MOŻLIWOŚĆ
MOŻLIWOŚĆ
OPTYMALNEGO WYKORZYSTANIA
OPTYMALNEGO WYKORZYSTANIA
W
W
ARUNKÓW KLIMATYCZNYCH
RUNKÓW KLIMATYCZNYCH
DO PRZECHOWYWANIA
DO PRZECHOWYWANIA
ZIEMNIAKÓW JADALNYCH
ZIEMNIAKÓW JADALNYCH
dr hab. Zbigniew CzerkoIHAR, Zakład Przechowalnictwa i Przetwórstwa Ziemniaka w Jadwisinie 05-140 Serock, e-mail: z.czerko@har.edu.pl
ostatnich kilku latach produkcja ziemniaków ustabilizowała się na poziomie 10-11 mln ton, z tego do przechowywania trafia ok. 6,5 mln ton. Masa przechowywanych ziemniaków w nowocze-snych obiektach wynosi ok. 550 tys. ton, a pozostałe ziemniaki są przechowywane w piwnicach, budynkach adaptowanych na przechowalnie i w kopcach.
W
Polskie rolnictwo wymaga jeszcze budo--wy nowych przechowalni jak również dosko-nalenia technologii przechowywania, szcze-gólnie jeśli chodzi o utrzymywanie najko-rzystniejszych warunków termiczno-wilgo-t-nościowych dla ziemniaków.
Po zbiorze bulwy intensywnie transpirują, wydzielając duże ilości wody z całej swojej powierzchni, a ponadto oddychają, pobiera-jąc z otoczenia tlen i wydzielapobiera-jąc dwutlenek węgla oraz wodę i duże ilości ciepła. Odpro-wadzenie ciepła, dwutlenku węgla i wody oraz doprowadzenie tlenu, a także utrzyma-nie odpowiedutrzyma-niej temperatury dużej masy ziemniaków w przechowalni przez cały okres przechowywania (7-8 miesięcy) wymaga sto-sowania systemu wentylacyjnego. Utrzyma-nie zalecanych warunków termiczno- -wilgotnościowych w przechowalni ziemnia-ków jadalnych zapewnia ich dobrą jakość w całym sezonie przechowalniczym. Ale istot-na jest także możliwość zaoszczędzenia energii elektrycznej przez optymalne wyko-rzystanie do wentylacji przechowalni warun-ków zewnętrznych.
Celem pracy była ocena warunków klima-tycznych występujących w Polsce pod kątem możliwości wykorzystania ich do wentylacji w przechowalni ziemniaków jadalnych.
Metody
Przydatność warunków klimatycznych do wentylacji przechowalni ziemniaków jadal-nych rozpatrywano w dwóch aspektach: do-trzymania optymalnego terminu rozpoczęcia i zakończenia sezonu przechowalniczego oraz właściwego przebiegu temperatury i wil-gotności w sezonie przechowalniczym.
Optymalny termin rozpoczęcia sezonu przechowalniczego jest związany z możliwo-ścią schładzania pryzmy ziemniaków. Tem-po schładzania bulw w przechowalni aż do osiągnięcia temperatury wymaganej dla ziemniaków jadalnych (5oC) powinno być
równomierne i zgodne ze spadkiem tempe-ratury zewnętrznej. Szybsze tempo schła-dzania w stosunku do tempa spadku średniej temperatury zewnętrznej powoduje, że pod-czas wietrzenia odprowadzane jest nie tylko ciepło powstałe z oddychania ziemniaków, ale również ciepło przenikające do przecho-walni z zewnątrz przez przegrody. Wymusza to intensywniejszą wentylację i prowadzi do wzrostu ubytków naturalnych. Odwrotnie, spowolnienie tempa schładzania bulw powo-duje, że są one przechowywane w wyższej temperaturze, a to może przyczynić się do wzrostu strat przechowalniczych.
Optymalny termin rozpoczęcia sezonu przechowalniczego wyznaczono w oparciu o
przebieg średniej temperatury dekadowej temperatury w 54 miejscowościach. Do ana-lizy przyjęto średnią temperaturę z 20 lat (Biul. Agromet. 1979-1998). Dla każdej miej-scowości wyznaczono terminy osiągnięcia progowej temperatury odpowiedniej dla ziemniaków jadalnych (5oC). Początek
sezo-nu przechowalniczego wyznaczono przez dodanie długości etapu przygotowawczego (40 dni) do daty rozpoczęcia długotrwałego okresu przechowywania.
Zakończenie sezonu przechowalniczego wyznaczono przez dodanie 14 dni (na okres przygotowawczy do zbytu) do długotrwałego okresu przechowywania, którego zakończe-nie stanowił wiosną wzrost temperatury po-wyżej 5oC. Na mapie Polski wykreślono
izoli-nie, przyjmując za skok izolinii 5 dni.
Ważna jest także analiza możliwości wy-korzystania przebiegu temperatury w długo-trwałym okresie przechowywania. Przeanali-zowano temperaturę w każdej dobie w okre-sie długotrwałego przechowywania od 15 października do 20 kwietnia. Za dobę, którą można wykorzystać do wentylacji przecho-walni ziemniaków jadalnych (5oC), przyjęto
temperaturę powietrza zewnętrznego niższą niż 4,5oC (o 0,5oC poniżej temperatury
wy-maganej).
Do oceny dobowego przebiegu tempe-ratury i wilgotności w sezonie przechowal-niczym wydzielono 3 okresy: jesienny, zimo-wy i wiosenny. W okresie jesiennym i wio-sennym wentylację przeprowadza się w po-rze, kiedy występuje najniższa temperatura i najwyższa wilgotność. W okresie zimowym korzystne warunki do wentylacji mogą wystą-pić o różnej porze w ciągu doby. W okresie spadku temperatury zewnętrznej poniżej 0oC
może być użyta wentylacja mieszana, pod-czas której wentylator zasysa część powie-trza atmosferycznego, a część z przechowal-ni, dając w efekcie temperaturę odpowiednią do wentylacji.
W okresach jesiennym i wiosennym anali-zowano rozkłady średniej dobowej
tempera-tury i wilgotności względnej dla średnich de-kadowych z lat 1998-2003. W tabelach 2 i 3 przedstawiono najniższą dekadową tempe-raturę i najwyższą wilgotność występującą w ciągu doby przez 2, 4, 6, 8 godzin.
Wyniki
Warunki klimatyczne Polski sprzyjają prze-chowywaniu ziemniaków. Jesienią po zbio-rze następuje równomierny spadek tempera-tury i te korzystne do wentylacji warunki cią-gną się aż do wiosny. Zwykle w kwietniu no-tuje się duży wzrost temperatury zewnętrz-nej, powodujący przekroczenie wymaganej temperatury przechowywanych ziemniaków (tab. 1).
Rozpoczęcie sezonu przechowalnicze-go ziemniaków jadalnych w zależności od rejonu kraju powinno nastąpić w okresie od 16 września do 5 października. Na zacho-dzie Polski (12% powierzchni) optymalny ter-min rozpoczęcia przechowywania to 1-5 paź-dziernika, a na wschodzie i południowym wschodzie (8% powierzchni kraju) – 16-20 września. Na zasadniczej powierzchni kraju (80%) optymalny termin rozpoczęcia prze-chowywania ziemniaków jadalnych zawiera się w przedziale 21-30 września (rys. 1).
Dostarczenie ziemniaków do przechowal-ni w termiprzechowal-nie wcześprzechowal-niejszym, przechowal-niż to wyprzechowal-nika z przebiegu temperatury, spowoduje wyższą temperaturę przechowywania i przeważnie wzrost strat, późniejsze załadowanie prze-chowalni może spowodować, że nie uzyska się odpowiedniej temperatury wymaganej w okresie zabliźniania uszkodzeń.
Zakończenie sezonu przechowywania ziemniaków jadalnych na większości po-wierzchni kraju (96,5%) wypada w terminie od 6 do 20 kwietnia (rys. 2). Na północnym wschodzie, w rejonie Suwałk i Kętrzyna, ter-min ten wydłuża się do 30 kwietnia. Na za-chodzie oraz w rejonie Tarnowa ziemniaki ja-dalne mogą być przechowywane w optymal-nych warunkach tylko do 10 kwietnia.
Tabela 1 Przebieg średniej dekadowej temperatury
i wilgotności względnej powietrza (Jadwisin 1998-2003) Miesiąc Dekada Tempe-ra-tura (oC)
Wilgotność (% Rh) IX 1 15,5 77 2 12,2 80 3 11,3 83 X 1 10,3 85 2 8,4 86 3 7,4 85 XI 1 4,1 88 2 1,3 92
3 0,1 91 XII 1 -2,9 91 2 -1,8 92 3 -4,0 91 I 1 -2,9 93 2 -1,5 91 3 - 0,5 88 II 1 0,2 88 2 -1,2 87 3 -1,3 83 III 1 1,8 84 2 2,5 81 3 3,8 76 IV 1 6,6 68 2 8,5 75 3 12,4 74
Zakończenie sezonu przechowalniczego ziemniaków jadalnych z punktu widzenia po-trzeb gospodarczych powinno nastąpić pod koniec I dekady czerwca, gdyż w tym czasie pojawiają się na rynku ziemniaki młode w konkurencyjnej cenie. Ale warunki klimatycz-ne Polski umożliwiają utrzymanie optymalklimatycz-nej temperatury w przechowalni dla ziemniaków jadalnych do 5-20 kwietnia. A więc w okresie do 10 czerwca w przechowalniach ziemnia-ków jadalnych powinny być stosowane urzą-dzenia chłodnicze.
W długotrwałym okresie przechowywa-nia ziemprzechowywa-niaków jadalnych wymagana jest stabilna temperatura na poziomie 5oC.
Analiza przebiegu temperatury zewnętrznej pokazuje, że w tym okresie występowały dni, w których minimalna temperatura nie spada-ła do 4,5oC, czyli temperatury, w której
mo-głaby pracować wentylacja zewnętrzna. W badanych sezonach przechowalniczych nie-korzystnych dni do wentylacji było od 2 w se-zonie 1999/2000 do 7 w 2000/2001. Średnio dla 5 sezonów takich dni było 5 (rys. 3).
Rys. 1. Optymalny termin rozpoczęcia sezonu przechowalniczego ziemniaków jadalnych (5oC)
w różnych rejonach kraju
Rys. 2. Optymalny termin zakończenia sezonu przechowalniczego ziemniaków jadalnych (5oC)
Rys. 3. Liczba dni w poszczególnych pentadach w okresie od listopada do marca, w których minimalna temperatura dobowa powietrza jest wyższa niż 4,5oC
(Jadwisin, 1998-2003)
Liczba dni nieodpowiednich do wentylacji w różnych rejonach Polski będzie różnić się od rejonu Jadwisina, w którym były robione badania. Analiza przebiegu temperatury w miesiącach przechowywania w wybranych stacjach meteorologicznych pokazuje, że warunki korzystniejsze niż w Warszawie wy-stąpiły w Rzeszowie, Białymstoku i Chojni-cach, a mniej korzystne we Wrocławiu, Ko-szalinie i Opolu.
W celu utrzymania niskiego poziomu ubytków naturalnych w przechowalni wentylację powinno się przeprowadzać, kie-dy temperatura zewnętrzna jest niższa od temperatury ziemniaków o 2-3oC, a
wilgot-ność powietrza jest wyższa niż 80-85% Rh. W sezonie przechowalniczym występują okresy, kiedy parametry termiczno-wilgotno-ściowe powietrza zewnętrznego są najmniej korzystne do wentylacji przechowalni. Takim okresem na początku przechowywania jest wrzesień, a na końcu sezonu przechowalni-czego III dekada marca i kwiecień (rys. 1). Analizując jednak dobowy rozkład tempera-tury i wilgotności, zauważa się występowanie wysokiej wilgotności przy najniższej tempe-raturze w godzinach od 1 do 7 rano. Jeżeli
przyjąć, że system wentylacji wymaga śred-nio 6 godzin wietrzenia na dobę, to w pierw-szym okresie przechowywania (wrzesień) można nawet wykorzystać powietrze o wil-gotności 87% (tab. 2). Od III dekady wrze-śnia wilgotność powietrza w czasie 6 godzin na dobę wzrasta do 89-90%. W okresie wio-sennym, nawet w kwietniu, wilgotność po-wietrza w tych godzinach wynosi 83-85% (tab. 3). Natomiast przekroczenie temperatu-ry 5oC następuje od II dekady kwietnia. Dane
przedstawione w tabelach 2 i 3 pokazują, że przy krótszym czasie wentylacji, np. 2 godzi-ny na dobę, mogą wystąpić korzystniejsze warunki do wentylacji, kiedy temperatura ze-wnętrzna jest niższa, a wilgotność wyższa. Krótszy dobowy czas wentylacji jest możliwy w przechowalni, w której są zamontowane wentylatory o dużo większej wydajności, niż zalecana w polskich warunkach klimatycz-nych. Jednak z punktu widzenia ogólnych kosztów eksploatacji przechowalni, uwzględ-niających z jednej strony wzrost nakładów energii elektrycznej, a z drugiej nieznacznie niższe ubytki naturalne, montowanie wenty-latorów o większej wydajności nie jest pole-cane.
Tabela 2 Przebieg średniej temperatury i wilgotności względnej powietrza
występujących przez 2, 4, 6, 8 godzin na dobę w porze najkorzystniejszej do wentylacji – miesiące jesienne (Jadwisin, średnie dekadowe 1998-2003)
Dekada/ miesiąc
Liczba godzin w ciągu doby
2 4 6 8
temp.(oC) wilg.(%Rh) temp. wilg. temp. wilg. temp. wilg.
1/IX 13,1 87 13,3 87 13,6 87 14,0 86 2/IX 7,7 88 7,9 87 8,1 87 8,5 86 3/IX 8,4 90 8,6 90 8,8 89 8,9 88 1/X 7,9 90 8,0 89 8,2 89 8,4 89 2/X 6,3 90 6,4 90 6,5 89 6,6 89 3/X 5,5 89 5,6 89 5,7 89 5,8 88 1/XI 2,4 90 2,4 90 2,5 90 2,6 89 2/XI 0,2 91 0,3 91 0,3 91 0,4 91 Tabela 3 Przebieg średniej temperatury i wilgotności względnej powietrza
występujących przez 2, 4, 6, 8 godzin na dobę w porze najkorzystniejszej do wentylacji – miesiące wiosenne (Jadwisin, średnie dekadowe 1998-2003)
Dekada/ miesiąc
Liczba godzin w ciągu doby
2 4 6 8
temp.(oC) wilg.(%Rh) temp. wilg. temp. wilg. temp. wilg.
2/III 0,0 87 0,1 86 0,2 86 0,3 85 3/III 0,4 85 0,5 85 0,6 84 0,8 83 1/IV 1,4 84 1,8 84 2,0 83 2,3 82 2/IV 4,6 84 4,7 84 5,0 83 5,8 82 3/IV 7,7 87 8,0 87 8,3 85 8,7 84 Podsumowanie
1.
Warunki klimatyczne Polski na ogół sprzyjają osiągnięciu wymaganej temperatury i wilgotności do wentyla-cji przechowalni ziemniaków jadal-nych.2.
Należy liczyć się z tym, że w czasie sezonu przechowalniczego może wy-stąpić kilka okresów z temperaturą zbyt wysoką do wietrzenia przecho-walni.3.
W przechowalniach ziemniaków ja-dalnych do utrzymania wymaganej temperatury w maju i czerwcu powin-ny być używane urządzenia chłodni-cze.4.
System wentylacji przechowalni za-pewniający optymalną dawkę powie-trza na poziomie 6 godzin na dobę umożliwia wykorzystanie powietrzaatmosferycznego o wysokiej wilgot-ności.
5.
Sztuczne nawilżanie powietrza w przechowalni ma największy sens w miesiącach o najniższej wilgotności powietrza atmosferycznego, tzn. we wrześniu, w październiku, kwietniu i maju.Literatura uzupełniająca
1. Czerko Z. 2003. Efektywność energetyczna różnych
metod przechowywania ziemniaków. – Rocz. Nauk Rol. Ser. G, 89, 2: 126-135; 2. Czerko Z. 2003a. Roz-wiązania techniczne i eksploatacyjne ograniczające skraplanie wody w przechowalni. – Ziemn. Pol. 3: 22- -27; 3. Czerko Z. 2003b. Dobór dawki wentylacyjnej dla przechowalni ziemniaków. – Ziemn. Pol. 4: 18-22;
4. Czerko Z. 2003c. Ubytki naturalne w zależności od
rozwiązań systemu wentylacyjnego. [W:] Znaczenie odmiany w agrotechnice i przechowalnictwie ziemnia-ka. Konf. Nauk. Jadwisin, 26-27.03.2003. IHAR Oddz.
Jadwisin: 69; 5. Czerko Z. 2004a. Ubytki naturalne ziemniaków w zależności od dawki wentylacyjnej i ro-dzaju systemu wentylacji. – Biul. IHAR 232: 227-232;
6. Czerko Z. 2004b. Zmiany stężenia CO2 w dwóch
ty-pach przechowalni. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 500: 439-446; 7. Czerko Z., Zgórska K. 2006. Zmiany jakości ziemniaków przechowywanych w atmosferze podwyższonego stężenia CO2. – Zesz. Probl. Post.
Nauk Rol. 511: 513-522; 8. Czerko Z. 2007. Straty podczas przechowywania ziemniaków w przechowalni z nawilżaniem i bez nawilżania. – Biul. IHAR 243: 245-250; 9. Zgórska K., Sowa-Niedziałkowska G. 2004. Wpływ czynnika termicznego i odmianowego na zmia-ny jakościowe zachodzące w bulwach ziemniaka w czasie ich długotrwałego przechowywania. – Pam. Puł. 139: 327-335