马铃薯（Solanum tuberosum L.）是茄科茄属的一年生草本植物。地上茎呈菱形，有毛。转基因土豆：表面光滑。 [18]马铃薯叶片初生时为单叶，逐渐生长成奇数不相等羽状复叶，大小相间，呈卵形至长圆形；伞房花序生长在顶部，花为白色或蓝紫色；果实为浆果；块茎扁圆形或球形，无毛或被疏柔毛；薯皮白色、淡红色或紫色；薯肉有白、淡黄、黄色等色。花期夏季。马铃薯因酷似马铃铛而得名。 [19]马铃薯又名土豆，英文名为potato。
“马铃薯”因酷似马铃铛而得名，此称呼最早见于康熙年间的《松溪县志食货》。中国东北、河北称土豆，华北称山药蛋，西北和两湖地区称洋芋，江浙一带称洋番芋或洋山芋，广东称之为薯仔，粤东一带称荷兰薯，闽东地区则称之为番仔薯，在鄂西北一带被称为“土豆”。 [1]
英语potato来自西班牙语patata。据西班牙皇家学院称，此西班牙词汇由泰依诺语batata（红薯）和克丘亚语papa（马铃薯）混合而来的。在拉丁美洲，“马铃薯”的西班牙语用papa一词。 [2]
马铃薯
马铃薯的人工栽培最早可追溯到大约公元前8000年到公元前5000年。由美国威斯康辛大学发起的研究，通过在350种不同的马铃薯上使用遗传标记，最终确定全世界的马铃薯都起源于秘鲁南部所在区域种植的马铃薯，从那里逐渐向南美的北部和南部传播出来。随着西班牙征服印加帝国，马铃薯在16世纪下半叶被西班牙人带回到欧洲传播开来。然后再被欧洲的探险者和殖民者带到全世界各地。在马铃薯被传入欧洲的早期，它的消耗量并不是很大。马铃薯引到英国爱尔兰时，甚至很长阶段都作为奇花异草观赏。到了19世纪欧洲人口膨胀时期，马铃薯已经成为重要的食物和农作物。根据保守估计，马铃薯的引进在1700年至1900年间至少贡献旧大陆四分之一的人口增长以及促进了欧洲的城市化过程。在1845年至1848年之间，一场名为“晚疫病”（late blight）的瘟疫袭击了欧洲的马铃薯种植业，严重破坏马铃薯种植。爱尔兰受灾最重，导致大饥荒（马铃薯饥荒），至少有100万人因此死亡，超过200万的爱尔兰人出逃，其中大约4分之3移民到美国。 [1]
马铃薯从何时、何地传入中国，尚难确切断定。根据陕西省兴平县县志和1700年修的福建省松溪县县志的记载，16世纪至19世纪时已分别由西北和华南通过多种途径传入中国。根据明朝的记载和著述，也有学者认为早在16世纪的明朝万历年间，马铃薯就传入中国。 [1]
在2013年，马铃薯的世界产量已经达到了3亿6800万吨，中华人民共和国产量是世界第一将近8890万吨。[17]中国马铃薯的主产区是西南山区、西北、内蒙古和东北地区。其中以西南山区的播种面积最大，约占中国总面积的三分之一。黑龙江省是中国最大的马铃薯种植基地。 [7]
中国马铃薯的主产区是甘肃定西市、宁夏固原市、西南、内蒙古和东北地区。其中以西南山区的播种面积最大，约占中国总面积的三分之一。黑龙江省是中国最大的马铃薯种植基地。得天独厚的地理环境和自然条件使甘肃省定西市成为中国乃至世界马铃薯最佳适种区之一。甘肃省定西市已成为中国马铃薯三大主产区之一和中国最大的脱毒种薯繁育基地、中国重要的商品薯生产基地和薯制品加工基地。被誉为“中国马铃薯之乡”。每年向中国各省市提供大量的马铃薯。 [7]
马铃薯全球产区分布图
马铃薯全球产区分布图
马铃薯叶：马铃薯初生叶为单叶，全缘。随植株的生长，逐渐形成奇数不相等的羽状复叶。小叶常大小相间，长10～20厘米；叶柄长约2.5～5厘米；小叶，6～8对，卵形至长圆形，最大者长可达6厘米，宽达3.2厘米，最小者长宽均不及1厘米，先端尖，基部稍不相等，全缘，两面均被白色疏柔毛，侧脉每边6～7条，先端略弯，小叶柄长约1～8毫米。 [3]
花：马铃薯为伞房花序顶生，后侧生，花白色或蓝紫色；萼钟形，直径约1厘米，外面被疏柔毛，5裂，裂片披针形，先端长渐尖；花冠辐状，直径约2.5～3厘米，花冠筒隐于萼内，长约2毫米，冠檐长约1.5厘米，裂片5，三角形，长约5毫米；雄蕊长约6毫米，花药长为花丝长度的5倍；子房卵圆形，无毛，花柱长约8毫米，柱头头状。果实圆球状，光滑，绿或紫褐色，直径约1.5厘米。种子肾形，黄色。 [3]
块茎：马铃薯食用部分为其茎块，扁圆形或高15～80厘米，球形，无毛或被疏柔毛。茎分地上茎和地下茎两部分。长圆形，直径约3～10厘米，外皮白色、淡红色或紫色。薯皮的颜色为白、黄、粉红、红、紫色和黑色，薯肉为白、淡黄、黄色、黑色、青色、紫色及黑紫色。 [3]
马铃薯生长过程 [16]
马铃薯生长过程 [16]
马铃薯植株- 温度：性喜冷凉，不耐高温，生育期间以日平均气温17℃～21℃为适宜。 [20]
- 光照：光照强度大，叶片光和作用强度高，块茎形成早，块茎产量和淀粉含量均较高。 [20]
- 水分：马铃薯的蒸腾系数在400～600之间。如果总降雨量在400～500毫米之间，且均匀分布在生长季，即可满足马铃薯的水分需求。 [20]
- 土壤：植株对土壤要求十分严格，以表土层深厚，结构疏松，排水通气良好和富含有机质的土壤最为适宜，特别是孔隙度大，通气度良好的土壤，更能满足根系发育和块茎增长对氧气的需要。 [20]
- 营养：马铃薯的生长发育需要十多种营养元素，对肥料三要素的需求，以钾最多，氮次之，磷最少。 [20]
马铃薯分布图马铃薯是自花授粉植物，在没有昆虫传粉的情况下，异花授粉率仅0.5%左右。马铃薯一朵花的开放时间为3～5天，一个花序可持续10～15天，一般在8:00左右开花，17:00左右闭花。开花的顺序是每一花序基部的花先开放，然后由下向上依次开放，开花后雌蕊即成熟，雄蕊一般在开花后1～2天成熟。 [23-24]
一般开花气温在18～20℃，空气相对湿度在80～90%，每天日照时数不低于12小时，开花繁茂，结实率较高；低温、大雨或干旱，都会影响开花和结实。 [24]
马铃薯多用块茎繁殖。性喜冷凉高燥。对土壤的适应力很强，以疏松肥沃的砂质土为佳，但对气候要求凉、冷、燥，在湿热地区虽然也能生长，不过一代以后品质就会退化，需要经常从寒冷地区引进新的种。按当地气候特点选用丰产、抗病、品质优、食味好的早熟或中早熟马铃薯品种。外销的鲜食品种要薯形外观好，芽眼浅、薯皮光滑。 [8]
选择土层深厚，土质肥沃、保肥性能好，保水排水良好，有灌溉条件，有深松基础的偏酸性岗地。前两年没种过马铃薯的地块，谷类茬最好，其次是豆茬，在菜地最好的前茬是葱、蒜、芹菜等。忌选用甜菜、向日葵、茄子、辣椒、白菜等与马铃薯有共同病害的茬口。严禁选用前茬施用过长残效除草剂的地块。前茬收货后及时整地，实行翻耙耢起垄连续作业，旋耕灭茬15厘米，前翻15～20厘米，深松35～40厘米。深松后耢平起垄，垄底宽80～90厘米，垄高25厘米。 [8]
- 困种催芽：选用适宜品种的合格脱毒种薯。于播前15～20天出窖，置于温度13～15℃散射光下，平铺2～3层，每隔2～3天翻动一次，使种薯均匀见光，催壮芽。当芽长至0.5～1厘米（机械播种0.5厘米，人工点播1厘米）左右时，即可切块。催芽时避免阳光直射、雨淋和霜冻等，及时淘汰病烂薯。 [8]
- 播期：当10厘米土层温度连续3天稳定通过10℃时，即可播种。 [8]
- 播量：每亩用种120～150千克。 [8]
- 密度：根据品种和土壤肥力状况，合理密植。早熟品种适当密植；晚熟品种适当稀植。平地起垄或者破原垄后合垄，垄距80～90厘米，单行栽培，株距15～20厘米，覆土厚度10～15厘米。亩保苗数4000～5000株。 [8]
- 底肥：根据地力，结合春耕施用腐熟农家肥2000～4000千克/亩。猪粪最好，其次牛粪。施用化肥30～50千克，其中尿素、磷酸二铵、硫酸钾的比例是3.4:1:3。忌用氯化钾。可根据各地土壤钙、镁元素情况，对严重缺乏地块，科学增施钙肥、镁肥。 [8]
- 用水原则：播种后如遇天气干旱，应及时灌水，确保出苗；发棵期、盛花期水分要充足；结薯初期要适当控水，少浇水或不浇水；结薯期，即当块茎长至2～3厘米时，要适天气和土壤墒情及时灌溉；结薯后期和收获前，要控制水分，避免浇水，防止病害发生和烂薯。方式：喷灌、滴灌。时间：幼苗期、现蕾期、开花期、结薯期，如遇持续高温干旱则可进行次数不等的灌水。控制土壤水分含量在60%～80%。注意排涝。 [8]
- 原则：田间管理的原则是“先蹲后促”，即：显蕾前，尽量不浇水，以防地上部疯长，显蕾以后，浇水施肥，促进地下部分生长。以保持土壤湿润，地皮见干、见湿为宜，收获前10天不浇水，以防田间烂薯，如果发现植株有疯长趋势，可在显蕾期（4月下旬5月初）每亩喷50～100克15%的多效唑进行控制。苗前耢一遍，有提高地温兼灭草作用；幼芽顶土时进行一次深耕、浅培土；苗出齐后及时铲蹚，提高地温；发棵期进行第三遍铲蹚，高培土，利于块茎膨大和多层结薯。马铃薯是中耕作物，结薯层主要分布在10～15厘米的土层中，因此需要疏松的土壤环境。中耕除草应掌握“头道深，二道浅，三道刮刮脸”的原则。 [8]
- 作用：防止薯块变绿，防除杂草，提高品质，降低土温。 [8]
- 时间：第一次培土，苗全后10～15天。第二次培土，苗全后20～25天。第三次培土，培土厚度一般不低于12厘米，覆土太薄地温变化大时，匍匐茎窜出地面。 [8]
达到生理成熟时收获，早熟品种8月中下旬，中晚熟品种9月上中旬收获。收获前一周左右，将马铃薯田机械割秧或化学灭秧，并将茎叶清理出地块。起收时挖掘深度要合理，防止丢薯和破皮伤薯。装运时应轻拿轻放，运输和贮藏时防止日晒、雨淋和冻害。 [4] [8]
- 斑潜蝇：3～4月是斑潜蝇危害的高峰期。斑潜蝇危害后，植株叶片通过产卵取食孔大量蒸发失水，加速了马铃薯植株叶片的死亡，若大量成虫迁入马铃薯田块中危害时，若不做好防治，只需7～10天时间，就能将整块马铃薯危害致枯死。防治措施：调整作物种植结构，在春季马铃薯种植区周围少种或不种蚕豆等斑潜蝇敏感作物，以降低虫源基数；着重抓好春季马铃薯发棵期和薯块膨大期的防治工作，成虫、幼虫兼顾，以防成虫为主。选用阿维菌素类的1.8%害极灭乳油、1.8%爱福丁乳油和90%杀虫丹原粉等药剂单剂交替使用，每6～7天一次，连防5～6次，能有效控制斑潜蝇的危害。 [21]
- 蚜虫：蚜虫吸食植物汁液，使叶片卷曲，消耗大量养分，而且破坏叶片光合作用，还能传播病毒，对马铃薯的生产影响特别大。春季马铃薯生长期，气候干燥，利于蚜虫大量发生。防治方法：药剂防治，用2.5%的联苯菊酯乳油或10%的毗虫啉可湿性粉剂防治，如用70%的杀蚜松1500倍液喷施，可加入洗衣粉来消融蚜虫分泌的蜡质，效果更佳；在迁飞期可用黄色板涂上机油诱杀。 [21]
- 蛴螬：在马铃薯整个生育期间，都能危害其根部，成虫危害马铃薯地上部分。防治方法：药剂防治，用50%辛硫磷乳剂1500倍液于翻地前喷施土面；有机底肥要彻底腐熟后才能施用；注意轮作；蛴螬发生严重的地块，可采用连浇2遍水的方法，简便有效。 [21]
- 地老虎：每年春季（3～4月）危害最为严重。防治方法：清洁田园，及时消灭田间杂草，幼虫3龄前喷施100倍敌百虫液于地面；马铃薯苗出土后，幼虫进入3龄钻入地下土中，可用切碎菜叶50千克加15千克2%敌百虫水溶液搅拌均匀，傍晚撒入田间进行诱杀。 [21]
- 马铃薯晚疫病
马铃薯晚疫病症状：晚疫病可发生在叶、叶柄、茎和块茎上。叶部病斑多从叶尖或叶缘开始发生，产生圆形或半圆形暗绿或暗褐色大斑，边缘不明显。在空气湿度大时，病斑迅速扩大，可扩及叶的大半以至全叶，并可沿叶脉侵入叶柄及茎部，形成褐色条斑，使叶片萎蔫下垂，最后整个植株变为焦黑，呈湿腐状。在病斑边缘有一圈白霉，薯块感病形成淡褐色或灰紫色不规则形病斑，稍微下陷，病斑下面的薯肉变褐色，病薯易被其他腐生菌侵染而软腐。 [9]
防治方法应采用以推广抗病品种，选用无病种薯为基础，结合消灭中心病株、药剂防治和改进栽培技术等综合防治措施。农业防治。利用抗病品种控制晚疫病效果较好，但不能持久。播种前精选种薯，淘汰带菌块茎；选择地势较高，排水良好的沙壤土种植，合理灌溉；马铃薯生长后期进行培土；在流行年份，收获前两周割秧，可避免薯块与病株接触，降低薯块带菌率。药剂防治。发现中心病株后立即进行药剂防治，可选用锰锌·氟吗林粉剂500～800倍液、50%退菌特600倍液、64%杀毒矾400～500倍液喷雾。 [9]
- 马铃薯病毒病
马铃薯病毒病症状：马铃薯病毒病的种类复杂，症状表现不一，通常主要有如下几种类型。花叶型。①普通花叶。一般植株发育较正常，叶片基本不变小，仅在中上部叶片表现轻微花叶或有斑点，叶片很少卷曲或不平。这种类型分布极广，危害较轻。②重花叶。又称条斑花叶。病株叶片变小，叶脉、叶柄及茎上均有黑褐色坏死条斑，因而叶片呈现斑驳花叶或枯斑，后期植株下部叶片干枯，但不脱落，表现为垂叶坏死。这种类型分布较广，危害较重。③皱缩花叶。发病植株显著矮化，叶片严重皱缩、变小，花叶严重，叶脉、叶柄及茎上均有黑褐色坏死条斑，小叶叶尖向下弯曲，全株呈绣球状。病株落蕾、不开花，严重时早期枯死。这种类型分布广泛，危害严重，可减产60%～80%，是中国最重要的马铃薯病毒病。 [9]卷叶型。感病植株矮化，叶片边缘以中脉为中心向上卷曲，发病严重时卷成圆筒状，叶片硬而脆，有的叶片背面呈红色或紫红色，叶柄与茎成锐角着生，维管束黑褐色，薯块小而密生。在中国分布广泛，一般减产达30%～40%，是中国马铃薯病毒病的主要类型之一。 [9]束顶型。病株叶柄与茎呈锐角着生，向上束起，叶片变小，常卷曲呈半闭合状，全株失去光泽的绿色，有的植株顶部叶片呈紫红色。薯块变长，芽眼突起，芽眉突出，有时表皮有纵裂纹。 [9]
防治方法：采取无毒或低毒种薯为主的防治方法，可减轻此病的发生。使用无毒种薯。选用无病毒种薯，播期选择应避开蚜虫活动高峰期，使蚜虫活动高峰与马铃薯感病敏感期错开，并经常施药治蚜。 [9]药剂防治蚜虫。马铃薯病毒以蚜虫传播为主，种子田出苗前后及时喷药。防病毒病可用20%病毒A可湿性粉剂500倍液喷雾，有一定效果。 [9]农业防治。马铃薯病毒病种类多，很难得到兼抗各种病毒的品种，可选用抗当地一两个主要病毒种类的品种；加强栽培管理，避免在高温天气下结薯；因地制宜，适时播种，高畦栽培，合理用肥，拔除病株等。 [9]
- 马铃薯环腐病
马铃薯环腐病是一种细菌性维管束病害，其主要症状是引起植株地上部分发生萎蔫和地下部分沿块茎维管束发生环状腐烂。在田间常造成死株和烂薯，降低产量和品质。贮藏期还能造成烂窖。 [9]
马铃薯环腐病防治方法：马铃薯环腐病采用以控制种薯传病和选用抗病品种为主的综合防治措施。严格实行检疫。此病为检疫对象，在调种时应严格执行种薯检验措施。选用抗病品种。栽培品种东农303、克新4号、春薯2号等比较抗病，各地可有针对性地选用。建立无病留种田。精选种薯，严格拔除病株，单收单藏，专作留种用。 [9]选小而整的种薯播种。选择质量50～75克，健壮的小种薯播种，出苗率高，生长整齐，防病、抗旱、增产。晾种、选种。秋季收获后将薯块堆放在地上，覆一薄层秸秆（草）进行晾种，待天冷时入窖。春播前6～7天在室内晾种，结合切种进行挑选，除去病薯。 [9]
马铃薯在原产地就有几百个品种，全世界有几千个品种，有含淀粉比例较高，适合作为主食的，也有适合作为蔬菜食用的。人们根据不同的用途培养出很多新品种，花色有白色、红色、紫色等品种，地下块茎有圆形、卵形和椭圆形，其皮色有红色、黄色、白色和紫色的不同品种。一般用块茎上的“芽眼”切下播种，如果用种子种植，很快就会产生变异，因此非常容易出现新品种。 另外，马铃薯常与土让内菌种结合因而产生特殊形态马铃薯，新西兰一对夫妇，于自家后院意外挖到一颗巨大马铃薯，重量将近8千克，经实验室分析为马铃薯与土壤内新西兰嗜硫链球菌结合而致，经品种改良已能稳定种植出巨型马铃薯（别称巨薯、西瓜马铃薯、马薯、球形薯），现多于速食店中作为食材使用。 [8]
彩色马铃薯有紫色、红色、黑色、黄色马铃薯，七彩马铃薯等。中国已培育出以紫色、红色为主的彩色优质马铃薯，将紫、红色马铃薯老品种与优良高产马铃薯品种杂交，改良筛选出100多份不同品系的彩色马铃薯。与老品种相比，改良后彩色马铃薯芽眼小，外观好看，抗病性强，亩产可达到1000至1500千克。彩色马铃薯还可作为特色食品开发。由于其本身含有抗氧化成分，因此经高温油炸后彩色薯片仍能保持天然颜色。另外，紫色马铃薯对光不敏感，油炸薯片可长时间保持原色。 [5]
黑色马铃薯之所以呈现黑紫色，是因为其含有大量的花青素，而花青素具有抗衰老作用。同时，还具有主秆发达、分枝少、生长势强、抗病性强的特点，亩产达1500千克，比普通马铃薯品种增产20%左右。同时，由于该品种抗病性的提高，在生产中大大降低了农药的使用剂量，有利于生产出无污染、无公害的绿色食品。 [6]
红皮马铃薯
马铃薯的营养成分丰富而齐全，其丰富的维生素C（抗坏血酸）含量远远超过粮食作物；其较高的蛋白质、糖类含量又大大超过一般蔬菜。马铃薯营养齐全，结构合理，尤其是蛋白质分子结构与人体的基本一致，极易被人体吸收利用，其吸收利用率几乎高达100%。有营养学家研究指出：“每餐只吃马铃薯和全脂牛奶就可获得人体所需要的全部营养元素”，可以说：“马铃薯是接近全价的营养食物。” [10]
马铃薯产量高、营养丰富，是粮、菜、饲、工业原料兼用的农作物。在中国东北的南部、华北和华东地区，马铃薯作为早春蔬菜成为农村致富的重要作物；在华东的南部和华南大部，马铃薯作为冬种作物与水稻轮作，鲜薯出口可以获得极大的经济效益；在西北地区和西南山区，马铃薯作为主要的粮食作物发挥着重要的作用。 [10]
马铃薯食品加工、淀粉加工业迅速发展。在食品加工业中，以马铃薯为原料，可加工成各种速冻方便食品和休闲食品，如脱水制品、油炸薯片、速冻薯条、膨化食品等，同时其还可深加工成果葡糖浆、柠檬酸、可生物降解塑料、黏合剂、增强剂及医药上的多种添加剂等。 [10]
马铃薯淀粉在世界市场上比玉米淀粉更有竞争力，马铃薯高产国家将大约总产量的40%用于淀粉加工，全世界淀粉产量的25%来自马铃薯。马铃薯淀粉与其他作物的淀粉相比，马铃薯淀粉糊化度高、糊化温度低、透明度好、黏结力强、拉伸性大。马铃薯变性淀粉在许多领域都有应用，如衍生物的加工、生产果葡糖浆、制取柠檬酸、生产可生物降解的塑料等。 [10]
阳芋
马铃薯味甘，性平。归胃、大肠经。有益气、健脾、和胃、解毒、消肿等功效。《本草纲目》中记载了马铃薯可以治疗病后脾胃虚寒，气短乏力。马铃薯有和胃、健脾、益气的功效，可以预防和治疗多种疾病，还有解毒、消炎之功效。 [10]
- 养胃：中医认为，马铃薯能和胃调中、健脾益气，对治疗胃溃疡、习惯性便秘等疾病大有裨益，而且它还兼有解毒消炎的作用。 [10]
- 降血压：马铃薯中含有降血压的成分，具有类似降压药的作用，能阻断血管紧张素Ⅰ转化为血管紧张素Ⅱ，并能使具有血管活性作用的血管紧张素Ⅱ的血浆水平下降，使周围血管舒张，血压下降。 [10]
块根含生物碱糖苷，其苷元为：茄啶（solanidine），莱普替尼定（leptinidine），番茄胺（tomatidine），乙酰基莱普替尼定（acetylleptinidine），含生物碱，茄啶（solanidine）。还含胡萝卜素类物质：堇黄质（violaxanthin），新黄质（neoxanthin）A，叶黄素（lutein）。含必需氨基酸：苏氨酸（threonine），缬氨酸（valine），亮氨酸（leucine），异亮氨酸（isoleucine）及其他多种氨基酸。块根还含多种有机酸：枸橼酸（citric acid），苹果酸（malic acid），奎宁酸（quinic acid）。此外，还含丙烯酰胺（acrylamide），植物凝集素（lectin）。 [22]
马铃薯具有较高的开发利用价值，除自身的营养价值和药用价值外，还通过深加工可以增值，使农民、企业和国家增加收入；马铃薯深加工产品（淀粉、全粉、变性淀粉及其衍生物）为食品、医药、化工、石油、纺织、造纸、农业、建材等行业提供了大量丰富的原材料；由于马铃薯自身分子结构的特点和特殊性能，其应用是其他类淀粉制品所无法替代的。 [10]
马铃薯的皮色发青或发芽
国际马铃薯年：2005年11月，在联合国粮食及农业组织大会上，秘鲁常驻代表提出一项寻求将世界关注重点转移到马铃薯对粮食安全以及增强发展中国家对于马铃薯种植的重要性的提议，此提议在当年获得通过，联合国宣布认定2008年为国际马铃薯年。 [7]
科学研究：2023年，中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队开发出了新的进化透镜技术，有望在短期内通过基因组设计创建更多高产优质的马铃薯。 [17]
