及时章马铃薯的生物学特性

马铃薯是茄科茄属多年生草本植物，但作一年生或一年两季栽培。生产应用的品种都属于茄属马铃薯亚属能形成地下块茎的种，染色体数2n=2x=48。地下块茎呈圆、卵、椭圆等形，有芽眼，皮红、黄、白或紫色，可食用。

及时节马铃薯的营养价值和用途

马铃薯是一种分布广泛、适应性强、产量高、营养价值丰富的宜粮、宜菜、宜饲、宜做工业原料等多种用途的粮食作物和经济作物。

一、马铃薯的营养价值

马铃薯是宝贵的营养食品，营养成分丰富齐全。马铃薯薯块中76%～85%是水分，干物质含量为15%～24%，它的营养物质都在干物质中。马铃薯块茎中含有人体所不可缺少的六大营养物质：蛋白质、脂肪、糖类、粗纤维、矿物质和各种维生素，其中淀粉及糖类占13%～22%,蛋白质占16%～21%，除脂肪含量较低外，淀粉、蛋白质、维生素C、维生素B1,维生素B2以及Fe等微量元素的含量最为丰富，显著高于其他作物。

马铃薯蛋白质营养价值很高，且拥有人体所必需的6种氨基酸，特别是富含谷类缺少的赖氨酸，因而马铃薯与谷类混合食用可提高蛋白质利用率。马铃薯鲜块茎中一般含蛋白质16%～21%，高者可达27%以上，薯干中蛋白质含量为8%～9%，其质量与动物蛋白相近，可与鸡蛋媲美，属于蛋白质，易消化吸收，优于其他作物的蛋白质。蛋白质中含有18种氨基酸，包括人体不能合成的各种必需氨基酸，如赖氨酸、色氨酸、组氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等。

1脂肪

马铃薯脂肪含量较低，占鲜块茎的01%左右，相当于粮食作物的1/5～1/2。茎叶中的脂肪含量高于块茎，为07%～10%。

2糖类

马铃薯块茎的含糖量较高，一般为139%～219%,其中85%左右是淀粉。块茎中淀粉含量一般为11%～22%，一般早熟品种淀粉含量为11%～14%,中晚熟品种淀粉含量为14%～20%,高淀粉品种块茎可达25%以上。马铃薯淀粉中支链淀粉占72%～82%，直链淀粉占18%～28%，淀粉粒体积大，较禾谷类作物的淀粉易于吸收。

3粗纤维

马铃薯鲜块茎中粗纤维含量为06%～08%,低于莜面和玉米面，比小米、大米和面粉高2～12倍。

4矿质元素

马铃薯还是一个矿物质宝库，各种矿物质是苹果的几倍至几十倍不等，500g马铃薯的营养价值大约相当于1750g的苹果。美国新泽西州立大学汉斯 费希尔博士和德国一些医科大学及医学院人士进行的一系列研究证明，如果人们每天只吃马铃薯，即使不补充其他任何食品，身体也能摄取10倍于传统食品中含有的维生素和15倍的铁。马铃薯块茎含有钾、钙、磷、铁、镁、硫、氯、硅、钠、硼、锰、锌、铜等人体生长发育和健康必不可少的无机元素，矿质元素的总量占其干物质的212%～748%,平均为436%。马铃薯的矿物质多呈强碱性，为一般蔬菜所不及，对平衡食物的酸碱度与保持人体血液的中和具有显著的效果(表1-1)。

表1-1每100g马铃薯可食部分矿物质含量

5马铃薯的药用价值

中医认为马铃薯“性平味甘无毒，能健脾和胃，益气调中，缓急止痛，通利大便。对脾胃虚弱、消化不良、肠胃不和、脘腹作痛、大便不畅的患者效果显著”。现代研究证明，马铃薯对调解消化不良有特效，是胃病和心脏病患者的良药及品质保健品。马铃薯淀粉在人体内吸收速度慢，是糖尿病患者的理想食疗蔬菜；马铃薯中含有大量的品质纤维素，在肠道内可以供给肠道微生物大量营养，促进肠道微生物生长发育；同时还可以促进肠道蠕动，保持肠道水分，有预防便秘和防治癌症等作用；马铃薯中钾的含量极高，每周吃五六个马铃薯，可降低中风的几率，对调解消化不良又有特效；它还有防治神经性脱发的作用，用新鲜马铃薯片反复涂擦脱发的部位，对促进头发再生有显著的效果。

马铃薯生育期短，播种期伸缩性大，一般只要能保障它生育日数的需要，则可随时播种，因此当其他作物在生育期间遭受严重的自然灾害而无法继续种植时，马铃薯又是很好的补救作物。

马铃薯还是理想的间、套、复种作物，可与粮、棉、烟、菜、药等作物间套复种，有效地提高了土地与光能利用率，增加了单位面积作物总产量。

三、发展马铃薯产业的意义

1我国马铃薯产业在世界上占有重要地位

全世界共有150多个国家和地区种植马铃薯，马铃薯种植面积约为2000万hm21亩≈667m2,1hm2=15亩。全书同，总产量约33亿t。其中我国的种植面积达500多万hm2，大体占世界的25%,亚洲的60%;总产量达7000多万t,大体占世界的20%和亚洲的70%,在世界均居经验丰富地位。

2发展马铃薯产业可以有效增强我国粮食安全保障

近年来，全球气候变暖趋势日趋明显，已经对粮食生产产生重要影响。联合国有关机构的报告说，如果全球气温升高36℃,到2050年，中国的稻米将减产5%～12%,全球将会有132亿人挨饿。在全球粮食增产受到气候变暖威胁的同时，全球耕地面积的增加很有限，并制约着粮食产量的增加。

在过去几年里，由于农业种植业结构的调整，我国三大主要粮食作物的种植面积和总产量有所下降，且三大粮食作物的平均单产已高于世界平均水平，大幅度增产难度较大，只有马铃薯可以通过科技进步大幅度提高产量和品质。并且，马铃薯是冬作农业发展中潜力巨大的作物。据初步统计，目前全国耕地面积的近2/3，计8000万hm2处于冬闲状态。可以利用南方冬作区和中原二季作区的冬闲田发展马铃薯生产，提高耕地复种指数，有效地扩大农作物种植面积，起到缓解人地矛盾的作用。

3发展马铃薯产业可以有效增加贫困地区农民收入

据有关专家介绍，如果采用新品种、新工艺，我国马铃薯的单产水平可以提高一倍以上，这就意味着可以在总播种面积不变的情况下增加产量1亿t以上，仅此一项就可增加农民收入1000亿元以上，经济效益非常可观。

我国贫困人口集中在西部地区，西北和西南10个省、市、自治区(甘肃、内蒙古自治区、山西、陕西、青海、宁夏回族自治区、云南、贵州、四川、重庆)马铃薯种植面积达到了370多万hm2,占全国的77%。在一些不适于种植其他作物的农业边际地区，马铃薯在进一步提高产量和生产力方面具有较大的潜力。按种植面积计算，马铃薯排在水稻、小麦、玉米、大豆之后，但按单产计算，马铃薯却是水稻的2倍、玉米的3倍、小麦、大豆的4～5倍。而按生产者实现的产值计算，马铃薯分别比其他主要农作物高25～4倍。并且，我国现有的耕地面积中有60%以上的耕地为旱地。研究表明，在干旱、半干旱地区，春谷子、荞麦、春小麦、马铃薯等主要粮食作物，如以丰水年产量为,各种作物在干旱年份的产量分别为：谷子55%,荞麦57%，春小麦58%,马铃薯76%。马铃薯的生育期较短，再生能力强，对风、雹等自然灾害有一定的抵抗力，又是很好的救灾作物。

4发展马铃薯产业可以部分缓解生物能源原料匮乏问题

生物能源产业的兴起，加剧了粮食市场供需矛盾。“十一五”期间，我国已明确提出，发展燃料乙醇应重点推进不与粮食争地的非粮食作物如薯类、甜高粱、甘蔗及植物纤维的原料替代。由于薯类的增产潜力较大，单位面积上乙醇产量增加的潜力也很可观，这样就可以做到在不减少粮食供给或不增加耕地的基础上，提供更多的生物能源原料。

5马铃薯产业具有较高的产业关联度

马铃薯变性淀粉广泛用于食品、造纸、纺织、制革、涂料、工业废水净化、农业、园艺、纺织、铸造、医疗、造纸、石油钻探及环卫等多个领域。马铃薯产品的加工具有较长的增值链条，是朝阳产业和贫困地区脱贫致富的支柱产业。

6马铃薯加工行业具有良好成长性

马铃薯贸易具有良好的发展前景。近年来，国际市场上的马铃薯淀粉供应趋紧，2006年因全球马铃薯淀粉供需矛盾突出，导致淀粉价格在不到一个月时间每吨上涨1000多元。我国各类马铃薯产品的出口额均呈现增长势头，随着我国企业加工技术和能力的提高，马铃薯加工品的出口比重将有望进一步提高。

7马铃薯产业是我国具有国际竞争力的农业产业之

我国是马铃薯淀粉应用大国，目前人均应用量仅为每年5kg/人，与发达国家30～40kg/人的水平相比差距较大。随着人民生活水平和工业发展水平的不断提高，高品质的马铃薯淀粉的生产应用量还将大幅度提高。随着各发达国家农产品出口补贴的取消，遵循市场公平竞争原则并依托雄厚资源优势的中国马铃薯加工业，将会进军欧美等国际市场，形成具有国际竞争力的、不可多得的优势产业。我国马铃薯产业具有原料资源、成本价格、市场容量等多方面的优势，发展前景广阔。

第二节马铃薯的产量形成与品质

一、马铃薯的产量形成

一)马铃薯的产量形成特点

1产品器官是无性器官

马铃薯的产品器官是块茎，是无性器官，因此在马铃薯生长过程中，对外界条件的需求，前、后期较一致，人为控制环境条件较容易，较易获得稳产高产。

2产量形成时间长

马铃薯出苗后7～10d匍匐茎伸长，再经10～15d，顶端开始膨大形成块茎，直到成熟，经历60～100d的时间。产量形成时间长，因而产量高而稳定。

3马铃薯的库容潜力大

马铃薯块茎的可塑性大，一是因为茎具有无限生长的特点，块茎是茎的变态仍具有这一特点，二是因为块茎在整个膨大过程中不断进行细胞分裂和增大，同时块茎的周皮细胞也作相应的分裂增殖，这就在理论上提供了块茎具备无限膨大的生理基础。马铃薯的单株结薯层数可因种薯处理、播深、培土等不同而变化，从而使单株结薯数发生变化。马铃薯对外界环境条件反应敏感，受到土壤、肥料、水分、温度或田间管理等方面的影响，其产量变化大。

4经济系数高

马铃薯地上茎叶通过光合作用所同化的碳水化合物，能够在生育早期就直接输送到块茎这一储藏器官中去，其“代谢源”与“储藏库”之间的关系，不像谷类作物那样要经过生殖器官分化、开花、授粉、受精、结实等一系列复杂的过程，这就在形成产品的过程中，可以节约大量的能量。同时，马铃薯块茎干物质的83%左右是碳水化合物。因此，马铃薯的经济系数高，丰产性强。

二)马铃薯的淀粉积累

1马铃薯块茎淀粉积累规律

块茎淀粉含量的高低是马铃薯食用和工业利用价值的重要依据。一般栽培品种，块茎淀粉含量为12%～22%，占块茎干物质的72%～80%。

块茎淀粉含量自块茎形成之日起就逐渐增加，直到茎叶全部枯死之前达到较大值。单株淀粉积累速度是块茎形成期缓慢，块茎增长至成熟期逐渐加快，成熟期呈直线增加，积累速率为25～3g/d 株。各时期块茎淀粉含量始终高于叶片和茎秆淀粉含量，并与块茎增长期前叶片淀粉含量、全生育期茎秆淀粉含量呈正相关，即块茎淀粉含量决定于叶子制造有机物的能力，更决定于茎秆的运输能力和块茎的贮积能力。

全生育期块茎淀粉粒直径呈上升趋势，且与块茎淀粉含量呈显著或极显著正相关。

块茎淀粉含量因品种特性、气候条件、土壤类型及栽培条件而异。晚熟品种淀粉含量高于早熟品种，长日照条件和降雨量少时块茎淀粉含量提高。壤土上栽培较黏土上栽培的淀粉含量高。氮肥施用量多，则块茎淀粉含量低，但可提高块茎产量。钾能促进叶子中的淀粉形成，并促进淀粉从叶片向块茎转移。

2干物质积累分配与淀粉积累

马铃薯一生单株干物质积累呈“S”形曲线变化。出苗至块茎形成期干物质积累量小，且主要用于叶部自身建设和维持代谢活动，叶片中干物质积累量占全部干物质的54%以上。块茎形成期至成熟期干物质积累量大，并随着块茎形成和增长，干物质分配中心转向块茎，块茎中积累量约占55%。成熟期，由于部分叶片死亡脱落，单株干重略有下降，而且原来储存在茎叶中的干物质的20%以上也转移到块茎中去，块茎干重占总干重的75%～82%。总之，全株干物质在各器官分配前期以茎叶为主，后期以块茎为主，单株干物质积累量愈多，则产量和淀粉含量愈高。

二、马铃薯的品质

马铃薯按用途可分为鲜食型、食品加工型、淀粉加工型、种用型几类。不同用途的马铃薯其品质要求也不同。

一)鲜食型马铃薯

鲜食型薯，要求薯形整齐、表皮光滑、芽眼少而浅，块茎大小适中、无变绿；出口鲜薯要求黄皮黄肉或红皮黄肉，薯形长圆或椭圆形，食味品质好，不麻口，蛋白质含量高，淀粉含量适中等。块茎食用品质的高低通常用食用价来表示。食用价=蛋白质含量/淀粉含量×100,食用价高的，营养价值也高。

二)食品加工型马铃薯

目前我国马铃薯食品加工产品有炸薯条、炸薯片、脱水制品等，但最主要的加工产品仍为炸薯条和炸薯片。二者对块茎的品质要求如下。

1块茎外观

表皮薄而光滑，芽眼少而浅，皮色为乳黄色或黄棕色，薯形整齐。炸薯片要求块茎圆球形，大小40～60mm为宜。炸薯条要求薯形长而厚，薯块大而宽肩者(两头平)，大小在50mm以上或200g以上。

2块茎内部结构

薯肉为白色或乳白色，炸薯条也可用薯肉淡黄色或黄色的块茎。块茎髓部长而窄，无空心、黑心、异色等。

3干物质含量

干物质含量高可降低炸片和炸条的含油量，缩短油炸时间，减少耗油量，同时可提高成品产量和质量。一般油炸食品要求22%～25%的干物质含量。干物质含量过高，生产出来的食品比较硬(薯片要求酥脆，薯条要求外酥内软)，质量变差。由于比重与干物质含量有的相关关系，故在实际当中，一般用测定比重来间接测定干物质含量。炸片要求比重高于1080，炸条要求比重高于1085。

4还原糖含量

还原糖含量的高低是油炸食品加工中对块茎品质要求最为严格的指标。还原糖含量高，在加工过程中，还原糖和氨基酸进行所谓的“美拉反应”(MaillardReaction)，使薯片、薯条表面颜色加深为不受消费者欢迎的棕褐色，并使成品变味，质量严重下降。理想的还原糖含量约为鲜重的01%，上限不超过030%(炸片)或050%(炸薯条)。块茎还原糖含量的高低，与品种、收获时的成熟度、储存温度和时间等有关。尤其是低温储藏会明显升高块茎还原糖含量。

三)淀粉加工型马铃薯

淀粉含量的高低是淀粉加工时首要考虑的品质指标。因为淀粉含量每相差1%，生产同样多的淀粉，其原料相差6%。作为淀粉加工用品种，其淀粉含量应在16%或以上。块茎大小以50～100g为宜，大块茎(100～150g者)和小块茎(50g以下者)淀粉含量均较低。为了提高淀粉的白度，应选用皮肉色浅的品种。

四)种用型马铃薯

1种薯健康

种薯要不含有块茎传播的各种病毒病害、真菌和细菌病害。纯度要高。

2种薯小型化

块茎大小以25～50g为宜，小块茎既可以保持块茎无病和较强的生活力，又可以实行整播，还可以减轻运输压力和费用，节省用种量，降低生产成本。

第二章播前准备及播种

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