,5 °С в сутки в течение 20–30 дн. до температуры основного хранения. Для партий картофеля, в которых было много больных или поврежденных клубней, снижать температуру надо более интенсивно – по 1 °С в сутки.
Вентилируют продукцию воздухом с температурой на 2–3 °С ниже температуры в насыпи клубней. При отсутствии возможности искусственного охлаждения используют наружный ночной воздух. Если наружная температура относительно высокая, картофель можно охлаждать поэтапно – сначала до 6–7 °С, а затем ниже. При этом следует избегать значительных колебаний температуры. При отрицательных температурах наружного воздуха вентилируют смесью его с внутренним воздухом хранилища.
Вентилирование проводится по 6–8 ч в сутки, расход воздуха составляет 70–100 м3/час на 1 т продукции. Оптимальные условия для охлаждения клубней создаются тогда, когда внешняя температура воздуха на 2–7 °С ниже температуры в насыпи при относительной влажности 90–95 %.
После охлаждения картофеля до температуры хранения начинается основной период, который длится до момента реализации картофеля или подготовки семенных клубней к посадке. Температура и влажность воздуха в этот период должны быть постоянными.
Прорастания клубней не происходит при температуре ниже +2 °С, а в первой половине хранения, когда клубни находятся в состоянии естественного покоя, ниже +4 °С. Однако, в зависимости от целевого назначения партии картофеля, требуются различные температурные режимы. Для хранения семенных и столовых клубней оптимальной является температура 2–4 °С, однако столовый картофель, хранящийся при температуре 4–6 °С, обладает лучшими кулинарными качествами. Оптимальный биохимический состав клубней, предназначенных для переработки на картофелепродукты, складывается при более высоких температурах: для картофеля фри – 6–8 °С; для картофеля на чипсы и сухое пюре – 8–12 °С.
Дифференциация температурных режимов хранения различных партий обусловлена процессами превращения углеводов, протекающими в клубнях: синтезом крахмала или гидролизом его до сахаров. Чем ниже температура хранения, тем больше в клубнях накапливается сахаров. При повышении температуры, наоборот, усиливается образование из сахаров крахмала. Избыточное содержание редуцирующих сахаров вызывает потемнение картофелепродуктов при переработке (чипсы, пюре), поэтому для таких партий данный показатель строго ограничивается.
Естественно, хранение клубней при повышенных температурах вызывает опасность их прорастания. Чтобы избежать этого, картофель стараются быстрее переработать, обрабатывают его ингибиторами прорастания или же хранят при пониженной температуре, а перед переработкой несколько недель прогревают при нужной температуре, однако в последнем случае сахаров все равно остается сравнительно больше. В последнее время селекционеры создали несколько сортов чипсового картофеля, которые можно хранить при температуре 4–6 °С без потери качества.
Кроме целевого назначения партии при определении оптимальной температуры хранения картофеля необходимо учитывать его сортовые особенности, степень поврежденности, пораженность клубней болезнями. Однако в любом случае температура в массе продукции не должна опускаться ниже +1 °С, так как пониженные температуры, кроме накопления сахаров, вызывают физиологические расстройства клубней (потемнение мякоти и др.), а отрицательные – подмораживание и гибель.
В основной период хранения, если температура в насыпи находится в нужном диапазоне, картофель вентилируют 2–3 раза в неделю по 30 мин для смены воздуха межклубневых пространств. Недостаток кислорода и избыток углекислого газа приводят к ухудшению лежкости и качества картофеля. Относительную влажность воздуха поддерживают на уровне 80–85 %. Необходимо отметить, что потери массы клубней за счет испарения будут минимальными при влажности воздуха 90–95 %, однако в этом случае создается серьезная опасность сильного распространения гнилей при наличии источника. Поэтому при повышенной влажности можно хранить абсолютно здоровые, неповрежденные клубни.
Зимой картофель вентилируют рециркуляционным воздухом, а при повышении температуры в насыпи выше нормы – смесью внутреннего и наружного или только наружным воздухом, если его температура находится в пределах 1–2 °С. Если в верхнем слое насыпи наблюдается отпотевание, то необходимо выровнять температуру в хранилище и в насыпи за счет обогрева верхней зоны с помощью обогревателей.
Весенний период. По мере окончания периода естественного покоя клубни картофеля способны прорастать, что может привести к потере как продовольственных, так и технологических или семенных их качеств. Для предупреждения прорастания температуру воздуха в хранилище в этот период снижают до 1–3 °С путем вентиляции в ночные и утренние часы суток, когда температура наружного воздуха находится в пределах 0–1 °С. Чтобы сохранить низкую температуру в хранилище при потеплении наружного воздуха, заезд и выезд транспортных средств производят путем шлюзования, используя тамбуры хранилища, или выгружают с помощью транспортеров при закрытых дверях.
Охлажденный картофель легко травмируется. Поэтому перед его извлечением температуру воздуха необходимо постепенно поднять до 8–10 °С, а еще лучше – до 10–15 °С за счет самосогревания насыпи при уменьшении или прекращении вентиляции. Семенной картофель (непроросший) перед посадкой целесообразно прогреть несколько дней или даже недель при температуре до 15–20 °С для активизации ростовых процессов. Очень важно температуру насыпи поднимать постепенно во избежание отпотевания клубней.
Контроль показателей температуры и влажности в хранилище необходимо проводить в лечебный период и при охлаждении ежедневно, в основной период хранения 1 раз в 2 сут, затем 2 раза в неделю. В современных хранилищах автоматизированные системы контроля позволяют следить за режимом практически постоянно. Замеры показателей проводят в трех разных местах. Колебания температуры в хранилище должны быть не более ±1 °С, относительной влажности – 10 %. На каждые 50 т картофеля закладывают термометры в слое 30–50 см от поверхности. Расстояние между ними должно составлять не более 9 м, а расстояние от стен – 2 м. Обязательно нужно установить термометры в магистральных вентиляционных каналах на расстоянии 1 м за вентилятором, а также измерять температуру наружного воздуха.
Для контроля состояния картофеля в насыпи по ней укладывают доски для прохода. При возникновении очагов гнили отобрать заболевшие клубни можно лишь в верхнем слое насыпи. Переборка картофеля при низкой температуре во время хранения малоэффективна. Охлажденные клубни при ворошении легко травмируются, что лишь увеличивает уровень потерь. В то же время низкая температура исключает залечивание полученных повреждений.
