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第4章 甘薯植物学特性(1)

甘薯在江苏通常叫山芋,在我国其他地方,还有许多名称,如南方称番薯;中西部地区叫红苕;北方则叫红薯、地瓜等。甘薯起源中南美洲,原为热带多年生草本植物,在温、光、水满足需要时可以多年连续生长;在温带地区,甘薯虽然在夏秋季节可以正常生长,但冬春的低温和霜冻会导致茎叶枯死,薯块腐烂,故生产上都作一年生栽培。

甘薯植株可分为根、茎、叶三部分,而在一定条件下,可形成花、果实、种子。

(一)根的形态特征与生产上的相关性

甘薯的根在生长发育的过程中,一部分会发生结构变化,内部不断增加的薄壁细胞通过积累淀粉,增大体积,形成薯肉;中柱鞘细胞替代皮层,形成薯皮;薯根逐渐增粗,变成了薯块。

1.不定根与须根系

薯苗茎节上最易发根。但薯苗的节间、叶柄和叶片也同样具有发根能力。从这些器官上发生的根称为不定根。这些不定根是由根的原始体即根原基萌发长成的,主要起吸收水分和养分的作用。

生产上,薯苗扦插后3天左右,入土的茎节叶腋两侧处或苗基部剪口愈伤处通常会生出白色、纤维状的不定根,一般叫须根,起初3~4条,此后不断增多,扦插后1个月,很多不定根呈辐射状向外扩展,上有很多分枝和根毛,形成须根系。根系主要分布30厘米以内的土层中,但深的可达100~130厘米。

根系具有趋肥性,肥料充足的地方根系分布较密。

在干旱缺肥时,根系发育不良。土壤水分过多,甘薯植株会在地表形成许多气生须根,长成的薯块小而多,表皮会变得毛糙多根,呈“胡须”状,这种薯块蒸煮后,口感发硬,肉质不匀,风味很差,俗称“水僵甘薯”。所以,水稻田甘薯生产中一定要做到沟渠配套,排水通畅。

2.薯块的形成与膨大

(1)薯块的形成薯块是由根的形成层不断分化发育而形成的。栽培后10天左右,在根内的一些薄壁细胞分化成弧形的初生形成层,随着这些细胞的继续分化扩展,中柱鞘细胞也进行分化,发生形成层,使断断续续的形成层弧段连结起来,形成一个形成层环。成环的时间在发根后15~20天。层环形成后,不断分裂新细胞,分化产生次生组织,如次生木质部与次生韧皮部,同时薄壁细胞内开始积累淀粉。从外表看,这部分根比普通须根略粗。

(2)薯块的膨大在发根20~25天后,除初生形成层继续分裂细胞外,又在原生木质部导管内侧发生次生形成层细胞,继而在次生木质部导管周围,甚至中柱内的一些薄壁细胞,都不断发生次生形成层。这种形成层分裂细胞的能力很强,在发根30~40天后,分裂出大量薄壁细胞,薯块就明显膨大,其后因温、水、光、气等生态环境条件的促进,更迅速地增长,并积累以淀粉为主的光合产物。由次生形成层分布不规则和其活跃程度不同,导致薯块表面不平整,因而形成许多纵沟,其中高凸的隆起就是次生形成层活动旺盛的部位。

3.薯块的特性

(1)薯块形状薯块的形状差异很大,一般分为长条形、长筒形、长纺锤形、纺锤形、短纺锤形、下膨形(上小下大,似秤砣)、上膨形(上大下小)、椭圆形、球形、块状形等。薯形虽是品种特性,但也随土壤及栽培条件发生变化,在疏松或潮湿的土壤中薯形一般偏长,在板结或干旱土壤中薯形则偏短。

生长早期,薯块一般偏长,呈长条形或长纺锤形,生长期较长时,薯块膨大时横向发展较快,看上去较粗短。生产上喜欢应用薯形圆整的品种。大球形薯块、芽眼长根的薯块、薯形带拐弯的薯块、薯块根端部粗壮且尾巴没有明显收小的薯块,常含有较多的纤维素,不适合在生产上应用。

(2)薯块大小由薯块形状多样化,薯块的大小很难仅以长度或粗度来衡量。常按照薯块重量,分为大、中、小三类。250克以上为大薯,100~250克为中薯,100克以下为小薯。

2007年,由江苏省农科院粮食作物研究所郭小丁研究员等起草,江苏省质量技术监督局发布了鲜食甘薯分级标准。

其中将薯块分为:

一级薯:薯块重200~400克,重量不合格率不大2%,感官指标不合格率不大5%。

二级薯:薯块重100~200克,重量不合格率不大2%,感官指标不合格率不大5%。

迷你薯:薯块重50~100克,重量不合格率不大2%,感官指标不合格率不大5%。

无级别薯:薯块重量小50克或大400克,感官指标不合格率不大5%。

通常,薯块的大小与品种、生长期、密度、产量等多种因素有关。通过对栽培措施的控制,人们已经能很方便地按市场的需求来控制薯块的重量了。

(3)薯皮颜色因薯皮中的色素不同,皮色可分为紫、红、淡红、土黄、黄、淡黄、白等,土壤质地和土壤酸碱度对薯块皮色都有明显的影响。红皮品种在酸性较强的土壤上,色泽鲜艳,而在酸性较弱或碱性的土壤上则皮色变淡。刚收获时,薯皮颜色较鲜艳,干燥摆放后较暗淡。此外,薯块在光照条件下发芽或生长时会变绿,一般不宜食用。

(4)薯块的肉色基本色是白、黄、红、紫色及各种过渡色,如乳白、杏黄、橘红、浅紫等,有的会在基本肉色上带紫晕。

网上销售的五彩、七彩甘薯,主要有2种类型,一种是带紫晕的杂色品系,如京变1号,薯皮淡红色,薯肉粉红色,略带紫心(颜色从里往外依次为:紫色、红色、黄色、白色、粉红5种颜色)。这些品系色泽虽然与我们所见的单一薯肉色不同,但经过蒸煮后常变成紫不紫、红不红的酱色,口感品质一般。另一种是不同薯肉色的品种搭配起来销售。紫肉品种主要为京薯6号、济薯18,红心品种主要为苏薯8号、商52.7、徐薯55.

2、遗字138等,黄心和白心品种则种类较多,常常是当地甘薯育种单位推出的食饲兼用品种,或淀粉类品种,也有口感风味较好的食用品种,如红东、北京553等。

4.柴根

又叫牛蒡根,根长0.3~1米,粗2厘米。柴根是由受到不良气候条件(如低温多雨)和土壤条件(如氮肥施得过多,而磷、钾肥施得过少)等的影响,使根内组织发生变化,中途停止加粗而形成的。柴根消耗养分,无利用价值,应防止其发生。

(二)茎、叶形态特征与生产上的相关性

1.茎

甘薯的茎通常称为藤或蔓,一般具有匍匐地面生长的习性。蔓的长相即株型一般分为匍匐型、半直立型及丛生型3种。主茎上长的分枝叫做侧枝。茎的长度因品种不同差异很大,最短的仅0.5米,最长的可达7米以上。土壤肥力、水分含量、栽插期和密度对茎长也有很大影响。短蔓品种分枝多,先丛生而后半直立或匍匐生长,如苏薯8号、苏薯4号、红香蕉、莆薯33等;长蔓品种分枝少,生长期间多为匍匐生长,且茎节着土生根较多,如徐薯18、宁紫薯1号、北京553、徐薯23等。茎粗一般为0.4~0.8厘米。茎的颜色有纯绿、褐绿、紫绿和全紫几种,也有绿色茎上具有紫色斑点的。目前的高产食用品种和淀粉品种多为绿茎,我们常见的红茎品种有北京553、胜利百号等。紫心品种多数为紫茎或红茎。茎的表面有茸毛,茸毛多少也是品种区分的特征之一,像南京0364、心香2个容易混淆的优质品种就能从茸毛上明显区分开来,前者较密,后者基本看不到茸毛。而菜用甘薯品种茸毛都较少。

茎上有节,节上有芽和根原基,能长枝发根。茎的皮层分布有乳管,能分泌白色浆汁。剪苗时浆汁多,表明薯苗营养较丰富,生命力较强,可作为诊断薯苗质量的指标之一。

部分品种的幼嫩茎叶无苦涩味,可以当蔬菜食用,目前茎尖菜用甘薯发展较快,有关内容将在第四部分介绍。

2.叶

甘薯叶互生,以2/5叶序在茎上呈螺旋状交互排列,有心脏形、三角形、戟形、掌状等,叶缘有全缘、带齿、浅裂或深裂单复缺刻等。叶色一般为绿色,但浓淡程度不同,有些品种茎端的幼叶常呈褐、紫等色,顶叶色为品种特征之一。而成熟叶片多为绿色,个别菜用品种呈黄色。

叶片是植物的光合器官,担负着制造有机养分的重要任务,寿命一般为30~50天,最长的可达80天以上。叶的形态和构造受环境条件影响很大。例如,在荫蔽、光照不足的条件下,叶片一般大而薄、气孔较少,叶脉分布较稀疏,机械组织也少;在氮肥或有机肥充足时,叶片肥大;干旱少肥时,叶片瘦小,叶缘缺刻明显。

叶柄支撑叶片向外伸展,一般叶柄长度为15~30厘米,直径0.3厘米左右,因品种而异,在肥力较高水平下,可以长到60厘米长、0.6厘米粗,一般甘薯产区有将叶柄撕皮后当炒菜食用的习惯,其中南京0511(南京市农科所选育)节间短、叶柄生长密集而粗壮,数量为常用品种的2~3倍;江苏农科院粮食所的“翠绿”、河南品种商薯19叶柄都较粗壮,适合撕皮炒菜食用。

(三)甘薯生长发育对环境条件的要求不同的生态因素对甘薯的生长发育产生不同的影响,这些生态因素主要是温度、水分、光照、空气、土壤和肥料。

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