Улучшение качества кожуры картофеля: факторы влияния

Важнейшие агротехнические факторы, которые влияют и с помощью которых можно улучшать состояние кожуры картофеля, включают сорт, текстуру почвы, глубину посадки, питание, температуру почвы, недостаток воды, заболачивание, продолжительность вегетационного периода и режим лечебного периода после загрузки в хранилище.

Состояние кожуры существенно разное у разных сортов. Различия между сортами хорошо известны в упаковочной промышленности и торговых сетях, но характеристики качества кожуры сортов недостаточно унифицированы.

Селекционные компании используют разную терминологию для описания кожуры сортов. Раньше в основном указывали цвет, глубину глазков и гладкость ‒ сетчатость кожуры.  В последнее время все чаще встречается термин «skin finish» ‒ отделка кожурой. Но критерии  отнесения к уровням этого показателя «плохая ‒  средняя ‒ хорошая ‒ отличная»  не опубликованы. Как итог, фактическое состояние кожуры любого сорта в конкретных почвенно-климатических  и технологических условиях выращивания  выявляется только на практике.  

Продолжительность сохранения гладкости кожуры предопределяет пригодность и возможность использования  сорта на мойку в течение всего периода хранения. Даже для технических сортов неприемлема грубая, шершавая кожура, так как увеличиваются затраты на мойку и отходы при очистке клубней.

Клубни, выращенные в песке, имеют больше слоев клеток феллемы, чем клубни, выращенные в перегное. В упаковочной промышленности известно, что кожура лучше всего моется у клубней, выращенных на илистых или глинистых почвах, по сравнению с более абразивными песчаными почвами. Клубни, выращенные на торфяных почвах, также могут иметь гладкую кожицу, но окраска этих клубней может быть хуже. То есть на клубнях, выращенных в более абразивных почвах, пробковый слой толще, но текстура, гладкость, блеск лучше выглядят на глинистых почвах.   Глубокая посадка приводит к более тонкой кожуре по сравнению с неглубокой посадкой.

В условиях высокой температуры почвы (28-33 °C) клубни имеют относительно толстую кожуру и более склонны к потемнению и  образованию сетки. В одном опыте толщина перидермы при выращивании  с температурой 10, 20, 30 °С составила, соответственно, 120, 164, 182 мкм.  Считается, что переувлажнение увеличивает сетчатость и тусклость кожуры, но опубликованных доказательств мало или вообще нет. Есть публикации, что блеск кожуры обратно пропорционален продолжительности времени от высушивания до сбора урожая, т.е. более короткие интервалы сбора позволяют получать более блестящий картофель.

Установлено, что  совместное применение N, P и K или внесение органических удобрений увеличивает толщину феллемы и общую толщину феллогена и феллодермы по сравнению с применением только азота. Существует множество публикаций о влиянии как макро-, так и микроэлементов на качество кожуры. Но большинство выявленных конкретных закономерностей связано только с несколькими питательными элементами.

Азот.  Сроки и дозы азотных удобрений  оказывают сильное влияние на восприимчивость к синякам из-за относительно большого влияния на зрелость. Недостаток азота может привести к раннему старению урожая и увеличению восприимчивости к поражению брузингом, если клубни находятся под отмирающими стеблями в течение длительного периода до сбора урожая.

Избыток азота (особенно в конце сезона) задерживает созревание урожая, что приводит к снижению удельного веса, повышенной восприимчивости к шелушению и повреждению от ушибов, плохому схватыванию кожуры.  Американские картофелеводы считают, что общая норма азота под картофель на орошении не должна превышать 350 кг д. в./га, при этом в середине августа содержание нитратов в черешках не должно превышать 15 000 частей на миллион. Чрезмерное применение азота оказывает негативное влияние на формирование кожуры, если проводится десикация в ранние фазы развития растений. Часто чрезмерное внесение азота приводит к дефолиации.

Применение азота следует корректировать в зависимости от ожидаемой продолжительности сезона. Необходимо соблюдать особую осторожность при использовании азота на сортах, которые отличаются  плохим набором кожуры.

Фосфор.  В отличие от азота, фосфор, как правило, способствует созреванию клубней, формированию прочной кожуры и даже развитию сетчатости.  Фосфор усваивается верхушками корней во время активного роста,  поэтому вносить  фосфорные  удобрения нужно до посадки.

Калий под картофель всегда должен вноситься в оптимальном количестве и соотношении к другим питательным веществам. При недостатке калия клубни склонны к потемнению мякоти после очистки от кожуры. Чрезмерное внесение калия снижает удельный вес и общее развитие.

Кальций снижает  восприимчивость к ушибам благодаря своему воздействию на прочность клеточных стенок. Восприимчивость к синякам, как правило, самая низкая, когда концентрация кальция в клубнях превышает 200-250 микрограммов на килограмм сухого веса. Наиболее эффективно кальций усваивается при внесении в почву до посадки.

Сера  уменьшает уровень обычной и порошистой парши. Наилучший эффект достигается при внесении серы в почву в легкодоступной форме при посадке, однако  внекорневая подкормка серой также может снизить заражение.

Бор помогает стабилизировать кальций в клеточных стенках, а также влияет на усвоение кальция, поэтому его запасы важны для сбалансированного питания и максимизации пользы от употребления кальция.

Цинк  обычно используется для подавления порошистой парши.  Только внесение его в почву обеспечивает достаточную эффективность.

Имеются многочисленные доказательства улучшения состояния кожуры при квалифицированном использовании удобрений в период вегетации (рис. 1). Однако эффект достигается в основном за счет снижения развития болезней. Нет подтверждений непосредственного влияния внекорневых подкормок на толщину, гладкость, блеск кожуры. Опыты с комплексным питанием, например, не смогли решить проблему непрочной кожуры у некоторых сортов в Англии.

• Выбор полей с оптимальным плодородием, агрохимическими показателями и гранулометрическим составом почвы. Исключение полей, где присутствуют неблагоприятные факторы, такие как болезни, плохой дренаж или низкая способность удерживать воду.

• Полное использование агроклиматических ресурсов для полноценного созревания кожуры. Использование качественных семян с меньшим уровнем заболеваний.

• Применение фунгицидов, микробиологических препаратов, биологически активных веществ в процессе подготовки семенного материала, при посадке и в период вегетации  для уменьшения распространения болезней.

• Орошение для предотвращения или сведения к минимуму таких заболеваний, как обыкновенная  парша.

• Своевременная десикация и сбор урожая в хороших погодных условиях, чтобы избежать физического повреждения и заражения болезнями.

• Исключение известкования непосредственно перед посадкой картофеля, так как это способствует появлению парши.

Система химической  защиты кожуры клубней от болезней не может быть подробно изложена  в формате раздела этой статьи. Это отдельная большая тема. Применение средств защиты обязательно в крупно-товарном картофелеводстве. Но необходимо подчеркнуть, что многие болезни кожуры  достаточно успешно контролируются (ризоктониоз, обыкновенная и серебристая парша), многие действующие вещества эффективны, выбор обширен, а по ряду проблем возможности химических средств защиты недостаточны (антракноз, порошистая парша, бактериальные гнили) и эффективных молекул единицы.

Дополнительные возможности контроля болезней кожуры дает применение  относительно нового вида защитных средств ‒ микробиологических препаратов и регуляторов роста. К примеру, в США более 50 лет широко применяется гербицид 2,4-D для улучшения  и стабилизации цвета традиционных местных краснокожурых сортов картофеля. Эффект более насыщенной окраски сохраняется несколько месяцев, достигается и заметное снижение распространения парши (рис. 2). Это целевое направление  использования внесено в официальный регламент гербицида 2,4-D:

Как правило, внешний вид кожуры не улучшается при хранении, поэтому качество кожуры при поступлении в хранилище имеет наибольшее значение. Для того чтобы картофель обеспечивал высокое качество на рынке мытого продукта и сохранял это качество в течение всего срока хранения, жизненно важно, чтобы полевая агрономия была эффективной в  достижении наилучшего качества кожуры. При современных технологиях  хранения можно поддерживать хорошее качество кожуры в течение более 35 недель, но только в том случае, если качество  высокое  во время уборки.

Многие аспекты отделки кожуры уже определены во время сбора урожая и мало меняются в хранилище. Это относится к сетчатости, ростовым трещинам и некоторым заболеваниям, таким как обыкновенная парша и ризоктониоз.  В то же время многие параметры кожуры могут  ухудшиться во время хранения: блеск, размер чечевичек, антракноз, серебристая  и порошистая парша.

Чтобы сохранить хорошее состояние кожуры во время хранения, рекомендуется охлаждать урожай как можно скорее после загрузки в хранилище (при условии, что кожура не повреждена и достаточно плотно схватилась, а сорт невосприимчив к пятнистости кожуры). Кроме того, урожай следует проветривать сухим воздухом на ранних стадиях хранения, чтобы удалять поверхностную влагу. Стараться хранить картофель при температуре ниже 4,0 °C.

Специальными исследованиями было показано, что это ухудшение  вызывается коллапсом клеток в покровном слое в течение  буквально первых двух недель хранения, если клетки теряют влагу во время лечебного периода. Изменение структуры перидермы приводит к огрубению поверхности кожи, что и ухудшает блеск, кожура становится тусклой. Внешние слои пробки отслаиваются  и при хранении, но уже ничем не заменяются. Кожура из гладкой, блестящей, яркой может стать шероховатой, тусклой и грубой (рис. 3). Поэтому поддержание высокой относительной влажности воздуха в период залечивания повреждений и укрепления перидермы должно соблюдаться очень строго.

Оптимальные режимы вентилирования в период  основного хранения, как правило, оказывают минимальное влияние на снижение  блеска кожуры. Но у ряда сортов отмечается лучшее состояние пробки при максимально высокой влажности 98%, поддерживаемой в хранилище.

Хранение клубней при высокой относительной влажности снижает потерю массы клубней на 1-2%. В то же время нужно помнить об опасности появления конденсата влаги в хранилище, негативные последствия которого для качества и сохранности урожая многократно выше возможной экономии потери  веса от усушки. В современной фитопатологической обстановке оптимально поддерживать влажность 90-95%. Этот  уровень влажности формируется за счет дыхания клубней в межклубневом пространстве в периоды без вентилирования, т.е. это природное свойство хранящегося картофеля. А для партий с риском распространения грибных и бактериальных болезней целесообразно поддерживать относительную влажность на уровне 85-90%, что предотвратит физиологическое и бактериологическое ухудшение продукта хранения.

Блеск кожуры многих сортов с красным цветом  ухудшается за время длительного хранения. Предпринимаются радикальные  попытки сохранить высокое качество  с помощью покрытия пищевыми пленками.

В одном опыте использовались четыре разных состава покрытия. Пищевые покрытия на основе альгината значительно улучшили сенсорную оценку, особенно с точки зрения цвета, блеска и общей приемлемости картофеля с красной кожурой. Результаты показали, что обработка съедобными покрытиями значительно улучшила цветность кожуры, особенно составов F1 и F2 (рис. 4).

Во время предреализационной подготовки целесообразно использовать  технологии, которые позволяют поддерживать, а также улучшать внешний вид клубней. Барабанные мойки с вращающимися щетками (их называют полировщиками, рис. 5) могут усилить блеск картофельной кожуры, т.е. некоторые неблагоприятные последствия агротехники и хранения в значительной степени могут быть устранены качественной мойкой. Однако чрезмерная полировка нарушает целостность кожуры клубней, что может привести к порче картофеля.

Всегда необходимо оперативно оценивать  воздействие мытья на кожуру клубней при переходе на новую партию или сорт   и корректировать  процедуру мытья. На этом этапе также  следует контролировать уровень микробиологического загрязнения, в том числе используемой воды, и применять  дезинфектанты и антимикробные препараты, разрешенные для пищевой промышленности. Регламенты обработки  мытого картофеля  защитными средствами до сих пор  все стараются оберегать и поддерживать в режиме ноу-хау.

Сохранение качества кожуры картофеля на этапе транспортировки и реализации обеспечивается применением упаковки с достаточной перфорацией  для вентилирования и недопущением длительного  нахождения на ярком освещении, что неизбежно приводит к позеленению и накоплению гликоалколоидов. Тема позеленения  кожуры картофеля  в период выращивания, хранения и реализации заслуживает отдельного рассмотрения.

В заключение

Таким образом, кожура выполняет важные защитные функции клубней и  предопределяет оценку потребителями качества картофеля. По мере роста объемов продаж мытой и упакованной продукции требования к внешнему виду клубней повышаются. Многие закономерности формирования прочного, гладкого, блестящего пробкового слоя перидермы выявлены, однако универсального системного алгоритма управления этим процессом пока не существует.

Эффективными возможностями улучшения состояния кожуры картофеля являются:

• подбор лучших сортов и почвенных разновидностей,
• полноценное использование агроклиматических ресурсов вегетационного периода,
• предотвращение развития болезней,
• стабильное водообеспечение,
• сбалансированное и полноценное удобрение макро- и микроэлементами,
• применение биологически активных веществ и регуляторов роста,
• своевременная десикация,
• качественная уборка и квалифицированно четкое проведение первых этапов хранения,
• недопущение механических повреждений, 
• шлифовка клубней специальной техникой.