马铃薯

马铃薯（学名：Solanum tuberosum L.），又名土豆、山药蛋、洋芋、地蛋等，是茄科（Solanaceae）茄属的一种一年生草本植物^[2]。马铃薯在世界上栽培分布广泛，主要种植区集中在亚洲和欧洲，在中国各地广为栽培，其主产区是西南山区、西北、内蒙古和东北地区^[3][4]。根据粮农组织的数据，2021年全球马铃薯总收获面积超过1800万公顷，总产量为3.76亿吨，其中中国（9400万吨）和印度（5400万吨）是最大的马铃薯生产国。马铃薯已成为欧美地区许多国家的主食，为世界第四大主食作物。^[5]

马铃薯的茎主要包括地上茎、地下茎、匍匐茎和块茎四部分，其中块茎既是经济产品器官，也是繁殖器官，其富含多种营养元素，既可作为主食，也可作为蔬菜食用，同时也是许多食品的原材料^[5]。除营养与食用价值外，马铃薯块茎还可入药，在中医药中，认为其甘、平，可用于治疗腮腺炎、便秘、烫伤等症状^[6]。此外，马铃薯茎叶及渣可制作优质的饲料^[7][8]。马铃薯块茎是制造淀粉、糊精、葡萄糖和乙醇等的主要工业原料，具有较高的经济价值^[9][10]。马铃薯内含龙葵碱，又称龙葵素、茄碱，是一种有毒性的生物碱，在发芽的土豆中含量较高，应避免食用。如果食后口中有苦涩感和发麻的感觉，应立即停止食用，采用催吐法，减少龙葵素的吸收，并及时就医。^[11]

19世纪末，欧洲艺术中出现了大量有关马铃薯收获的作品，如荷兰后印象派画家文森特·梵高于1885年创作了《吃土豆的人》（The Potato Eaters），描述了当时农民真实的状态。^[12]

根据科学考证，马铃薯栽培种起源于南美洲安第斯山中部西麓濒临太平洋的秘鲁和波利维亚交界处的Titicaca湖盆地区域，是栽培种祖先Solannum stenotomum的起源中心，以二倍体居多。马铃薯野生型起源中心主要集中在墨西哥和中美洲，分布着具有系列倍性的野生型马铃薯种质资源，且认为这两个起源中心是相互隔离和独立的^[11][12]。

马铃薯在哥伦布发现美洲大陆后陆续传播到世界各地，1570年左右传入西班牙，1590年传入英格兰，1621年传入北美洲，17世纪末传到印度和日本，1650年才传入中国^[13]。马铃薯传入中国，一条线路是海路，来自南洋贸易途径东南沿海运河后引进京津、华北地区，另一条路线通过陆路，由印度和缅甸转入到中国云南省，再由云南、四川、贵州等地传播到中国北方地区^[11]。

马铃薯根的形态特征因用块茎繁殖和种子繁殖而有所不同，如用块茎繁殖时，其植株所发生的根均为不定根，称为须根系；而用种子繁殖时，其根系为圆锥根系，具有明显的主根和侧根之分，称为直根系，且根的分支随植株的生长而增多^[14]。

马铃薯的茎包括地上茎、地下茎、匍匐茎和块茎^[15]。

地上茎是由埋入土中的块茎芽眼中抽出来的枝条，主茎以花芽封顶而结束，各叶腋中都能发生侧芽，形成枝条。茎上有棱3~4条，棱角突出呈翼状，茎上节部膨大，节间分明，节处着生复叶，节间中空，颜色有绿、紫、褐、红等^[15][16][17]。

地下茎是埋入土壤中的主茎部分，节间较短，在节的部位生出匍匐茎^[15]。

匍匐茎是由地下茎节上的腋芽发育而成，较地上茎细，其节部的叶片退化成鳞片，顶端呈钩曲状，略呈水平状向外生长，入土不深，是形成块茎的器官^[15][16][17]。

块茎是由匍匐茎的末节和次末节的节间极度缩短和积累大量养分缓慢膨大而成，是茎的变形，既是经济产品器官，也是繁殖器官。块茎具有茎的各种特性，表面分布着许多芽眼，在块茎上呈螺旋状排列，基部稀，顶端密，每个芽眼里有1个主芽和2个副芽。块茎的形状有圆、椭圆、长椭圆等，皮色有白、黄、红色等，肉色有白、黄之分^[15][16][17]。

马铃薯的叶片为奇数羽状复叶，在幼苗期为单叶，后期均为复叶，卵形至长圆形。复叶的顶部小叶为顶叶，两侧的小叶为侧小叶，侧小叶之间还有大小不等的二次小叶。顶叶一般较大，侧小叶则成对排列，有短柄。叶面平展或微皱，上被茸毛或腺毛^{[18][19][20][21]}。

马铃薯的花序为分枝性的聚伞花序，每个花序一般有2~5个分枝，每个分枝上有4~8朵花。花萼基部联合为筒状，顶端五裂，绿色。花冠基部联合呈漏斗状，顶端5裂，颜色有白色、浅红色、紫红色及紫色等，由花冠基部起向外伸出与花冠基部其他部分不一致的色轮，形状如五星，称为星形色轮。花内雄蕊5个，雌蕊1个，雌蕊位于5个雄蕊的中央；雄蕊长约6毫米，花药长为花丝长度的5倍；子房上位，卵圆形，无毛，胚珠多数，柱头头状^[18][22][23]。

马铃薯的果实为浆果，呈球形或椭圆形。果皮淡绿或紫绿色，有的表皮有白点。果实内含有很多种子，种子极小，为扁平椭圆形，呈淡黄色或暗灰色^[22]。

马铃薯在世界上栽培分布广泛，全世界有超过150个国家和地区种植马铃薯，其中主要种植区集中在亚洲和欧洲，总种植面积和总产均占世界的80%以上，亚洲主要集中在印度的东北部、中国的中部和东北部，欧洲的种植区域主要在东欧^[3]。中国是种植面积和总产最大的国家，全国各地广为栽培，其主产区是西南山区、西北、内蒙古和东北地区^[4]。

马铃薯喜冷怕热，茎叶生长的最适温度为17~21℃，块茎形成和膨大的最适温度为16~18℃，超过20℃，块茎生长渐慢，30℃时块茎停止生长。幼苗在-2~-1℃时，就会受冻，低于-4℃植株就会死亡^[24]。

马铃薯是喜光作物，其光合作用强度随光照强度而增大。光照充足时，枝叶繁茂、生长健壮，容易开花结果，块茎形成较早，块茎产量和块茎干物质含量较高。长日照对茎叶生长和开花有利，短日照有利于养分积累和块茎膨大^[25]。

马铃薯在整个生长期需水量较大，但不同时期对水分的要求不同。幼苗期间需水不多，只需保持土中有适量的水分即可；发棵期为促进茎叶迅速生长时期，前期土壤水分应保持在田间最大持水量的75~80%，后期逐渐降至60%，以利薯块膨大；结薯期块茎迅速膨大，土壤水分保持在田间最大持水量的80~85%；接近收获时逐步降至50~60%，利于收获^[26]。

马铃薯对土壤的要求虽不十分严格，但以表土深厚，结构疏松，排水、通气良好，富含有机质的沙质土壤或轻沙壤土最为适合。马铃薯具有耐酸能力，但抗碱能力很弱，适宜的土壤pH为5.5~6.0^[27]。

马铃薯属于自花授粉作物，在没有昆虫传粉的情况下，异花授粉率仅为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，一般在上午8时左右开花，下午5时左右闭花^[28]。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。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^[29]。

马铃薯人工繁殖的主要途径是无性繁殖，但马铃薯在无性繁殖的过程中，病毒侵染进入植株体内后，会逐代传递并积累，最终导致种性退化而大幅度减产，因此，生产上常用脱毒种薯进行繁殖，不仅可以保留原薯的优良性状，还可以使脱毒后的马铃薯摆脱病毒对植株机体各种生理活动的干扰，恢复该品种原有的生长发育特性和增产潜力^[30]。

马铃薯品种的选择直接影响产量和质量，应选择适合当地种植的优质高产、具备较强抗逆性和抗病虫害能力的马铃薯品种。然后，在挑选种薯时，应选择形状完整饱满、色泽新鲜、无病伤的脱毒马铃薯种薯，选种后，要进行切块处理，切块前可对薯块进行催芽处理，切块时需对切刀进行消毒，避免传播病菌，切块要含有一到两个芽眼，确保马铃薯拥有足够出苗率^[31][32][33]。

选地和整地工作，应选择近年内没有种植过马铃薯、辣椒、茄子等农作物的土壤疏松、肥沃、排水良好的地块。选地完成后，要对土地进行深耕，并配合施加充足的底肥。播种时要合理控制马铃薯播种时间、播种量和播种密度^[31][32][33]。

要做好田间管理工作。如用地膜覆盖栽培时，需注意及时做好破膜引苗工作。在田管过程中，及时中耕除草、浇水、追肥，肥料施用原则为前期多，后期少，花蕾期重施氮肥，盛花期重施钾肥。花蕾阶段要及时摘除花蕾，避免过度消耗养分，提高马铃薯的产量^[31][32][33]。

病虫害防治方面，马铃薯常见的病害有晚疫病、黑胫病、青枯病等，可采用化学药剂如百思特可湿性粉剂、硫酸铜溶液、灭菌灵粉剂分别防治以上病害，常见的虫害有地老虎、蛴螬、蝼蛄、蚜虫等，可采用物理防治如频振式杀虫灯、生物防治寄生蜂、化学药剂氧化乐果乳油等进行有效防治^[31][32][33]。

及时收获，收获以后要严格对马铃薯等级进行划分，如果出现烂薯、病薯，要第一时间挑选并分别存放，并将马铃薯放在通风、干燥、阴凉位置，以免相互之间造成影响^[31][32][33]。

马铃薯富含蛋白质、淀粉、脂肪、膳食纤维等，且含有丰富的磷、钾、铁等矿物质元素和胡萝卜素、Vc、硫胺素等维生素类营养成分，具有较高的营养价值^[5]。马铃薯有多种食用方法，利用多种烹饪rèn方式可制作多种美味菜肴。另外，马铃薯在很多国家和地区被当做主食，其制成的淀粉也是许多食品的原材料。但是，值得注意的是，马铃薯发芽或者变绿后会产生龙葵素有毒物质，能溶于水，有腐蚀性和溶血性，应避免食用发芽或变绿后的马铃薯^[34]。

马铃薯块茎甘、平，具有和胃、健脾、益气、消炎的作用，可用于治疗腮腺炎、便秘、烫伤等症状^[6]。

马铃薯茎叶含有丰富的营养成分，作为优质青绿饲料具有较好的饲用价值，可以单独青贮、与其他农作物秸秆混合青贮、添加生物制剂青贮制成饲料，但要注意植株中的龙葵素含量是否超出安全界限，避免禽畜食用中毒^[7]。另外，马铃薯渣可以采用发酵法，即利用添加微生物或菌剂，使薯渣发酵产生微生物蛋白和酶等所需物质，也可形成优质饲料^[8]。

马铃薯块茎是制造淀粉、糊精、葡萄糖和乙醇等的主要工业原料，特别是淀粉可直接纺织业、造纸业、食品加工业等利用，还可加工成多种变性淀粉，用来制作高级涂料、食品包装淀粉纸、自溶地膜、调料以及合成橡胶等多种产品，以及广泛应用于医药、化工、石油钻探等工业中。淀粉发酵可产生有机酸、氨基酸、酶制剂等，用途广泛^[9][10]。