馬鈴薯成長日記

出品：科普中國

製作：農業部食物與營養發展研究所 王秀麗

監製：中國科學院計算機網路信息中心

在所有的農作物中，馬鈴薯算是最好種植的一類。每當有邊角地塊又不想撂荒時，農民們總會選擇「投下幾粒馬鈴薯」。因為它是最好伺候的小主，與其它糧食作物相比，馬鈴薯不僅抗旱、早熟，而且澱粉含量高、種植適應性好，素有「鐵杆莊稼」的美稱。在我國東北地區，人們對於馬鈴薯種植有著極為親切的描述，在他們眼裡：「馬鈴薯耐自然災害，喜歡冷涼氣候，只要種上，多少都會有收成，只要開花，就能到田壟取『蛋』糊口，解決溫飽」。

圖1 馬鈴薯自然名片

馬鈴薯，一年生草本植物，株高可達100厘米，地下形成塊莖，可供食用，其豐富的澱粉含量使其成為僅次於玉米、小麥和大米的世界第四大糧食作物。馬鈴薯為茄科，屬於開花植物家族，與至少1000種其他品種同為茄屬，其中包括西紅柿和茄子。馬鈴薯有兩個亞種，即安第斯種（S. andigena）與普通栽培種（S. tuberosum），二者差異甚微。安第斯種適應短日照條件，而且主要在安第斯地區種植；普通栽培種是通過少量引入歐洲的安第斯馬鈴薯繁殖而來，后逐步適應了在較長日照下生長，目前在全世界廣泛種植。

在其起源地，由於馬鈴薯充饑耐餓，產量大、適應性強，被當地的印第安人認為是上蒼賜予的禮物，稱為「巴巴司」。16 世紀，西班牙殖民者進入南美髮現馬鈴薯並將其帶上船隊，隨著新航線的開發馬鈴薯被帶到世界各地，所到之處造福人類。

馬鈴薯的植物形態

馬鈴薯植株按形態結構可分為根、莖、葉、花、果實和種子等幾部分。馬鈴薯的根是由塊莖繁殖生長而成的鬚根系，包括主體根系和匍匐根。主體根系由塊莖發芽早期形成，分枝能力強，分佈寬度30厘米左右，深度可達150～200 厘米。匍匐根一般由地下莖的下部各節上陸續發生，分枝能力較弱，長度10～20厘米，分佈在表土層。

圖2 馬鈴薯植株示意圖

由於馬鈴薯屬於塊莖類作物，其生長莖的構成相對複雜，包括地上莖、地下莖、匍匐莖和塊莖四部分，儘管都是同源器官，但它們的形態和功能各不相同。塊莖芽眼萌發的幼芽發育形成的地上枝條稱地上莖，簡稱莖。莖的橫切面在節處為圓形，節間部分為三棱、四棱或多棱。莖具有分枝特性，分枝形成的早晚、多少、部位和形態因品種而異。一般早熟品種莖稈較矮，分枝發生晚；中晚熟品種莖稈粗壯，分枝發生早而多，並以基部分枝為主。馬鈴薯的地下莖，即主莖的地下結薯部位，由地表向下至母薯，由粗逐漸變細，長度一般在10 cm 左右，因品種、播種深度和生育期培土高度而異。匍匐莖則是由地下莖節上的腋芽發育而成，頂端膨大形成塊莖，匍匐莖發生后，略呈水平方向生長，其頂端呈鑰匙形的彎曲狀，莖尖在彎曲的內側，在匍匐莖伸長時，起保護作用，擔負著輸送營養和水分的功能。

圖3 馬鈴薯的花、葉及果實

塊莖是縮短而肥大的變態莖，既是產品器官，又是繁殖器官，匍匐莖頂端停止極性生長后，由於皮層、髓部及韌皮部薄壁細胞的分生和擴大，並積累大量澱粉，從而使匍匐莖頂端膨大形成塊莖。塊莖的大小、形狀依品種和生長條件而異，一般每塊重50～250 g，大塊可達1500 g 以上，一般呈圓形、長筒形、橢圓形，表皮有白、黃、紅、紫等顏色，果肉有白、黃、紅、紫等，有些塊莖由於色素分佈不均也可能呈現多彩顏色，其中食用品種以黃肉和白肉者居多。

發芽出葉后的馬鈴薯最初發生的幾片葉均為單葉，以後逐漸長出奇數羽狀複葉。每個複葉由頂生小葉和3～7對側生小葉、側生小葉之間的小裂葉、側生小葉葉柄上的小細葉和複葉葉柄基部的托葉構成。複葉互生，呈螺旋型排列。馬鈴薯為自花授粉作物，花序為聚傘花序，花冠有白、淺紅、紫紅及藍色等，雄蕊5 枚，抱合中央的為雌蕊。

馬鈴薯可食用部分為地下塊莖，但這並不意味著馬鈴薯就沒有果實。馬鈴薯的果實被稱為漿果，位於地上莖分支上，呈圓形或橢圓形，果皮為綠色、褐色或紫綠色。果實內含種子100～250 粒，當年採收的種子，發芽率一般為50％～60％，貯藏一年的種子發芽率較高，一般可達85％～90％。

馬鈴薯生長日記

第一階段：第0～30 天，塊莖發芽

發芽期是指從種薯解除休眠，芽眼處開始萌芽、抽生芽條，直至幼苗出土的階段。發芽期的長短因品種特性、種薯生理年齡、貯藏條件、催芽處理和催芽狀況、栽培季節和種植水平等的不同，一般為20～30 天。發芽期馬鈴薯器官生成的核心是根系形成和芽條生長，同時伴隨著葉、側枝和花原基（花原基就是花芽生長點之無形源）等器官的分化。這一時期是馬鈴薯發苗、紮根、結薯和壯株的基礎時期， 也是獲得高產穩產的基礎時期。

作為馬鈴薯生長的最初階段，發育是否良好首先受制於種薯是否通過休眠、以及休眠解除的程度或種薯生理年齡的大小；其次取決於種薯的營養成分的含量，以及是否攜帶病害；最後的影響因素是發芽過程中需要的環境條件，如土壤墒情、溫度、栽培措施等。

第二階段：第30～55 天，幼苗長成

幼苗期是馬鈴薯塊莖從出苗到植株現蕾（出現花蕾）為止，亦稱團棵期，這個階段歷時15～25 天，馬鈴薯成苗比糧棉和蔬菜作物（糧棉等作物要60～70 天）快得多。這種速熟特性，是塊莖繁殖作物生物學上的重要優點，它有利於爭天時、奪地利，充分有效地利用光能，在單位時間、單位面積上製造出更多的有機質。

馬鈴薯幼苗期是以莖葉生長和根系發育為中心的時期，這一時期幼葉長成並開始利用光合作用製造養分，逐漸由莖養轉為自養。該階段還從種薯內源源不斷得到營養供給，同時伴隨著匍匐莖的形成、伸長以及花芽分化。

圖4 馬鈴薯生長發育過程圖

這一階段雖然生長總量不大，但是處於承上啟下的關鍵時期，全部的同化系統和產品器官都在這個時期內分化建立，是進一步繁殖生長的基礎階段。幼苗期馬鈴薯對水肥十分敏感，要求有充足的氮肥、適宜的溫度和土壤濕度以及良好的通氣條件。

第三階段：第55～85 天，塊莖形成

塊莖形成期從現蕾開始至開花為止，該階段一般經歷20～30 天。進入塊莖形成期，主莖開始急劇拔高，株高將達到最大高度的1/2 左右，主莖及莖葉已全部形成，並有分枝和分枝葉展開。早熟品種葉面積將達到最大葉面積的80%，晚熟品種將達到50% 左右，主莖頂端開始孕育花蕾，匍匐莖停止伸長，頂端開始膨大。

這一階段，馬鈴薯植株從以地上莖葉生長為重點轉向地上莖葉生長和地下塊莖形成同時進行。此時，葉片光合作用進行營養製造、莖葉根系生長進行營養消耗、小塊莖生長進行營養積累三者相互促進，相互制約，莖葉生長出現短暫緩慢現象，一般持續7～10 天。隨著塊莖的形成和莖葉的生長，植株對肥水的需求量不斷增加，要求土壤保持疏鬆通氣的良好狀態和適應的生長溫度。

第四階段：第85～107 天，塊莖膨大

塊莖膨大期也叫塊莖增長期，從開花歷經盛花、收花，直到莖葉開始衰老為止，一般經歷馬鈴薯莖葉和塊莖幹重平衡到莖葉和塊莖鮮重平衡的化學物理變化過程，一般持續15～22 天。這個階段，植物生長以塊莖體積增大和重量增加為重點，是以地上莖葉生長為主轉入以地下塊莖生長為主的關鍵階段。研究表明，馬鈴薯全生育期所形成的干物質總量的40%～75% 是在此階段形成，所以該階段是馬鈴薯一生中肥水需求量最多也是最大的時期，通常要求土壤有豐富的有機質，並具有微酸性，良好的土壤通氣性，較適宜的溫度條件和較低的夜間氣溫條件。

第五階段：第107～132 天，澱粉積累

干物質積累期，也叫澱粉積累期，從終花開始至莖葉枯萎為止。一般早熟品種在盛花末期、中晚熟品種在終花期莖葉停止生長，一旦植株基部葉片開始衰老變黃，莖葉和塊莖鮮重達到平衡，就標誌著植株進入了干物質積累期。一般歷時15～25 天。

這一時期最大的生育特點是以澱粉轉運積累為中心，雖然莖葉停止了生長，但光合作用仍在旺盛地進行，不斷製造有機質，大量向塊莖中轉移。這一時期，儘管塊莖體積不再明顯增大，但干物質重量顯著增加，塊莖總重量繼續增加。研究表明，在此期間增加的產量可佔總產量的30%～40%。在這個時期，栽培方面的中心任務是防止莖葉早衰，盡量延長莖葉的壽命，增加光合作用的時間和強度，讓其積累更多有機質。同時要防止土壤板結和過高的溫度，控制氮肥的施用量， 保持土壤濕度。

第六階段：第132 天，豐收在望

馬鈴薯與穀類作物不同，沒有嚴格的成熟期，通常根據栽培目的和生產需要安排，只要達到商品成熟期（或達到種用標準），即可收穫。北方地區，由於一年一熟，正常條件下，植株絕大部分或全部枯死，薯皮木栓化（木栓化是指植物的細胞壁不透水和空氣，細胞內原生質與周圍環境隔絕而死亡）程度較高，並開始進入休眠狀態，這時即認為達到生理成熟期。

第七階段：第132 天後，休眠待生

馬鈴薯塊莖的休眠實際上是從塊莖膨大開始的，但在栽培上則認為馬鈴薯收穫儲藏后是其休眠期的開始。休眠期的長短一般按收穫到芽眼萌發幼芽的天數計算， 因品種和溫度而異。在一般室溫條件下，有些品種休眠期可短至1月，有些則長達4～5 個月。當溫度超過7℃以上，濕度適中、通風條件好時，處於休眠期的馬鈴薯會自然蘇醒，隨著溫度的升高，休眠期相對縮短而提早發芽；溫度控制在2～4℃條件下時，塊莖可長期保持休眠狀態。馬鈴薯塊莖的休眠屬生理性自然休眠，處於休眠期的塊莖即使給予適宜的溫度、水分和氣體條件也不會發芽。

馬鈴薯汲日月之精華，浸大地之精髓，歷經發芽、長苗、結薯、膨大、澱粉積累、休眠等幾個時期，完成一個生命的輪迴，長達3-5個月的地下生活，為的是向人間提供美味珍饈。

人們種植馬鈴薯的歷史已經超過五千年了，據說，全世界的馬鈴薯品種統計起來有上千種。而至今，馬鈴薯由於其生態的安全性、生產的高產性、經濟的高效性以及頑強的適應性，已經成為世界上種植最為廣泛的作物之一，「黃金糧食」的美譽當之無愧。是金子總會發光，無論大到一門學問還是小到一粒塊莖，都是適用的，能成為全世界範圍內廣泛風靡流行的東西，必然有其過人之處。