第二章 马铃薯的特征特性

本章学习提示:

如果我们去种植马铃薯的地块,能看到的、在地面上的是它的植株,包括茎、叶、花、果实和种子,这些是种到地里的种薯的芽眼或种子的胚轴伸长形成的。我们看不到的、埋在地下的是母薯、根、地下茎、匍匐茎和块茎。块茎(就是我们常吃的洋芋)是马铃薯地下茎膨大形成的结果。播种后,马铃薯的生长发育有其自身的规律,也与外部环境相关联。

学习本章内容,了解马铃薯的特征特性、生长发育规律以及马铃薯生长与环境条件(包括温度、光照、水分、土壤、肥料)的关系。

第一节 马铃薯的形态特征

马铃薯学名Solanum tuberosum,英文名potato,是茄科(Solanaceae)茄属(Solanum)的草本植物。生产应用的品种都属于茄属结块茎的种(Solanum tuberosum L.),染色体数2n=2x=48。可用种子繁殖,生产上多用块茎繁殖,也称多年生植物。

一、根

马铃薯用块茎种植和用种子种植时,根部形态不相同。用块茎种植的根为须根系,分不定根和匍匐根。在初生芽的基部3~4节上发生的为不定根,称为芽眼根或节根,这是发芽早期发生的根系,分枝能力强,分布宽度30厘米左右,深度可达150~200厘米,是马铃薯的主体根系。在地下茎的上部各节上陆续发生的不定根,称为匍匐根,一般每节上发生3~6条,分枝能力较弱,长度较短,一般为10~20厘米,分布在表土层,生育后期培土有利此类根系生长。匍匐根对磷素有较强的吸收能力。根系发育及分枝情况,因品种与栽培条件不同而异,大部分品种的根系分布在土壤表层下40厘米,一般不超过70厘米,在砂质土壤中根深也可达1米以上。早熟种的根系一般不如晚熟种发达,而且早熟种根系分布较浅,晚熟种分布广而较深。

马铃薯用种子种植的根为主根系,有主根(直根)和侧根之分(图2-1),根的分枝随植株的增长而增多。主根为圆锥形深入土中,可以吸收深层水分,若生长条件好,实生苗的根系也很发达。有的地方实生苗当年单株产量可达1千克以上,这与实生苗形成的强大的根系是分不开的。

图2-1 铃薯用种子种植时幼苗的匍匐茎及根

1.子叶2.匍匐茎3.幼薯4.主根5.侧根

二、茎

马铃薯的茎有地上茎、地下茎、匍匐茎和块茎(图2-2),都是同源器官,但形态和功能各不相同。

图2-2 铃薯根系和块茎的分布状况

1.土面2.叶柄3.匍匐茎4.幼嫩块茎5.次生根6.种薯7.茎的基部8.地下茎

(一)地上茎

马铃薯块茎发芽生长后,在地面上着生枝叶的茎为地上茎,由种薯的芽眼或种子的胚轴伸长形成。茎有直立、半直立和匍匐型3种。栽培种大多直立,有些品种在生育后期略带蔓性或倾斜生长。茎的高度和株丛繁茂程度,因品种而异,也受栽培条件的影响。多数品种茎高为40~100厘米。少数中晚熟品种在100厘米以上。茎节长度也因品种而异,一般早熟品种较中晚熟品种为短,但在密度过多、肥水过大时,茎就变得高大细弱,节间显著伸长,后期容易倒伏。茎的横切面在节处为圆形,节间部分为三棱、四棱或多棱。在茎上,由于组织增生而形成突起的翼,翼与棱等长。茎翼的形态是品种的重要特征之一,茎基部常常是圆形的。茎是多汁的,成年植株的茎,节部坚实而节间中空,但有些品种和实生苗的茎部节间为髓所充满,而只有下部多为中空的。茎的皮层细胞内有叶绿体,呈绿色。某些品种茎上的绿色常被花青素所掩盖,因而呈现出紫色或其他颜色。茎的颜色因品种不同有绿色、紫褐色等。茎具有分枝的特性,因品种不同,分枝形成的早晚、多少、部位和形态也不相同,一般早熟品种茎秆较矮,分枝发生得晚,而中晚熟品种,大多数茎秆粗壮,分枝发生得早而多,并以基部分枝为主。茎的再生能力很强,在适宜的条件下,每一茎节都可发生不定根,每节的腋芽都能形成一棵新的植株。

(二)地下茎

马铃薯的地下茎,即主茎的地下结薯部位。表皮为木栓化的周皮所代替。皮孔大而稀,无色素层。从地表向下至母薯,由粗逐渐变细。地下茎的长度因品种、播种深度和生育期培土高度而异,一般为10厘米左右。节数多数品种为8节,个别品种也有6节,在播种深度和培土高度增加时,可略有增加。在地下茎每节的叶腋间,通常发生匍匐茎1~3个,在发生匍匐茎前,每个节上已生长出放射状匍匐根3~6条。地下茎长度会随播种深度和生育期培土厚度的增加而增加。

(三)匍匐茎

匍匐茎又称匍匐枝,实际上是地下茎在土壤中的分枝,由地下茎节上的腋芽发育而成,顶端膨大形成块茎。一般为白色,因品种不同,也有呈紫红色的。匍匐茎发生后,略呈水平方向生长,其顶端呈钥匙形的弯曲状,茎尖在弯曲的内侧,在匍匐茎伸长时,起保护作用。匍匐茎一般在出苗后7~10天开始发生,2周后匍匐茎便停止生长,顶端膨大逐渐形成块茎,初期还能在匍匐茎上看到鳞片状幼叶。如果播种的薯块覆土太浅或遇到土壤温度过高等不良环境条件,匍匐茎会长出地面变成普通的分枝,这就会影响结薯而减产。

匍匐茎的多少和长短,因品种而异。一般每个地下茎节上能发生4~8条,每株(穴)可形成20~30条,多者可达50条以上。一般早熟种较短,3~10厘米;晚熟种较长,有的达10厘米以上。匍匐茎较短的结薯集中,便于收获。通常匍匐茎多形成块茎数也多,但不是所有的匍匐茎都能形成块茎。据统计,在正常情况下,匍匐茎的成薯率为50%~70%,不形成块茎的匍匐茎,到生育后期便自行死亡。通常1个匍匐茎上只结1个块茎,每株以5~8个匍匐茎并形成块茎为适宜。如果匍匐茎过多或匍匐茎又产生分枝,则形成块茎又多又小,就失去利用价值。

匍匐茎具有向地性和背光性,入土不深,大部集中在地表0~10厘米土层内。匍匐茎长度一般为3~10厘米,野生种可长达1~3米。匍匐茎比地上茎细弱得多,但具有地上茎的一切特性,担负着输送大量营养和水分的功能,在其节上能形成纤细的不定根和2~3次匍匐茎。

(四)块茎

块茎是生长在土壤中缩短而肥大的变态茎,既是经济产品器官,又是繁殖器官。它的作用在于贮存养分、繁殖后代。当匍匐茎的顶端停止极性生长后,由于顶端皮层、髓部及韧皮部的薄壁细胞分生和扩大,并积累大量淀粉,使匍匐茎顶端膨大而形成块茎。

马铃薯成年植株总干物质含量的75%~85%集中在块茎中。块茎的营养成分包括:63%~87%的水分,13%~30%的碳水化合物,0.7%~4.6%的蛋白质,0.02%~0.96%的脂肪以及0.44%矿物质和灰分。

在块茎生长初期,其表面各节上都有鳞片状退化小叶,无叶绿素,呈黄白或白色,至块茎稍大后,鳞片状退化小叶凋萎脱落,残留的叶痕呈新月状,称为芽眉。芽眉内侧表面向内凹陷成为芽眼。芽眼的深浅,因品种和栽培条件而异,芽眼过深是一种不良性状。每个芽眼内有三个或三个以上未伸长的芽,中央较突出的为主芽,其余的为侧芽(或副芽),发芽时主芽先萌发,侧芽一般呈休眠状态,主芽受损后副芽可取而代之,继续生长。芽眼在块茎上呈螺旋状排列,顶部密,基部稀。块茎最顶端的一个芽眼较大,内含芽较多,称为顶芽。在块茎萌芽时,顶芽最先萌发,而且幼芽生长快而壮,从顶芽向下的各芽眼,依次萌发,其发芽势逐渐减弱。马铃薯块茎上的芽眼多少、深浅是鉴别品种的主要标志。

块茎的大小决定于品种特性和生长条件,一般每块重50~250克,大块可达1500克以上。块茎的形状、皮色、肉色等多种多样,因品种而异,是区别品种的特征,但栽培环境和气候条件,使块茎形状产生一定变异。块茎的形状大致分为三种主要类型,即圆形、长筒形、椭圆形。在正常情况下,每一品种的成熟块茎,都具有固定的形状,是鉴别品种的重要依据之一。

马铃薯块茎的皮色有黄、白、紫、淡红、深红、玫瑰红、淡蓝、深蓝等色。块茎的肉色有白、黄、红、紫、蓝及色素分布不均匀等;食用品种以黄肉和白肉者为多。一般品种的块茎都具有固定的皮色与肉色。块茎表皮光滑,粗糙或有网纹,其上分布有皮孔(皮目),有与外界交换气体和蒸发水分的功能,在湿度过高的情况下,由于细胞增生,使皮孔张开,表面形成突起的小疙瘩,既影响商品价值,又易使病菌侵入。

生产上对块茎的要求除高产外,还希望形状好、芽眼浅、表皮光滑、色泽悦目等。特别是块茎形状最好是椭圆形,顶部不凹,脐部不陷,芽眼少而平,既有利于加工去皮,又便于食用清洗。这样的品种才适合市场销售和商品薯出口。薯肉的颜色一般由白色到黄色之间变化,由品种特性决定,加工品种一般为白色,而鲜食品种一般为黄色。

三、叶

用块茎和种子繁殖的马铃薯,在幼苗期最初发生的几片初生叶都是单叶,到后期均为复叶。随着植株的生长,逐渐长出奇数羽状复叶。复叶互生,呈螺旋排列。每个复叶由顶生小叶和3~7对侧生小叶,侧生小叶之间的小裂叶,侧生小叶叶柄上的小细叶和复叶叶柄基部的托叶构成。

顶生小叶叶形略大,形状也略有不同,形状和侧生小叶的对数,是品种的特征之一。各型叶互相镶嵌增加截获光的能力。

图2-3 铃薯的叶

1.顶小叶2.侧小叶3.二次小叶4.中肋(叶轴)5.托叶

复叶的大小,侧小叶的形状、色泽、毛茸多少,以及小叶的排列疏密,二次小叶的多少等因品种而异。健康的叶小叶平展、色泽光润。

四、花

花序为聚伞花序。花柄细长,着生在叶腋或叶枝上。每个花序有2~5个分枝,每个分枝上有4~8朵花,在花柄的中上部,有一突起的离层环,称为花柄节,落花落果都是由这里产生离层后脱落的。马铃薯的花由5瓣花冠合瓣,基部合生成管状,顶端五裂,形成轮状星形花冠。花冠有白、浅红、紫红及蓝色等多种鲜艳色彩,少数品种的花具有清香味。花内有5枚雄蕊、1枚雌蕊。每朵花开花持续时间约5天。一个花序持续时间为15~40天。一般在上午8时左右开花,下午5时左右闭花。

五、果实与种子

马铃薯属于自花授粉作物,在没有昆虫传粉的情况下,异花授粉率为0.5%左右。能天然结果的品种基本上全是自交结实。果实为浆果,呈圆形或椭圆形,果皮前期为绿色,接近成熟时在顶部变白,逐渐转为黄绿色。有的品种呈褐色或紫绿色、紫色斑纹或白点等。

果实大小不等,有的直径在2厘米以上,有的较小,品种间有很大差异。果实内含100~250粒种子。马铃薯的种子一般为扁平近圆形或卵圆形,浅褐色,种皮上密布细毛。种子很小,千粒重0.4~0.6克。刚收获的种子,一般有6个月左右的休眠期,充分成熟或经日晒的浆果,其种子休眠期可缩短。当年采收的种子发芽率一般为50%~60%,经过贮藏一年的种子发芽率较高,一般可达85%~90%以上。通常在干燥低温下贮藏7~8年,仍不失发芽力。

图2-4 铃薯的浆果

马铃薯的所有地上部分都含有一种有毒的植物碱,叫作龙葵素或茄素。浆果中的龙葵素含量最高,其次是块茎萌发的幼芽中。当块茎表皮受到光照而变绿时,龙葵素含量就显著增加,严重影响块茎的食用价值,人和牲畜食用后均会中毒,严重的引起死亡。

第二节 马铃薯的生物学特性

了解马铃薯的生物学特征,掌握其生长发育规律,才能因地制宜地为马铃薯高产创造条件。

一、马铃薯的生育时期

马铃薯的植株是在一定条件下由根、茎、叶三部分密切配合,高度协调下生长发育的。马铃薯从块茎的芽条萌发,到新的块茎成熟,经过不同的生育时期,马铃薯的全生育过程划分为六个生育时期。

(一)芽条生长期

种薯播种后,从萌发开始,经历芽条生长,根系形成,至幼苗出土。块茎萌发时,首先幼芽发生,其顶部着生一些鳞片小叶,即“胚叶”,随后在幼芽基部的几个节上发生幼根。同时,在幼芽基部形成地下茎。该时期以根系形成和芽条生长为中心。这一时期的长短差异较大,短者1个月左右,长者可达数月之久。关键措施是把种薯中的养分、水分及内源激素调动起来,促进早发芽、多发根、快出芽、出壮苗。

(二)幼苗期

从幼苗出土,经历根系发育,主茎孕育花蕾,匍匐茎伸长及顶端膨大块茎具雏形,为幼苗期。由于马铃薯种薯内含有丰富营养和水分,在出苗前便形成了相当数量的根系和胚叶。出苗后根系继续扩展,茎叶生长迅速,多数品种在出苗后7~10天匍匐茎伸长,5~10天顶端开始膨大,同时顶端第一花序开始孕育花蕾,侧枝开始发生。该期生长中心是茎叶和根系的生长。

(三)块茎形成期

从块茎具有雏形开始,地上茎顶端封顶叶展开—第一花序开始开花—全株匍匐茎顶端均开始膨大—最大块茎直径达3~40厘米—地上部茎叶干物重和块茎干物重平衡,此为块茎形成期。该期生长特点是由地上部茎叶生长为中心,转向地上部茎叶生长与地下部块茎形成并进阶段,是决定单株结薯数的关键时期。该期经历30天左右。

(四)块茎增长期

从地上部与地下部干物重平衡期开始,即进入块茎增长期。此期叶面积已达最大值,茎叶生长逐渐缓慢并停止,地上部制造的养分不断向块茎输送,块茎的体积和重量不断增长,是决定块茎体积大小的关键时期。

(五)淀粉积累期

从茎叶开始逐渐衰老,到块茎体积和重量继续增加。此时地上部向块茎中转运并形成碳水化合物、蛋白质和灰分,块茎日增重达最大值。淀粉的积累一直延续到茎叶全部枯死之前。

(六)成熟及收获期

在生产中,马铃薯没有绝对的成熟期,收获时期决定于生产目的和轮作中的要求,一般当植株地上部茎叶黄枯,块茎内淀粉积累充分时,即为成熟收获期。

二、实生苗的生长发育

马铃薯用种子繁殖的幼苗叫实生苗。马铃薯种子很小,幼芽萌发时幼根首先从种皮伸出,而后才长出两片叶子。播种后深入土中的主根随着幼苗的生长逐渐生出许多侧根和支根。实生苗一般在7~8片单叶后才出现复叶。实生苗结薯与用块茎播种结薯情况不同。实生苗没有地下茎,地面是实生苗根和茎的分界线,地上是茎,地下是根。所以实生苗产生匍匐茎,只能从地上的节部产生,然后匍匐茎入土形成块茎。实生苗第一节上着生子叶,所以在幼苗期及时培土,把茎下部的节埋上,这对匍匐茎生长和结薯非常重要。用实生苗生产马铃薯块茎,因直播种子对整地和管理条件要求很高,一般不易做到,所以多采用育苗移栽方式生产种薯。实生苗前期根系不发达,植株生长很缓慢,为了当年获得较高的产量,需要根据各地条件实行早育苗,或直接在苗床内生产种薯。

三、马铃薯块茎的休眠

新收获的马铃薯块茎具有休眠现象。即在适宜条件下也不会发芽,必须经过一定时期后才能发芽,这种现象称为休眠。一般栽培的马铃薯品种,不论早熟种还是晚熟种都有休眠现象。休眠期的长短由品种的遗传特性和储藏的温度决定。块茎的休眠期在块茎形成后就开始了,而且幼嫩块茎的休眠期较完全成熟块茎的休眠期长。休眠有自然(生理)休眠和被迫休眠,自然休眠是由内在生理原因支配的,被迫休眠是由于外界条件不适宜块茎萌发造成的。

块茎休眠及其解除受内在因素和外界环境所支配。块茎内存在着β-抑制剂(脱落酸类物质)等植物激素,这些激素抑制了α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶、核糖核酸酶的活性和氧化磷酸化过程,从而使芽缺少所需要的可溶性糖类和进行代谢活动所需的能量,迫使块茎保持休眠状态。块茎内同时还存在赤霉素类物质,能使α- 淀粉酶、蛋白酶和核糖核酸活化,刺激细胞分裂和伸长,从而促进萌芽解除休眠。所以,块茎内抑制剂类物质和赤霉素类物质比例的大小,就决定着块茎的休眠或解除。刚收获的块茎抑制剂类物质含量最高,赤霉素含量极微,因而块茎处于休眠状态。在休眠过程中,赤霉素类物质逐渐增加,当其含量超过抑制剂类物质的时候,块茎便解除休眠,进入萌芽。马铃薯品种间休眠期长短差异较大,有些品种休眠期只有1~2个月,有些品种休眠期则长达3个月以上。

衡量一个品种休眠期的长短,一般是以植株生理成熟期收获的块茎作标准,一般情况下晚熟品种的休眠期较长,而早熟品种则较短。块茎休眠期间,外界的温度、湿度对休眠的长短有较大的影响。在高温、高湿条件下能缩短休眠期,低温、干燥则能延长休眠期。如有些品种在1℃~4℃贮藏条件下,休眠期可达5个月以上,而在20℃左右条件下2个月就可发芽。

实生种子也有休眠期,尤其是当年收获的浆果,即使果实成熟或收后给予1~2个月的后熟期,洗出的种子仍不能发芽。种子较块茎的休眠期长,一般需5~6个月。因而用种子生产种薯时,要选用1~2年前收获的种子为宜。

块茎的休眠,关系到生产和消费。在生产中,块茎的休眠影响着田间出苗早晚、苗数、整齐度、植株生长势和最终产量的高低。在块茎作为食品和加工原料时,由于休眠解除,造成水分、养分大量损耗,甚至丧失商品价值。生产上用0.5毫克/千克~1毫克/千克赤霉素溶液浸泡,或0.1%高锰酸钾浸泡,或切块、短时间高温闷堆等方法打破休眠。

第三节 马铃薯的生长发育与环境条件关系

一、对温度的要求

温度对马铃薯各个器官的生长发育和产量形成有很大的作用,它关系到安排播种期、决定种植密度和安排田间管理措施等。马铃薯生长发育需要较冷凉的气候条件,而我国的西南地区、西北和北方种植区,接近马铃薯原产地的气候条件。马铃薯栽培种经过多年的人工选择,已有早、中、晚期不同的品种类型,在多种气候条件下可以种植。马铃薯植株和块茎在生物学上对环境条件有其自然需求特征。

(一)植株对温度的反应

马铃薯性喜冷凉,不耐高温,生育期间以日平均气温17℃~21℃为适宜。块茎萌发的最低温度为4℃~5℃,10厘米深的土壤温度达7℃~8℃时,幼芽即可生长,10℃~12℃时幼芽可茁壮成长并很快出土,播种早的马铃薯出苗后常遇到晚霜,一般气温降到-0.8℃时幼苗即受冷害,气温降到-2℃时幼苗受冻害,部分茎叶枯死、变黑,但在气温回升后还能从节部发出新的茎叶,继续生长。芽条生长的最适温度为13℃~18℃,在这个温度范围内,芽条茁壮,发根早,生长速度快,新收获的块茎,芽条生长则要求25℃~27℃的高温,但芽条细弱,根数少。茎的生长以18℃最适宜,叶生长的最低温度为7℃,在低温条件下,比之高温叶数较少,但小叶较大而平展,在12℃~14℃时有利增加叶重,18℃有利增加茎重。开花最适宜温度为15℃~18℃,低于5℃或高于38℃则不开花。

马铃薯生长全生育期需要有效总积温为1000℃~2500℃(以10厘米土层5℃以上温度计算),多数品种为1500℃~2000℃,芽条生长期需有效积温为260℃~300℃。早熟品种要求较低,而中晚熟品种则要求较高。

图2-5 茎播种后遇低温产生的子块茎

(二)块茎对温度的反应

块茎形成最适宜温度是20℃。马铃薯块茎生长发育的最适宜温度为17℃~19℃,温度低于2℃和高于29℃时,块茎停止生长。低温块茎形成较早,如在15℃出苗后7天形成,25℃出苗后2天形成,27℃~32℃高温则引起块茎发生次生生长,形成畸形小薯。块茎增长的最适宜温度为15℃~18℃,20℃时块茎增长速度减缓,25℃时块茎生长趋于停止,30℃左右时,块茎完全停止生长。昼夜温差大,有利于块茎膨大,特别是较低的夜温,有利于茎叶同化产物向块茎运转。

图2-6 茎形成后遇高温产生的畸形薯

生产中有两种块茎生长反常现象。第一种现象是播种后块茎上的幼芽变成子块茎,也称闷生薯或梦生薯(图2-5)。这种现象是由于播种前块茎贮藏条件不好,窖温偏高。窖温在4℃以上,块茎休眠期过后即开始发芽。有的窖温在10℃以上,块茎上芽子长得很长。把块茎长芽去掉后播种,块茎内养分向幼芽转移时遇到低温,幼芽没有生长条件,所以又把养分贮藏起来形成了新的小块茎。

第二种现象是在块茎膨大期遇到高温或干旱时停止生长,待浇水或降雨后土壤温度适宜,块茎又开始生长,即二次生长。在这样条件下有的块茎像哑铃,有的像念珠状,出现各种畸形(图2-6)。当然,这种现象与品种是否耐高温有很大关系。对高温敏感的品种遇到干旱缺水、土壤温度升高时,二次生长块茎特别多,而耐高温品种可不出现或很少出现二次生长。还有的品种在土壤温度高时,块茎发芽后长出地面变成枝条,这就会严重影响产量或降低块茎品质。对这类品种要及时灌溉降低土温。

二、对光照的要求

马铃薯是喜光作物,在生长期间日照时间长,光照强度大,有利于光合作用,叶片光合强度高,块茎形成早,块茎产量和淀粉含量均较高。栽培的马铃薯品种,基本上都是长日照类型的。

(一)对茎叶生长的影响

光照充足时枝叶茂盛,生长健壮,容易开花结果,块茎大,产量高。特别在高原与高纬度地区,光照强、温差大,适合马铃薯的生长和养分积累。相反,光不足,马铃薯植株矮小,养分积累少,茎叶嫩弱,不开花、块茎小、产量低。每天日照长短影响花芽的分化和植株的生长,每天日照时数超过15小时,茎叶生长繁茂,匍匐茎大量发生,花芽在短日照下形成较早,开花结实则需要长日照、强光和适当高温。

(二)对块茎形成和生长发育的影响

短日照缩短马铃薯的生育期,15小时长日照块茎延迟形成,产量下降。每天日照12小时以下时,块茎形成早,同化产物向块茎运转快,块茎产量高。一般早熟品种对日照反应不敏感,在较长日照条件下亦能结薯,晚熟品种则必须在短日照条件下才能形成块茎。因此,在高原与高纬度地区,光照强、温差大,适合马铃薯的生长和养分积累,一般都能获得较高的产量。

日照、光强和温度三者有互作的影响。高温一般促进茎伸长,不利于叶片和块茎的发育,在弱光下更显著,但高温的不利影响,短日照可以抵消,能使茎矮壮,叶片肥大,块茎形成早。因此,高温短日下块茎的产量往往比高温长日照较高。

三、对水分的要求

马铃薯是一种需水量较大的作物,蒸腾系数在400~600毫米之间。如年总降雨量在400~500毫米,且能均匀分布在生长季,即可满足马铃薯对水分的需求。整个生育期间,土壤湿度保持田间最大持水量的60%~80%为最适宜。

马铃薯的需水量与环境条件的关系密切而复杂。土壤类型、土壤中有机质含量、施用的肥料种类与数量以及田间管理、种植的品种等都影响马铃薯需水量。壤土上种植马铃薯比砂质土壤种植马铃薯的需水量少。马铃薯不同生长时期需水量也不同。萌芽和出苗期可以靠种薯自身所含水分,故有一定的抗旱能力。幼苗期间植株小,需水量不大,约占全生育期总需水量的10%~15%。块茎形成期即孕蕾至花期,茎叶开始旺盛生长,需水量显著增加,该期需水量占全生育期总需水量的30%左右,这一段时间水分不足,会影响植株发育及块茎产量。块茎增长期即盛花期茎叶和块茎的生长都达到一生的高峰,需水量最大,亦是马铃薯需水的临界期,保持田间最大持水量的75%~80%为宜。如果水分不足会妨碍养分向块茎中输送。淀粉积累期需水量减少,占全生育期总需水量的10%左右,保持田间最大持水量的60%~65%即可。后期水分过多,容易造成烂薯,影响产量和品质,因而在低洼地种植马铃薯需要注意排水和实行高垄栽培。

四、对土壤的要求

马铃薯对土壤适应的范围较广,要求不十分严格,但以表土层深厚、结构疏松、排水通气良好和富含有机质的轻质砂壤土最适宜,这类土肥沃、透气性好,有利于根系生长;春季回暖快,发芽快,出苗齐,有利于早播和块茎的发芽并促进植株的生长;生长的块茎表皮干净、光滑,薯形正常、整齐,品质好。

黏重的土壤种植马铃薯,土壤通气性差,平栽或小垄栽培,常因排水不畅造成后期烂薯。如遇多湿情况时,易得晚疫病,土壤黏重易板结,常使块茎生长变形或块茎形状不规则。但这类土壤只要排水通畅,起垄种植,其土壤保水、保肥力强,种薯马铃薯往往产量很高,但淀粉含量一般偏低,适宜菜用。

马铃薯是较喜酸性土壤的作物,土壤pH值在4.8~7.0的范围内生长都比较正常,但最适宜的土壤pH值在5~6之间,当土壤pH值小于4.8,接近强酸性时,马铃薯植株叶色变淡,生长不正常,早衰、减产;当土壤pH值大于7.0时,碱性过大,块茎易生疮痂病,会造成大幅度减产。多数品种在pH值5.5~6.5之间的土壤上种植,块茎淀粉含量有增加的趋势。土壤pH值在7.8以上时,不适于种植马铃薯,不仅产量低,而且有的品种还不能正常出苗。土壤含盐量达到0.01%时,植株表现敏感,块茎产量随土壤中氯离子含量增高而降低。

另外,石灰质含量高的土壤种植马铃薯,也容易发生疮痂病,因这类土壤中放线菌特别活跃,常使马铃薯块茎表皮受到严重危害。所以,遇到这种情况应选用抗病品种和施用酸性肥料。

五、对肥料的要求

马铃薯是高产作物,需要肥料也比较多。肥料充足时植株可达到最高生长量,相应的块茎产量也最高。马铃薯正常生长发育,需要10多种营养元素,即碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁、铜、锰、硼、锌、氯等。吸收最多的矿物质养分为氮、磷、钾。氮、磷、钾三要素中需钾量最多,其次是氮,需磷较少。据试验,每生产500千克块茎,需要吸收氮2.5~3千克,磷1千克,钾4~5千克。马铃薯幼苗期需肥较少,占全生育期需肥总量的25%左右,块茎形成至块茎增长期需肥最多,约占全生育期需肥总量的50%以上,淀粉积累期需肥又减少,约占全生育期需肥总量的25%左右。

(一)氮肥

氮肥对马铃薯植株茎的伸长和叶面积增大有重要作用。适当施用氮肥,能促进马铃薯枝叶繁茂、叶色浓绿,有利于光合作用和养分的积累,对提高块茎产量和蛋白质含量有很大作用。但施用过量就会引起植株徒长,结薯延迟影响产量。相反,如氮肥不足,则马铃薯植株生长不良,茎秆矮、叶片小、叶色淡绿或灰绿、分枝少、花期早、植株下部叶片早枯等,植株生长势弱产量低。早期发现植株缺氮及时追肥,可以变低产为高产。但后期注意氮肥适量,氮肥过多导致地上植株徒长,营养生长旺盛,影响结薯。

(二)磷肥

磷肥虽然在马铃薯生长过程中需要量较少,但却是植株健康发育不可缺少的重要肥料。磷肥能促进马铃薯根系发育。磷肥充足时幼苗发育健壮;磷肥不足时马铃薯植株生长发育缓慢、茎秆矮小、叶面积小、光合作用差、生长势弱。缺磷时块茎外表没有特殊症状,而切开后薯肉常出现褐色锈斑,随着缺磷程度的增重,锈斑相应地增大,蒸煮时薯肉锈斑处脆而不软,严重影响品质。磷肥还有促进早熟、增进块茎品质和提高耐贮性的作用,同时可以促进钾肥的吸收。

(三)钾肥

马铃薯是喜钾作物,钾肥充足植株生长健壮、茎秆坚实、叶片增厚、组织致密、抗病力强。钾肥还对促进光合作用和淀粉形成有重要作用。钾肥往往使成熟期有所延长,但块茎大、产量高。缺钾时马铃薯植株节间缩短、发育延迟、叶片变小,叶片在后期出现古铜色病斑、叶缘向下弯曲、植株下部叶片早枯,根系不发达,匍匐茎缩短,块茎小,产量低,品质差。

此外,马铃薯还需要钙、镁、硫、锌、铜、铝、铁、锰等微量元素。缺少这些元素时,也可引起相应病症,降低产量。缺钙时块茎会空心和变黑;缺镁会导致叶片叶脉坏死,植株早衰,降低产量。其他的微量元素如硼、锌、钼、锰、铜对马铃薯的生长发育都起一定的作用。

思考和练习题

1.马铃薯的茎分哪几种?

2.马铃薯块茎的休眠特征和原理。

3.马铃薯的肥料三要素是什么?生产上如何施用?