马铃薯初生叶为单叶，全缘，以后逐渐形成奇数羽状复叶，复叶由顶生小叶和3~7对侧生小叶以及小叶之间的小裂叶和叶柄基部托叶构成，叶面上有茸毛和腺毛。聚伞花序，完全花，花序有2~5分枝，有4~8朵花。在花柄的中上部有离层环或花柄节，花柄节无色或有色；
花萼基部联合成筒状，呈绿色或带有紫红色。花冠合瓣，呈星轮状，花冠有白、浅红、紫红、蓝及蓝紫等色，花冠基部或子房断面的颜色与块茎的皮色一致。雄蕊5枚，花药聚生，花药有淡绿、褐、灰黄及橙黄等色，其中淡绿和灰黄的花药花粉极少或不育。浆果圆形或椭圆形，绿色、褐色或紫绿色，含种子l00~300粒，千粒重0.3~0.6g，扁平或卵圆形，黄色或暗灰色，表面粗糙，胚弯曲，包藏于胚乳中。
以块茎进行繁殖的生长发育周期分为发芽出苗期、幼苗期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期、块茎休眠期等六个时期。
1.发芽出苗期通过休眠的块茎从叶腋（芽眼）中长出幼芽萌发，在出苗前根、茎、叶已初步形成，出苗后很快形成苗。春季从播种到出苗25~30d，夏秋播种10~30d。
2.幼苗期从出苗到显蕾，约15~25d。出苗后经5~6d，4~6片叶展开。根系既从土壤中吸收水分、养分，同时还继续从种薯中补给养分，7~13片叶时孕蕾，产生侧枝，匍匐茎顶端停止极性生长，开始膨大。
3.块茎形成期一般为20~30d，是茎叶与块茎生长并进的时期。9~17片叶时开花，此时块茎的直径一般可达3cm，标志着块茎形成期的基本结束和块茎增长期的开始。
4.块茎增长期约需20~25d，与开花盛期基本一致。块茎一昼夜可增重20~50g，是需水肥的最高峰。
5.淀粉积累期开花结束后，茎叶生长缓慢或停止，下部叶开始衰老枯萎，块茎的体积不再增大，但重量继续增加。当植株茎叶完全枯萎时，块茎充分成熟，逐渐转入休眠。
6.块茎休眠期体眠期的长短因品种而异，30~120d。早熟品种比晚熟品种休眠期长。休眠期的长短与贮藏温度有密切关系，贮藏温度高可以缩短休眠期，反之则短。
马铃薯喜冷凉气候，通过休眠的块茎，在5℃~7℃时芽开始萌发，但缓慢。长期低温使幼芽的生长受到抑制，而芽基部形成极短的匍匐茎，顶端膨大形成小薯，或直接由芽眼处长出仔薯。适宜生长温度10℃~20℃，超过30℃，幼芽不易萌发，大量烂种。茎叶生长适温16℃~20℃，气温高于25℃以上时块茎停止生长，容易造成茎叶徒长和匍匐穿出地面成为地上枝条；当土温达29℃以上时，茎叶生长受阻。植株和块茎不耐霜冻，气温如下降到0℃~1℃时幼苗就会受冻，初萌发的幼芽比成株抗冻能力强。喜光，结薯要求日照11~13h。需水多，抗旱能力较强，尤其在发芽出苗期、苗期。适宜在土层深厚，疏松，通气良好，富含有机质的土壤种植，喜微酸性土壤，pH%5.6~6.0。喜肥，以钾肥最多，氮次之，磷最少。
马铃薯按块茎皮色分有红、紫、黄、白等色；按肉色分有黄肉、白肉两种；生产上按结薯性和熟性来分。马铃薯原产南美高山，结薯要求短日照，至今在长日照条件下结薯的中日性品种仍然保持这一特性，即在短日照下结薯早而迅速。北方及高纬度（北纬42°）和高原地区适宜选择短日性品种；江淮流域选择日中性品种，华南冬季生产不论什么品种都成为早熟种，北方种植日中性品种会导致早结薯，产量低。
马铃薯根据成熟期分为早熟、中熟和晚熟品种。早熟种出苗见光后50~70d成熟；中熟种80~90d；晚熟种100d以上。也可根据休眠期分：无休眠品种；休眠期短的品种，块茎在20~25℃下，30d通过休眠；休眠期中等品种，在60d左右。休眠期长的品种，90d以上。
二、种薯退化原因及防止措施
1.退化表现马铃薯种薯退化表现为：产量逐年下降，植株矮化，叶片变小或竖起，叶片花叶、卷叶或皱缩；块茎变小或尖头、龟裂、品质变劣，最后失去利用价值。
2.退化原因马铃薯种薯退化（Degeneration）是由病毒引起的，蚜虫和叶片摩擦是主要的传毒方式。高温促进了病毒的侵染，加快了退化进程。在高温等适宜条件下，病毒在植株内迅速繁殖，并运转积累于块茎中。由于无性繁殖，病毒可以世代传递，种薯带毒浓度逐代增加，危害逐年加大。
3.防止途径防止马铃薯种薯退化的途径有抗病毒育种，利用无病种薯，防治蚜虫，夏播留种、高山留种等基本措施。目前，主要利用茎尖组织培养生产脱毒种薯及配套的良种繁育体系来解决退化问题。
三、马铃薯脱毒种薯繁育体系
1.病毒种类侵染马铃薯的病毒有18种，主要有马铃薯普通花叶病毒（PVX）、马铃薯重花叶病毒（PVY）、马铃薯斑驳花叶病毒（PVS）、马铃薯卷叶病毒（PLRV）、纺锤形块茎类病毒（PSTV）等。
2.马铃薯脱毒苗是指对马铃薯块茎进行病毒钝化，催芽处理后，通过茎尖剥离、分生组织培养而脱去PVX、PVY、PVS、PLRV和PSTV等病毒、类病毒的试管苗及其扩繁苗。
3.马铃薯脱毒种薯利用脱毒苗，在一定的条件下通过世代扩大繁殖，生产出来的达到相应脱毒效果和质量标准的种薯，包括原原种、原种、一级种、二级种等。
（1）原原种。利用基础脱毒苗切段扦插，在温室或防虫网棚内繁育生产的无病毒种薯。该级脱毒种薯通常繁育生产为单重10~20g的微型薯。
（2）原种。用原原种在高山隔离区或具备合格隔离条件的其他地区生产的合格种薯。
（3）一级良种。用原种在合格隔离条件下生产的合格种薯。
（4）二级良种。用一级种在合格隔离条件下生产的合格种薯。
通过组织培养获得的马铃薯脱毒种薯，是当前有效的解决种薯退化问题的途径，增产效果显著，增产幅度达到40%~50%，在高温地区更为显著。
脱毒种薯可以利用3~4年，随着代数增加，增产效果逐渐下降。从培养脱毒苗开始，逐世代扩大繁育生产原原种、原种、一级种、二级种乃至三级种的梯级繁种体系，包括设施体系、技术体系、管理体系等。脱毒种薯是通过茎尖分生组织培养、病毒检测和试管苗工厂化扩繁等生物技术方法培育的脱毒试管苗，通过工厂化切段快繁和温室或网棚无土栽培繁殖，获得的微型脱毒小薯，脱毒小薯经过大棚网室扩繁，获得原原种。用原原种继续在大棚繁殖获得原种，原种在冷凉地区扩繁获得良种。
1.原种繁殖
（1）土地准备。马铃薯原种繁育基地建立在海拔2000m、降雨量500mm以上或有灌溉条件，周围2000m范围内不种果树和茄科作物及十字花科作物的山地丘陵地区。繁种田土层深厚、土质疏松、肥沃，轮作周期最少5年，以禾本科和豆科作物为前茬。土壤用5%辛硫磷颗粒药剂30kg/hm2拌成毒土施入，防治地下害虫。施优质农家肥667m2%4000~5000kg，过磷酸钙667m2%30~50kg，垄作栽培，垄宽80cm，垄高25~30cm，垄间距40cm。
（2）种薯处理及播种。原种繁殖田选用经过病毒检测和质量检验的合格原原种作种薯。
种薯在播前40d左右出窖，置于室温15℃~18℃和散射光下催芽，芽长至2~3cm即可播种。
对未完成休眠过程的微型薯用20mg/L（ppm）赤霉素水溶液浸种10min可打破。以日平均气温稳定通过5℃为播种适期，一般在4月中下旬播种为宜。种薯在播种沟内顶端向上放置，播深不宜超过12cm，种薯愈小播深应愈浅，墒情较差时要适当深播。采用单垄双行，垄上行距40cm，株距20cm左右，保苗667m2%6000~7000株。
（3）田间管理。苗高10cm时中耕松土、除草，结合中耕浅培土，培土高度5cm。现蕾期高培土，培土高度15cm，结合培土追施尿素667m2%10~15kg。薯块膨大期喷施0.2%磷酸二氢钾1~2次。地上部茎叶枯萎后收获，先割去薯秧，防止机械损伤，避免受冻。收获后摊开晾晒，去除泥土，清拣杂物。种薯用袋、筐、箱等包装，单件定量不超过40kg。分品种、分产地贮藏。
（4）田间选择。在定植后生育期内拔除病株、杂株、退化株3~4次。第一次在出苗后15d，将卷叶、花叶、矮生、束顶、萎蔫、黑胫等植株及枯死植株拔出销毁；第二次、第三次在在开花期和盛花期，拔除以上症状植株，并清除与本品种不同花色、株型、叶型的杂株；第四次在收获期，收获前将植株矮小、瘦弱或早期枯死植株清除，收货后剔除病、伤、退化、畸形及异品种种薯，按块茎形状、芽眼、皮色等精选、分级。
（5）蚜虫防治。马铃薯原种繁殖防治蚜虫是减轻病毒病危害的重要措施，在5月中下旬，有翅蚜虫迁飞，百株马铃薯虫口0.1~0.5头时开始防治，方法参照其他作物蚜虫防治。
2.一级种薯、二级种薯繁殖
（1）种薯准备。选择适宜的乡镇、村组，分别建立一级种薯和二级种薯生产基地。基地内的农户建立繁种档案，加强跟踪管理。脱毒一级和二级种薯的生产参照脱毒原种繁育规程，一级种薯繁殖田用符合质量标准的脱毒原种作种，二级种薯繁殖田用符合质量标准的脱毒一级种薯作种。
（2）切薯播种。提倡用30g以下小薯播种，大种薯需切块播种，每个切薯带1~2个芽眼，重达20g以上。切薯时严格进行切刀消毒，用75%酒精或0.1%高锰酸钾，或0.2%升汞水浸泡消毒。种薯切好后及时加拌草木灰。阴湿冷凉地区4月下旬至5月上旬播种，宽窄行平种培垄栽培方式，播种宽行距60cm，窄行距20cm，株距37~40cm，密度667m2%4000~4500株。基肥集中条施于种沟内，避免化学肥料与种薯直接接触。培土时从宽行内搂土培于窄行，苗期浅培5cm，现蕾期高培15cm。高寒阴湿山地、水浇地、低洼地实行垄作栽培，山旱地实施丰产沟栽培，集约化程度高、投入量大的农田采用坑种垄植栽培方式。种薯繁育不宜采用地膜覆盖栽培，田间管理参照原种种薯繁殖。
（3）种薯贮藏。脱毒一级种薯和二级种薯实行分户（繁殖户）保管、专窖储藏，防止品种间、种薯与商品薯间混杂。入窖前清除病、烂薯和有伤口种薯，贮藏窖用生石灰，5%福尔马林消毒。入窖时轻拿轻放，防止碰伤，对方数量不超过窖容的2/3，贮藏期间前期晾窖散热，中期保温防冻，后期勤检查防病，窖温保持1℃~3℃，注意通风。
§§§第四节牛蒡制种
牛蒡（ArctumIappaL.），英文名Great%burdock，牛蒡子英文名Fructus%arctii，别名大力子、蝙蝠刺、东洋萝卜，菊科牛蒡属二、三年生草本。原产亚洲，中国从东北到西南和欧洲、西伯利亚均有野生种，公元940年前后，由中国传入日本，国内过去少量栽培用于中药（种子）。近年来，日本及中国台湾以肥大肉质根作为保健蔬菜食用，需求量较大。
一、生物学特性
牛蒡为肉质直根，直径3~4cm，长70~100%cm；外皮粗，暗黑色，肉质灰白色。植株粗壮，分枝旺盛，抽薹后株高可达150~180cm，根出叶心脏形，淡绿色，叶背面着生白色茸毛，叶柄长，有纵沟。春天抽生花薹，花薹叶小，花薹着生硬球状的头状花序。管状两性花，自花授粉，结实率65%左右。总苞片针状，先端成为钩状。花色与叶柄色有关，紫色或白色。果实为瘦果，灰褐色，千粒重12~14g。
牛蒡喜高温，种子发芽温度10℃~30℃，最适温度25℃~30℃，发芽喜光。种子具有较强的休眠性，用变温处理、水浸法等打破休眠。生育期适温20℃~25℃，地上部分遇3℃时就受冻害，地下肉质根比较耐寒，0℃以下仍能生长，肉质宿根在北方可自然越冬。根系生长适于排水良好、地力肥沃、保水好的砂质土，土壤pH%6.5~7.5。牛蒡属营养体春化型，幼苗肉质根长到直径0.3cm以上，感受较长时间低温（5℃以下），才能通过春化阶段。通过春化后，在12h以上的长日照条件下，抽薹开花。
牛蒡从根的长短和茎的颜色可分为长根种和短根种；红茎和白茎种。根据熟性分为早熟品种（90d）、中熟品种（150d）、中晚熟品种（180d）等。以根的长短分为：
1.大长牛蒡根形细长，长达130cm，外皮平滑，淡黄褐色，肉质柔软，叶柄有淡绿色和赤色两种。肉质根中间空洞很少，如泷野川、渡边早生等品种。
2.中长牛蒡根身较粗，长70~100cm，根围7cm，肉质柔软，空洞大，如博根等品种。
3.短粗牛蒡根纺锤形，长50~60cm。粗短空洞大，肉质柔软，香味浓，如大浦品种。
二、制种技术
牛蒡用种子繁殖，当年制种早春育苗或膜下直播即可通过春化，越年制种可以秋播。
1.土地准备牛蒡自花授粉，品种间隔离50~70m，以防机械混杂。选择阳光充足、排水良好、土层深厚、肥沃的壤土地种植。播种前深耕，施腐熟有机肥667m2%1500kg，磷酸二铵667m2%20%kg，草木灰667m2%300%kg作基肥。肥土混匀后，做高畦，畦宽70~80cm，高30~40cm，畦间距40～50cm，南北向，灌水备播。
2.播种适宜播种期为3月上中旬，播种过晚不能通过春化。播种前种子需处理，先将种子晒1~2d，然后放在40℃的温水中浸泡24h，除去种皮内的抑制发芽物质，捞出后放在25℃温箱中催芽，种芽露白时捡芽播种。浅沟点播，沟深10~15cm，宽15~20cm，为幼苗在膜下生长预留空间。每穴3~4粒种子，株距30~45cm，行距60~80cm，播后覆膜。
3.田间管理7~10d出苗，膜上及时取通气孔，1~2片真叶时破膜间苗，4~5片真叶定苗，定苗密度667m2%1850~3700株。早熟品种宜密，晚熟品种宜稀。拔除生育不良、过于旺盛、畸形、根系伸出地面和叶面下垂的植株。定苗后中耕松土，覆盖膜孔，提高地温，控制杂草滋生。
中耕开始应浅，以后逐渐加深，植株封垄后停止。定苗后施复合肥667m2%15kg，尿素667m2%10kg，在距苗茎基部10~15cm远处穴施。15~20d后，第二次追肥，开花期第三次追肥，肥料随水冲施。牛蒡不耐涝，10~15d灌一次透水，雨季及时排除积水。牛蒡病虫害较少，黑斑病、白粉病、紫纹羽病可用1∶3∶400波尔多液，75%百菌清可湿性粉剂500~800倍液，或15%粉锈宁800~1000倍液各喷1次防治。根线虫、金针虫、蛴螬、牛蒡大象鼻虫用50%辛硫磷乳油拌麦麸于傍晚撒在垅沟或拌入土中防治。
4.收获留种牛蒡7~8月开花，从开花到种子成熟需30~40d，花序由绿色变成黄褐色时即可收获。种子成熟后种子容易自行脱落，需分批分期收获。花序带刺钩，收获时带手套，用剪刀剪取花序，晒干后脱粒精选，制种产量667m2%80~120kg。