S
S
S
T
T
T
R
R
R
A
A
A
T
T
T
Y
Y
Y
II
I
LL
L
O
O
O
Ś
Ś
Ś
C
C
C
II
I
O
O
O
W
W
W
E
E
E
Z
Z
Z
II
I
E
E
E
M
M
M
N
N
N
II
I
A
A
A
K
K
K
Ó
Ó
Ó
W
W
W
P
P
P
O
O
O
D
D
D
C
C
C
Z
Z
Z
A
A
A
S
S
S
P
P
P
R
R
R
Z
Z
Z
E
E
E
C
C
C
H
H
H
O
O
O
W
W
W
Y
Y
Y
W
W
W
A
A
A
N
N
N
II
I
A
A
A
W
W
W
R
R
R
Ó
Ó
Ó
Ż
Ż
Ż
N
N
N
Y
Y
Y
C
C
C
H
H
H
W
W
W
A
A
A
R
R
R
U
U
U
N
N
N
K
K
K
A
A
A
C
C
C
H
H
H
T
T
T
E
E
E
R
R
R
M
M
M
II
I
C
C
C
Z
Z
Z
N
N
N
O
O
O
––
–
W
W
W
II
I
LL
L
G
G
G
O
O
O
T
T
T
N
N
N
O
O
O
Ś
Ś
Ś
C
C
C
II
I
O
O
O
W
W
W
Y
Y
Y
C
C
C
H
H
H
doc. dr hab. Zbigniew Czerko
IHAR – PIB, Zakład Przechowalnictwa i Przetwórstwa Ziemniaka w Jadwisinie 05-140 Serock, e-mail: z.czerko@ihar.edu.pl
owstawanie strat to proces bardzo złożony i wypadkowa wielu współdzia-łających ze sobą czynników. Na ich wielkość wpływają czynniki występujące w okresie wegetacji, ale przede wszystkim podczas przechowywania. Procesy życiowe zachodzące w bulwach w czasie przecho-wywania powodują transpirację, oddychanie i kiełkowanie i prowadzą do powstania strat przechowalniczych, tj. ubytków naturalnych, gnicia i pogorszenia jakości ziemniaków. Oprócz strat ilościowych mogą powstawać także straty jakościowe, takie jak zmniejsze-nie suchej masy i składników odżywczych oraz zwiększenie skłonności do zmiany bar-wy miąższu w czasie procesów przetwór-czych.
Rodzaje strat i przyczyny ich powstawania Ubytki naturalne
Oddychanie. Jest wieloetapowym
proce-sem, który polega na utlenianiu węglowoda-nów i wydzielaniu dwutlenku węgla, wody i energii cieplnej. Bezpośrednio po zbiorze bulwy oddychają intensywnie, następnie intensywność tego procesu maleje i po mie-siącu przechowywania stabilizuje się na naj-niższym poziomie, by znowu wzrosnąć do-piero na początku kiełkowania bulw.
Intensywność oddychania zależy od od-miany i dojrzałości bulw, ale decydujący wpływ ma temperatura przechowywania. Najsłabiej bulwy oddychają w temperaturze 4-6oC. Wzrost temperatury powoduje wzrost intensywności oddychania. Także
przecho-wywanie ziemniaków w temperaturze poniżej 3-4oC zwiększa intensywność oddychania. W wyniku oddychania bulw następuje wzrost temperatury w pryzmie oraz wzrasta stęże-nie CO2. Ciepło produkowane przez bulwy
musi być odprowadzane na zewnątrz, aby ziemniaki się nie zagrzały. Właściwą tempe-raturę bulw można utrzymać za pomocą od-powiedniej wentylacji.
Transpiracja, czyli odparowywanie wody
z bulwy, zachodzi podczas całego okresu przechowywania. Woda paruje z całej po-wierzchni bulwy (98% z perydermy i 2% z przetchlinek). Intensywność zależy od cech fizjologicznych bulwy oraz od warunków przechowywania: głównie temperatury, wil-gotności, intensywności wentylacji i fazy przechowywania. Ubytki wody z bulw przy-czyniają się do strat masy i zmian jakościo-wych: bulwy stają się pomarszczone, gąb-czaste, nekrozy pouszkodzeniowe powięk-szają się, mogą powstawać ciemne plamy fizjologiczne. Różnice odmianowe dotyczące ubytków naturalnych są duże i ujawniają się szczególnie mocno podczas przechowywa-nia bulw przy niższej wilgotności (85-88%), gdyż głównym czynnikiem w tym wypadku, wpływającym na transpirację, jest budowa anatomiczna perydermy. Intensywność tran-spiracji zależy od etapu przechowywania – największa jest w okresie dojrzewania fizjo-logicznego, po zbiorze oraz w końcowej fa-zie przechowywania (intensywny wzrost kieł-ków). Dodatkowy wpływ na taki przebieg transpiracji ma intensywniejsza jesienią i wiosną wentylacja oraz niższa wilgotność zewnętrzna występująca w tym okresie.
Duże straty wody wykazują bulwy uszko-dzone podczas zbioru i przeładunku do przechowalni. Mogą być one 3-5 razy wyż-sze w porównaniu z bulwami nieuszkodzo-nymi.
Intensywność wietrzenia przechowalni, czyli prędkość przepływu powietrza wokół przechowywanych bulw, oraz czas trwania wentylacji mają istotny wpływ na odparowy-wanie wody z bulw. Minimalne odparoodparowy-wanie wody występuje przy braku ruchu powietrza wokół bulwy. Wzrost prędkości powietrza przepływającego wokół ziemniaków zwięk-sza odparowanie wody. Doświadczenia przeprowadzane w przechowalniach produk-cyjnych pokazują, że nadmierny czas wenty-lacji w sezonie ma istotny wpływ na wzrost ubytków naturalnych.
Kiełkowanie. Bezpośrednio po zbiorze
bulwy nie kiełkują, gdyż znajdują się w fazie bezwzględnego fizjologicznego spoczynku. Kiełkowanie nie zachodzi nawet podczas przechowywania bulw w wysokiej temperatu-rze. W następnej fazie spoczynku, tzw. względnego uśpienia, oprócz warunków
pa-nujących w czasie wegetacji i cech gene-tycznych odmiany decydujący wpływ na roz-poczęcie kiełkowania i intensywność wzrostu kiełków ma temperatura przechowywania. Przechowywanie ziemniaków w wyższych temperaturach skraca okres uśpienia, a pro-ces kiełkowania zaczyna się wcześniej i jest intensywniejszy. Przechowywanie ziemnia-ków w niskich temperaturach (2-3oC)
wydłu-ża okres uśpienia i ogranicza intensywność wzrostu kiełków. Kiełkowanie bulw przyczy-nia się do wzrostu strat przechowalniczych w wyniku zwiększonej intensywności transpira-cji i oddychania. Duże kiełki w pryzmie ziem-niaków ograniczają ruch powietrza podczas wentylacji. Poważnym utrudnieniem jest usuwanie kiełków, które ponadto zwiększają nakład pracy przed sprzedażą ziemniaków jadalnych.
Choroby
Duże straty mogą być powodowane przez rozwój chorób przechowalniczych, do któ-rych zalicza się zarazę ziemniaka oraz zgni-lizny: mokrą, suchą i mieszaną.
Zaraza ziemniaka, jedna z
najgroźniej-szych chorób, wywołuje ją organizm grzybo-podobny Phytophthora infestans. Patogen w okresie wegetacji w dogodnych warunkach rozwoju poraża najpierw nadziemne części roślin, a następnie bulwy, obniżając plon. Zainfekowane bulwy mogą gnić w polu, a jeśli infekcja wystąpiła pod koniec wegetacji, proces gnicia może się rozpocząć dopiero w przechowalni. Źródłem pierwotnego zakaże-nia są: chore sadzezakaże-niaki, zgniłe bulwy wy-rzucone z przechowalni i kopca, bulwy pora-żone i zostawione w polu podczas wykop-ków. Bulwy te łatwo ulegają wtórnej infekcji innymi patogenami. Zaraza ziemniaka przy właściwej ochronie nie powinna dziś stano-wić wielkiego problemu. Bulwy w przecho-walni powinny zostać dobrze osuszone w pierwszym okresie przechowywania i syste-matycznie wentylowane w następnych okre-sach.
Sucha zgnilizna, powodowana przez
grzyby z rodzaju Fusarium, jest chorobą bardzo rozpowszechnioną na terenie Euro-py, a także w Polsce. Występuje głównie w uszkodzonych bulwach. Zauważono, że im skaleczenie jest większe, tym bardziej praw-dopodobna jest infekcja grzybami Fusarium.
W praktyce często dochodzi do wtórnej in-fekcji bulw uprzednio zainfekowanych zara-zą. W celu uniknięcia uszkodzeń i rozwoju suchej zgnilizny zbiór dojrzałych bulw powi-nien być wykonywany w wyższej temperatu-rze i właściwie wyregulowanymi maszynami.
Temperatura ma duży wpływ na poraże-nie bulw suchą zgnilizną. Niska hamuje roz-wój patogenów w miąższu. Obserwacje nad wpływem środowiska na rozwój suchej zgni-lizny wykazały również stymulujący wpływ ciągłej wentylacji na rozwój tej choroby.
Mokra zgnilizna jest chorobą bakteryjną
wywoływaną głównie przez bakterie z rodza-ju Pectobacterium. Występowanie i rozpo-wszechnianie się mokrej zgnilizny zależy w pierwszym rzędzie od zdrowotności sadze-niaków. Zainfekowane sadzeniaki są źró-dłem infekcji bulw potomnych, które w czasie przechowywania mogą ulec gniciu. Często infekcji bakteryjnej ulegają bulwy uszkodzo-ne lub porażouszkodzo-ne wcześniej przez inuszkodzo-ne cho-roby, np. zarazę ziemniaka.
Występowanie i rozwój bakterii powodu-jących mokrą zgniliznę zależy od środowiska wytworzonego w pryzmie przechowywanych ziemniaków. Wzrost temperatury i wilgotno-ści względnej powietrza, a także wzrost stę-żenia CO2 w atmosferze stymuluje rozwój
choroby. Aby ograniczyć zagrożenie mokrą zgnilizną, należy zwiększyć intensywność wietrzenia przy niskiej wilgotności powietrza zewnętrznego (75-85%), bez sztucznego nawilżania.
Zgnilizna mieszana rozwija się, gdy do
bulw wnikną dwa lub kilka patogenów. Za-siedlenie może nastąpić jednocześnie albo w
różnych terminach. Najczęściej dochodzi do wtórnego zakażenia bakteriami wywołujący-mi mokrą zgniliznę (Pectobacterium
caro-tovorum subsp. carotovora) bulw porażonych
pierwotnie suchą zgnilizną. Infekcja miesza-na powoduje kilkakrotnie większe porażenie i straty niż infekcja pojedynczymi sprawcami zgnilizn.
Warunki środowiska mają również duże znaczenie w rozwoju zgnilizny mieszanej. Stymulujący wpływ na rozwój tej choroby ma wzrost wilgotności względnej oraz zawarto-ści CO2 w atmosferze.
Wielkość strat w przechowalni i ich ograniczanie
Największe straty w przechowalni powstają w wyniku zmniejszenia się masy ziemniaków wskutek ubytków naturalnych oraz gnicia bulw porażonych chorobami (tab. 1). Średni udział ubytków naturalnych w zakresie tem-peratur przechowywania 3-8oC wynosi 65,7%, a strat w wyniku chorób 31,8%. Udział strat w wyniku kiełkowania jest wy-raźnie mniejszy niż pozostałych i wynosi 2,5%. Ocena strat przechowalniczych prze-prowadzona w latach 2006-2009 na 12 od-mianach (tab. 2) pokazuje jednoznacznie, że przechowywanie ziemniaków w wyższej temperaturze prowadzi do większych ubyt-ków naturalnych oraz większego rozwoju chorób, a także intensywniejszego kiełkowa-nia. Suma strat w przechowalni, w której utrzymywano temperaturę 8oC, wyniosła
13,8%, podczas gdy straty w temperaturze 3oC – 7,9%.
Tabela 1
Udział (%) strat ziemniaków
w zależności od temperatury przechowywania (12 odmian, lata 2006-2009)
Temperatura przechowywania
Ubytki
naturalne Choroby Kiełki
8oC 61,6 31,9 6,5 5oC 69,6 29,4 1,0 3oC 65,8 34,2 0 Średnio 65,7 31,8 2,5 Tabela 2 Straty ziemniaków
w zależności od temperatury przechowywania (12 odmian, lata 2006-2009)
Temperatura przechowywania
Ubytki
naturalne Choroby Kiełki
Suma strat
8oC 8,5 4,4 0,9 13,8
5oC 7,1 3,0 0,1 10,2
3oC 5,2 2,7 <0,1 7,9
Największy wpływ na ubyt-ki naturalne ma temperatura przechowywania, która decy-duje głównie o stratach wsku-tek oddychania (im wyższa temperatura, tym oddychanie bardziej intensywne), oraz wilgotność powietrza, która decyduje o transpiracji wody z bulwy. Najlepszym
parame-trem określającym czynnik powodujący parowanie jest nie-dosyt wilgotności łączący działanie temperatury i wilgotno-ści względnej powietrza. Przykładowo w przechowalniach, w których utrzymywana jest jednakowa wilgotność 90%, niedosyt wilgotności w temperaturze 3oC wynosi 0,75
hPa, a w temperaturze 8oC 1,07 hPa, a więc jest o 43% większy. I taki jest proporcjonalnie wzrost ubytków natural-nych. Dlatego utrzymywanie wysokiej wilgotności powietrza przez sztuczne nawilżanie ma duże znaczenie w przecho-walni, gdzie zalecana jest wyższa temperatura przechowy-wania.
Ograniczenie strat za pomocą wentylacji z nawilżaniem
W polskich warunkach klimatycznych największy niedobór powietrza zewnętrznego o wysokiej wilgotności występuje na początku okresu przechowywania (wrzesień, paździer-nik) oraz pod koniec (kwiecień, maj). W tym czasie nawil-żanie jest najbardziej efektywne.
Tabela 3
Straty powstające podczas wentylacji z nawilżaniem i bez nawilżania
Rodzaj wentylacji Ubytki naturalne Mokra zgnilizna Sucha zgnilizna Suma strat Bez nawilża-nia 5,4 0,3 0,5 6,2 Z nawilża-niem 4,6 1,2 0,4 6,2 NIR 0,4 0,5 0,3 1,1
W przechowalni o składowaniu w paletach skrzyniowych ubytki naturalne są zazwyczaj większe niż w przechowalni o składowaniu luzem, a więc instalacja systemu nawilżania
przynosi tam większy efekt. Podczas nawilżania należy zwrócić uwagę na stan zdro-wotny ziemniaków. Jeżeli w przechowalni są bulwy pora-żone, to należy się liczyć z tym, że intensywne nawilżanie przyczyni się do wzrostu gni-cia, a więc i do większych strat.
Dane w tabeli 3 pokazują, że w przechowalni, gdzie za-stosowano nawilżanie, straty w wyniku ubytków naturalnych zmniejszyły się, ale straty w wyniku rozwoju chorób, szczególnie mokrej zgnilizny – wzrosły. Podczas wentylacji z nawilżaniem należy przestrze-gać podstawowej zasady nie-dopuszczania do kondensacji wody na bulwach, która naj-bardziej przyczynia się do roz-woju chorób przechowalni-czych.
W większości przechowalni stosowany jest mechaniczny system wentylacji bez nawil-żania, dlatego powinno się tam wykorzystywać najko-rzystniejszy przebieg tempe-ratury i wilgotności zewnętrz-nej w ciągu doby (niska tem-peratura i wysoka wilgotność).
Ograniczanie rozwoju chorób
Warunki termiczno-wilgotnościowe podczas przechowywania mają duży wpływ na rozwój poszczególnych chorób przechowalniczych. Wysoka temperatura (6-10oC), wilgotność względna powyżej 95% oraz słabe przewie-trzanie pryzmy sprzyjają gniciu bulw wskutek rozwoju zarazy ziemniaka, mokrej zgnilizny, a także zgnilizny mieszanej – gdy dochodzi do wtórnego zakażenia bakteriami wywołu-jącymi mokrą zgniliznę bulw już porażonych zarazą. Obniżenie temperatury i wilgotności w przechowalni oraz intensywne wietrzenie ziemniaków hamuje rozwój tych chorób.
W innych warunkach rozwija się sucha zgnilizna. Niskie temperatury hamują jej rozwój, zdarzają się jednak przypadki, że i w niskiej temperaturze porażenie wzrasta, co
może być spowodowane wzrostem zawarto-ści cukru w bulwach. Dodatkowym czynni-kiem wpływającym na rozwój suchej zgnili-zny w niskich temperaturach jest intensywna (ciągła) wentylacja.
W celu przeciwdziałania rozwojowi chorób w przechowalni konieczna jest bieżąca ob-serwacja stanu bulw i odpowiednie korekty w zalecanej technologii przechowywania. Rozwój chorób powodujących gnicie bulw na mokro wymaga obniżenia temperatury ziem-niaków oraz intensywnej wentylacji powie-trzem o obniżonej wilgotności (bez nawilża-nia). W innym przypadku, kiedy w przecho-walni następuje rozwój suchej zgnilizny, wy-magane jest utrzymanie temperatury na średnim poziomie (4-6oC) i ograniczenie
Gnicie ziemniaków w przechowalni jest zjawiskiem o wiele groźniejszym z gospo-darczego punktu widzenia, niż wynikałoby to z wielkości bezwzględnej. Bo nawet gdy straty w wyniku chorób wynoszą 1%, jeżeli są spowodowane rozwojem mokrej zgnilizny, może to oznaczać likwidację całej partii ziemniaków. Podczas rozładunku bulwy cho-re i mokcho-re rozpadają się, oblepiając chorą tkanką maszyny rozładowcze i zdrowe bul-wy. Sytuacja taka stwarza zagrożenie dla całej partii przechowywanych ziemniaków. Dlatego tak ważny w przechowalnictwie jest pierwszy okres przechowywania, na który składa się osuszanie, dojrzewanie, zabliź-nianie uszkodzeń.
Bulwy po zbiorze, dostarczone do prze-chowalni i usypane w pryzmę lub do palet skrzyniowych, są wilgotne i wymagają
na-tychmiastowego osuszenia. Do wietrzenia osuszającego, które powinno trwać 3-5 dni, wykorzystuje się powietrze zewnętrzne o niskiej wilgotności i temperaturze niższej niż temperatura bulw (tab. 4). Gojenie uszko-dzeń i korkowacenie skórki zachodzi naj-szybciej w wysokiej temperaturze, 12-18oC, i wilgotności 80-100%. Po okresie dojrzewa-nia, który trwa około 2 tygodni, następuje schładzanie bulw do temperatury wymaganej dla poszczególnych kierunków użytkowania. Po 2-3 tygodniach ziemniaki należy dokład-nie przejrzeć pod względem ewentualnego rozwoju chorób. Partie, które zaczynają gnić na mokro, należy natychmiast usunąć. Kieł-kowanie jest cechą odmianową, ale w wyż-szej temperaturze rozpoczyna się wcześniej i jest intensywniejsze.
Tabela 4
Warunki termiczno-wilgotnościowe na poszczególnych etapach przechowywania
Etap przechowywania
(czas trwania) Rodzaj użytkowania Temperatura (
oC) Wilgotność powietrza (%) 1. 1. Osuszanie 2. (3-5 dni) wszystkie kierunki użytkowania 12-18 75-95 2. Dojrzewanie (2 tygodnie) wszystkie kierunki użytkowania 12-18 90-95 3. Schładzanie (2-3 tygodnie) wszystkie kierunki użytkowania obniżanie o 0,2-0,5oC na dzień 90-95 4. Długotrwałe przechowywanie (do 8 miesięcy) sadzeniaki jadalne przetwórstwo spoż. pasza przemysł. 2-4 4-6 6-8 2-4 90-95 5. Przygotowanie do użytkowania (ok. 10 dni) jadalne, przetwórstwo sadzeniaki 10 podkiełkowywanie 10-15 85-95 75-80 Ograniczenie kiełkowania
Kiełkowanie sadzeniaków przechowywanych w temperaturze 3oC do marca jest niewielkie i nie stwarza większych problemów. Ziem-niaki jadalne przechowywane w temperatu-rze 5oC do kwietnia i maja mogą mieć nie-wielkie kiełki, które powinny być usunięte. Ziemniaki wymagające ze względów techno-logicznych wysokiej temperatury 8oC trudno przechować w naturalnych warunkach dłużej niż do stycznia lub lutego. Bulwy mocno skiełkowane tracą turgor i wartość konsump-cyjną, wzrasta ponadto zawartość cukrów
redukujących. Aby zapewnić dobrą jakość ziemniaków przeznaczonych do przetwór-stwa aż do końca czerwca, należy w odpo-wiednich terminach stosować środki hamu-jące kiełkowanie oraz urządzenia chłodnicze do utrzymania temperatury. Obecnie do-puszczony jest do stosowania środek prze-ciwko kiełkowaniu Luxan Gro Stop 300 HN, który może być używany w formie zamgła-wiania w dawce do 60 ml/t w całym sezonie przechowalniczym.
W czasie długotrwałego przechowywania nie da się całkowicie uniknąć strat, ale
istnie-je możliwość ich znacznego ograniczenia. W tym celu należy szczególnie zwrócić uwagę na następujące przedsięwzięcia:
● Do długotrwałego magazynowania prze-znaczać bulwy w sposób właściwy chronione przed chorobami, dojrzałe, bez uszkodzeń mechanicznych i zanieczyszczeń;
● Zaplanować zużycie poszczególnych par-tii i odmian w odpowiedniej kolejności, wyni-kającej z trwałości przechowalniczej;
● Rozpoczynać jak najszybciej osuszanie bulw przez intensywne wietrzenie we wstęp-nej fazie przechowywania;
● Po 2-4 tygodniach przeprowadzać szcze-gółową ocenę stanu przechowywanych ziemniaków;
● W pierwszej kolejności zagospodarowy-wać ziemniaki najgorzej się przechowujące; ● Zapewnić odpowiednie warunki termicz-no-wilgotnościowe podczas długotrwałego przechowywania (zależnie od kierunku użyt-kowania);
● Ziemniaki przechowywane w wyższej temperaturze w odpowiednim czasie zapra-wiać przeciw kiełkowaniu;
● Przynajmniej raz na tydzień oceniać stan składowanych ziemniaków (kiełkowanie, rozwój chorób, zawilgocenie);
● Na podstawie oceny stanu bulw podej-mować szybkie decyzje o wentylacji i zago-spodarowaniu ziemniaków.
Literatura
1. Czerko Z. 2004. Ubytki naturalne ziemniaków w
zależności od dawki wentylacyjnej i rodzaju systemu
wentylacji. – Biul. IHAR 232: 227-232; 2. Czerko Z.
2004. Porównanie strat w ziemniakach
przechowywa-nych w komorach z systemem wentylacji z nawilża-niem i bez nawilżania. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 500: 433-438; 3. Czerko Z. 2006. Technika wietrzenia obniżająca straty ziemniaków w przechowalni. – Ziemn. Pol. 3: 32-35; 4. Czerko Z. 2007. Straty pod-czas przechowywania ziemniaków w przechowalni z nawilżaniem i bez nawilżania. – Biul. IHAR 243: 245-
-250; 5. Czerko Z. 2008. Trwałość przechowalnicza
wybranych odmian ziemniaka. – Ziemn. Pol. 3: 24-28; 6. Kuźniewicz M. 1982. Czynniki warunkujące wystę-powanie chorób w czasie przechowywania ziemniaków oraz możliwości ograniczenia ich rozwoju. Rozpr. dokt. Inst. Ziemn. Bonin: 166 s.; 7. Sowa-Niedziałkowska G. 2000. Wpływ warunków wzrostu roślin i magazyno-wania bulw odmian jadalnych ziemniaka na ich
trwa-łość przechowalniczą. – Biul. IHAR 213: 225-232; 8. Sowa-Niedziałkowska G. 2002. Wpływ naturalnych
sposobów ograniczających intensywność przemian ilościowych w bulwach ziemniaka w czasie przecho-wywania. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 489: 355-363; 9. Sowa-Niedziałkowska G. 2004. Wpływ odmiany ziemniaka i warunków przechowywania bulw na dłu-gość okresu uśpienia i intensywność kiełkowania. –
Biul. IHAR 232: 23-36; 10. Zgórska K., Czerko Z.
2006. Rekondycjonowanie bulw przechowywanych w
niskiej temperaturze – metoda ograniczająca
zawar-tość cukrów w bulwach ziemniaka. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 511: 547-556
