出品:科普中国
制作:农业部食物与营养发展研究所王秀丽
监制:中国科学院计算机网络信息中心
在所有的农作物中,马铃薯算是最好种植的一类。每当有边角地块又不想撂荒时,农民们总会选择“投下几粒马铃薯”。因为它是最好伺候的小主,与其它粮食作物相比,马铃薯不仅抗旱、早熟,而且淀粉含量高、种植适应性好,素有“铁杆庄稼”的美称。在我国东北地区,人们对于马铃薯种植有着极为亲切的描述,在他们眼里:“马铃薯耐自然灾害,喜欢冷凉气候,只要种上,多少都会有收成,只要开花,就能到田垄取‘蛋’糊口,解决温饱”。
马铃薯自然名片
马铃薯,一年生草本植物,株高可达100厘米,地下形成块茎,可供食用,其丰富的淀粉含量使其成为仅次于玉米、小麦和大米的世界第四大粮食作物。马铃薯为茄科,属于开花植物家族,与至少1000种其他品种同为茄属,其中包括西红柿和茄子。马铃薯有两个亚种,即安第斯种(S. andigena)与普通栽培种(S. tuberosum),二者差异甚微。安第斯种适应短日照条件,而且主要在安第斯地区种植;普通栽培种是通过少量引入欧洲的安第斯马铃薯繁殖而来,后逐步适应了在较长日照下生长,目前在全世界广泛种植。
在其起源地,由于马铃薯充饥耐饿,产量大、适应性强,被当地的印第安人认为是上苍赐予的礼物,称为“巴巴司”。16 世纪,西班牙殖民者进入南美发现马铃薯并将其带上船队,随着新航线的开发马铃薯被带到世界各地,所到之处造福人类。
马铃薯的植物形态
马铃薯植株按形态结构可分为根、茎、叶、花、果实和种子等几部分。马铃薯的根是由块茎繁殖生长而成的须根系,包括主体根系和匍匐根。主体根系由块茎发芽早期形成,分枝能力强,分布宽度30厘米左右,深度可达150~200 厘米。匍匐根一般由地下茎的下部各节上陆续发生,分枝能力较弱,长度10~20厘米,分布在表土层。
马铃薯植株示意图
由于马铃薯属于块茎类作物,其生长茎的构成相对复杂,包括地上茎、地下茎、匍匐茎和块茎四部分,尽管都是同源器官,但它们的形态和功能各不相同。块茎芽眼萌发的幼芽发育形成的地上枝条称地上茎,简称茎。茎的横切面在节处为圆形,节间部分为三棱、四棱或多棱。茎具有分枝特性,分枝形成的早晚、多少、部位和形态因品种而异。一般早熟品种茎秆较矮,分枝发生晚;中晚熟品种茎秆粗壮,分枝发生早而多,并以基部分枝为主。马铃薯的地下茎,即主茎的地下结薯部位,由地表向下至母薯,由粗逐渐变细,长度一般在10 cm 左右,因品种、播种深度和生育期培土高度而异。匍匐茎则是由地下茎节上的腋芽发育而成,顶端膨大形成块茎,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,担负着输送营养和水分的功能。
马铃薯的花、叶及果实
块茎是缩短而肥大的变态茎,既是产品器官,又是繁殖器官,匍匐茎顶端停止极性生长后,土豆代收,由于皮层、髓部及韧皮部薄壁细胞的分生和扩大,并积累大量淀粉,从而使匍匐茎顶端膨大形成块茎。块茎的大小、形状依品种和生长条件而异,一般每块重50~250 g,大块可达1500 g 以上,一般呈圆形、长筒形、椭圆形,表皮有白、黄、红、紫等颜色,果肉有白、黄、红、紫等,有些块茎由于色素分布不均也可能呈现多彩颜色,其中食用品种以黄肉和白肉者居多。
发芽出叶后的马铃薯最初发生的几片叶均为单叶,以后逐渐长出奇数羽状复叶。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。复叶互生,呈螺旋型排列。马铃薯为自花授粉作物,花序为聚伞花序,花冠有白、浅红、紫红及蓝色等,雄蕊5 枚,抱合中央的为雌蕊。
马铃薯可食用部分为地下块茎,但这并不意味着马铃薯就没有果实。马铃薯的果实被称为浆果,位于地上茎分支上,呈圆形或椭圆形,果皮为绿色、褐色或紫绿色。果实内含种子100~250 粒,当年采收的种子,发芽率一般为50%~60%,贮藏一年的种子发芽率较高,一般可达85%~90%。
马铃薯生长日记
第一阶段:第0~30 天,块茎发芽
发芽期是指从种薯解除休眠,芽眼处开始萌芽、抽生芽条,直至幼苗出土的阶段。发芽期的长短因品种特性、种薯生理年龄、贮藏条件、催芽处理和催芽状况、栽培季节和种植水平等的不同,一般为20~30 天。发芽期马铃薯器官生成的核心是根系形成和芽条生长,同时伴随着叶、侧枝和花原基(花原基就是花芽生长点之无形源)等器官的分化。这一时期是马铃薯发苗、扎根、结薯和壮株的基础时期, 也是获得高产稳产的基础时期。
作为马铃薯生长的最初阶段,发育是否良好首先受制于种薯是否通过休眠、以及休眠解除的程度或种薯生理年龄的大小;其次取决于种薯的营养成分的含量,以及是否携带病害;最后的影响因素是发芽过程中需要的环境条件,如土壤墒情、温度、栽培措施等。
第二阶段:第30~55 天,幼苗长成
幼苗期是马铃薯块茎从出苗到植株现蕾(出现花蕾)为止,亦称团棵期,这个阶段历时15~25 天,马铃薯成苗比粮棉和蔬菜作物(粮棉等作物要60~70 天)快得多。这种速熟特性,是块茎繁殖作物生物学上的重要优点,它有利于争天时、夺地利,充分有效地利用光能,在单位时间、单位面积上制造出更多的有机质。
马铃薯幼苗期是以茎叶生长和根系发育为中心的时期,这一时期幼叶长成并开始利用光合作用制造养分,逐渐由茎养转为自养。该阶段还从种薯内源源不断得到营养供给,同时伴随着匍匐茎的形成、伸长以及花芽分化。
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