红薯的生长发育

红薯，又名甘薯，属旋花科，甘薯属，甘薯种，为蔓生性草本植物。在热带终年常绿，为多年生;在温带经霜冻后茎叶枯死，为一年生植物。甘薯植株可分为根、茎、叶、花、果实、种子等部分。

甘薯的繁殖，可用种子繁殖，也可甩茎蔓或块根繁殖。用种子繁殖的叫有性繁殖，用茎蔓或块根繁殖的叫无性繁殖。用种子繁殖时，实生苗先形成1条主根，是胚发育形成的种子根，以后在其上生出侧根。一般主根和一部分侧根发育成块根，但它膨大得很慢，当年产量不高，再加上种子不易得到，所以在生产过程中甘薯通常采用块根育苗，在苗床上剪取薯蔓进行扦插繁殖。薯蔓的节上最容易发根，薯蔓的节间、叶柄和叶片也有发根能力。从这些器官上发生的根称为不定根(与从种子上发生的种子根相区别)。

一、形态特征

(一)根

外观幼嫩白色，内部有双子叶植物根的一般特征，以后由于内部分化状况的不同，发育成纤维根、柴根和块根3种不同的根。

1.纤维根

又称细根、须根，呈纤维状，细而长，上有很多分枝和根毛，具有吸收水分和养分的功能。纤维根在生长前期生长迅速，分布较浅;后期生长缓慢，并向纵深发展。纤维根主要分布在30cm深的土层内，少数深达1m以上。

2.柴根

又叫粗根、梗根、牛蒡根，根长0.3～1m，粗0.2～2m。柴根是由于受到不良气候条件(如低温多雨)和土壤条件(如氮肥施得过多，而磷、钾肥施得过少)等的影响，使根内组织发生变化，中途停止加粗而形成的。柴根消耗养分，无利用价值，应防止其发生。

3.块根

也叫贮藏根，是根的一种变态。它就是供人们食用、加工的薯块。甘薯块根既是贮藏养分的器官，又是重要的繁殖器官。块根是蔓节上比较粗大的不定根，在土壤、肥、水、温等条件适宜的情况下长成的。甘薯块根多生长在5～25cm深的土层内，很少在30cm以下土层发生。单株结薯数、薯块大小与品种特性及栽培条件有关。块根通常有纺锤形、圆形、圆筒形、块状等几种形状。块根形状虽属品种特性，但亦随土壤及栽培条件发生变化。皮色有白、黄、红、紫等几种基本颜色，由周皮中的色素决定。薯肉基本色是白、黄、红或带有紫晕。薯肉里胡萝卜素的含量影响肉色的浓淡。块根里有乳汁，俗称白浆。

(二)茎

甘薯的茎通常叫做蔓或藤。主蔓上长的分枝叫做侧蔓。蔓的长相即株型一般分为匍匐型和半直立型2种。蔓的长短因品种不同差异很大，最短的仅0.7m，最长的可达7m以上。土壤肥力、栽插期和密度对茎长也有很大影响。短蔓型品种分枝多，先丛生而后半直立或匍匐生长;长蔓型品种分枝少，生长期间多为匍匐生长，且茎节着土生根较多。茎粗一般为0.4～0.8cm。茎的颜色有纯绿、褐绿、紫绿和全紫几种，也有绿色茎上具有紫色斑点的。茎的表面有茸毛，茎上有节。茎节有芽和不定根原基，能长枝发根。茎的皮层部分分布有乳管，能分泌白色乳汁。采苗时如乳汁多，表明薯苗营养较丰富，生命力较强，可作为诊断薯苗质量的指标之一。

(三)叶

甘薯属双子叶植物。实生苗最先露出2片子叶，接着在其上发生真叶。茎上每节着生一叶，以22/5叶序在茎上呈螺旋状交互排列。叶有叶柄和叶片而无托叶。叶的两侧都有绒毛，嫩叶上的更密。叶片长度为7～15cm，宽5～15cm。长、宽都因栽培条件而有很大差异。叶片与叶柄交接处有2个腺体。叶柄长度为6～23cm。叶片形状很多，大致分为心脏形、肾形、三角形和掌状等，叶缘又可分为全缘和深浅不同的缺刻。甘薯叶形变异多，不仅品种间变异显著，而且同一植株在不同生育阶段和不同着生部位的叶形也有较大的变异。叶片、顶叶、叶脉(叶片背部叶脉)和叶柄基部颜色可概分为绿、绿带紫、紫等数种，为品种的特征之一，是鉴别品种的依据。

(四)花

甘薯在植物学上属被子植物门，具有开花本能，然而各甘薯区自然条件差异大，不同品种开花所要求的外界环境条件有别，所以，甘薯在各地的开花情况也有很大差异。在北纬23°以南，我国夏秋薯区的南部以及秋冬薯区，一般品种均能自然开花;而在我国偏北地区长日照条件下，则很少自然开花。甘薯的花单生，或数朵至数十朵丛集成聚伞花序，生于叶腋和叶顶。呈淡红色，也有紫红色的。其中形状似牵牛花(呈漏斗状)，一般较小。花萼5裂，长约1cm。花冠直径和花筒长2.5～3.5cm，蕾期卷旋。甘薯花是两性花，雄蕊5个，长短不一，2个较长，都着生在花冠基部。花粉囊2室，呈纵裂状。花粉球形，表面有许多对称排列的小突起。雌蕊1个，柱头多呈2裂，子房上位，2室，由假隔膜分为4室。甘薯花晴天在早晨开放，到下午闭合凋萎。甘薯为异花授粉作物，自交结实率很低。

(五)果实与种子

果实为圆形或扁圆形蒴果。幼嫩时呈绿色或紫色，成熟时为褐黄色。1个蒴果有1～4粒种子，多数为1～2粒;甘薯种子较小，千粒重20g左右，直径3mm左右。种子呈褐色或黑色，形状及大小因蒴果内的种子数目不同而异，1个蒴果只结1粒种子的，种子近似球形;结2粒的呈半球状;结3粒或4粒的呈多角形，种皮角质，坚硬不易透水。用种子播种时，事先要割破或擦伤种皮，或用浓硫酸浸种半小时左右将酸冲洗干净后再催芽播种。甘薯的子叶张开时，双裂片呈凹字形。幼苗出土20d内可长出3～5片真叶。

二、生长发育过程

(一)3个过程

从生产角度出发，甘薯1年要经历育苗、大田生长、收获贮藏3个过程。

1.育苗

就是栽插到大田以前，修建各种形式的苗床(圃)，把薯块放在床内催芽繁殖育成薯苗。通过育苗可以提高繁殖系数，增加苗量，延长甘薯的全生长期，获得高产。育苗需要有一定的设备和育苗管理技术，才能培育出足够的茁壮秧苗，供生产上应用。

2.大田生长

从栽插成活到收获，时间的长短取决于各地气候条件和作物布局。再根据甘薯不同生长阶段运用科学管理技术，为甘薯创造一个能发挥其增产潜力的条件，达到全苗壮株，使地上部和地下部协调生长，最终达到增产的目的。

3.收获贮藏

甘薯原产于热带，喜暖怕冷，当气温降到15℃时，就停止生长，低于9℃时，薯块将逐渐受冷害而腐烂;地上部茎叶经霜冻时很快丧失生命力而死掉。

(二)4个阶段

经过长期经验积累与研究，一般把甘薯生长分为以下4个阶段。

1.发根缓苗阶段

指薯苗栽插后，入土各节发根成活。地上苗开始长出新叶，幼苗能够独立生长，大部分秧苗从叶腋处长出腋芽的阶段。

一般春薯约在栽后5～15d开始，到本阶段期终，根系基本形成在栽后30d左右。夏薯因当时气温较高，生长比春薯快，根系基本形成需15～20d。

2.分枝结薯阶段

这个阶段根系继续发展，腋芽和主蔓延长，叶数明显增多。主蔓生长最快，其延伸生长称“拖秧”，也叫爬蔓、甩蔓，茎叶开始覆盖地面封垄。此时，地下部的不定根已分化形成小薯块，在本阶段后期成薯数已基本稳定，不再增多。本阶段春薯需要30～75d，夏薯需要20～30d。在本阶段初期根系已生长出总根量的70%以上，为促进茎叶生长打好了基础。至于薯块的形成，结薯早的品种在发根后10d左右，肉眼虽难看出，但实际上已开始形成，到20～30d时已看到少数略具雏形的块根。在茎叶生长中，一些分枝少、蔓薯细长的品种没有圆(团)棵现象就直接伸长主蔓。从植株开始分枝到基本覆盖地面，茎叶的重量可达到甘薯1年中最高茎叶重量的1/3以上。

3.茎叶盛长、块根膨大期阶段

指茎叶覆盖地面开始到生长最高蜂，这一时期茎叶迅速生长，生长量约占整个生长期重量的60%～70%。地下薯块随茎叶的增长，光合产物不断地输送到块根而明显肥大增重。其总重量的30%～50%是在这个阶段形成的，也可把这个阶段称为蔓薯同长阶段。茎叶增长加快，使叶面积的增加达到了最高峰;同时新老叶片交替更新，新长出来的叶数与黄化落叶数到本阶段末期达到基本平衡。这阶段所需要的时间，春薯为栽插后60～100d，夏薯为40～70d。

4.茎叶衰退(即红薯生长后期)阶段

指茎叶生长由盛转衰直至收获期，以薯块肥大为中心。茎叶开始停长，叶色由浓转淡，下部叶片枯黄脱落。地上部同化物质加快向薯块输送，薯块肥大增重速度加快，增重量相当于整个薯重的40%～50%，高的可达70%，薯块里干物质的积蓄量明显增多，品质显著提高。

由于植株的地上部与地下部是处于不同部位的统一体，上部茎叶的生长繁茂程度，决定于根系吸收养料的供应;地下部薯块产量的高低，又依赖于地上部茎叶光合产物的输送和积累程度。总之，各阶段相互交替，很难截然分开。每个阶段时间长短各薯区不尽相同，故上述4个阶段的划分不是绝对的。

(三)块根的形成

块根都是由幼根发育而成的，当幼根尚未形成块根以前，从组织结构来看，由外向里是表皮、皮层、内皮层、中柱鞘、中柱。中柱处在根的中央，除包在中柱外面的中柱鞘外，里面还有木质部、韧皮部、形成层等。中柱鞘是一层薄壁细胞，包在中柱外面，它可以分生出侧根和不定芽。木质部主要由导管细胞组成，它的功能是把从土壤里吸收来的养料和水分输送给地上的茎叶。韧皮部主要由筛管细胞构成，其用途是把叶片里制造的养料(碳水化合物)通过筛管运到根部。韧皮部还有乳管细胞，产生白色乳汁，也就是人们常看到的薯块断伤后流出的白浆。形成层是具有强烈分生能力的组织，通过自身细胞分裂与长大，能够不断地长出新的木质部和韧皮部来，块根的形成与长大变粗就是多种形成层活动的结果。初生形成层活动程度大小，决定着幼根能不能形成块根。次生形成层的多少与活动程度，直接关系着已经形成的块根能不能长大变粗。上述3种形态根的出现，就是由形成层活动程度与中柱细胞木质化程度来决定的。栽插后20～40d，凡是初生形成层活动强而中柱细胞木质化程度小的根，都能够形成块根。凡是初生形成层活动强，中柱细胞木质化程度大的，就易成为只长长不长粗的柴根。如果初生形成层活动程度弱，不再出现次生形成层，不论中柱细胞木质化程度大或小，根的直径不再加粗，就成为纤维根(须根)。表皮的形成主要是初生形成层的活动，使根不断加粗，内皮细胞向外伸展，而皮层细胞的增加速度又赶不上内部不断加粗的速度，于是皮层和表皮终于破裂解体，再从中柱鞘产生木栓形成层、木栓、栓内层组成的表皮，也就是通常叫的薯皮。由中柱内部的形成层分裂出大量薄壁细胞，使块根不断加粗长大，就是薯块。人们所食用的薯块实际上是块根的中柱。表皮细胞含有花青素，不同品种的花青素含量各异，因而形成不同颜色的薯皮。

三、生长发育条件

(一)温度

甘薯对温度要求比水稻、玉米等种子作物要高5～10℃。气温达到15℃以上时才能开始生长，18℃以上可以正常生长，在18～32℃范围内，温度越高发根生长的速度也越快，超过35℃的高温对生长不利。块根形成与膨大所需要的适宜温度是20～30℃，其中以22～24℃最适宜。低温对甘薯生长极有害，较长时期在10℃以下时，茎叶会自然枯死，一经霜冻很快死亡。薯块在低于9℃的条件下持续10d以上时，会受冷害，发生生理腐烂。

(二)土壤

甘薯对土壤的适应性很强，几乎在任何土壤里都能生长。耐酸碱性也好，在土壤pH值为4.2～8.3范围内能够适应，这是甘薯的优点之一。但要获得高产，以土层深厚，土质疏松，通气性良好的砂壤土或壤土，pH值为5～7为最适宜。土层深厚疏松，保水保肥，有利于根系的生长和块根增重。通透性好，供氧充足能促进根系的呼吸作用，有利于根部形成层活动，促进块根膨大，也有利于土壤中微生物活动，加快氧分分解，供根系吸收。甘薯在这种土壤里生长，结薯光滑，薯皮光滑，色泽新鲜，大薯率高，品质好，产量高。

(三)水分

甘薯枝繁叶茂，遮满地面，根系发达，生长迅速，体内水分蒸腾量很大。其地上部和地下部产量很高，而植株的含水量高达85%～90%，块根水分含量一般在70%左右，所以一生中需水量相当大。据测定在整个生长期间，田间总耗水量为500～800mm，相当于每亩用水400～600m3。不同生长阶段的耗水量并不一样，发根缓苗期和分枝结薯期植株尚未长大，需水不多，2个时期各占总耗水量的10%～15%。茎叶盛长期需水量猛增，约占总耗水量的40%。薯块迅速肥大期占35%。具体到各生长期的土壤相对含水量，生长前期和后期以保持在60%～70%为宜。中期是茎叶生长盛期，同时也是薯块膨大期，需水量明显增多，土壤相对含水量以保持在70%～80%为好。若土壤水分过多，会使氧气供应困难，影响块根肥大，薯块里水分增多，干物质含量降低。

(四)光照

甘薯喜温喜光，属不耐阴的作物。它所积累贮存的营养物质基本上都来自光合作用。光照不足叶色变黄，严重时脱落。由于甘薯没有成熟期的界限，光照越足，对提高产量越有利。受光叶片比遮荫叶片的光合强度大6倍多。受光不好的一般减产20%～30%，在生产实践中，经常发现甘薯地间套高秆作物，常因遮光严重使结薯期推迟，产量不高。所以甘薯与高秆作物间作时，为不太影响甘薯产量，要加大薯地的受光面积，高秆作物不宜过多过密。

甘薯是短日照作物，每天日照时数在8～10h范围内，能诱导甘薯开花结实。但营养生长、增加无性器官产量，就需要较长时间的光照，以每天13h左右较好。

(五)养分

甘薯的根系发达，再加上它的茎蔓匍匐地面，茎节遇土生根，吸肥能力很强。据研究，每生成500kg薯块、茎叶，就要供应纯氮1.75kg、磷0.75kg、钾2.9kg。

氮素是蛋白质、原生质、叶绿素的主要组成部分，是形成器官的重要元素。它能促使茎叶生长，尤其在甘薯的生长前期，施用一定数量的氮素肥料，能够起到促进多分枝、快增殖，使植株早发棵、早拖秧的作用。氮肥供应不足，则茎叶生长缓慢，叶面积小，颜色淡，植株生长不良，最终影响产量。反之，如果施用过量或过晚，容易造成茎叶旺长，“贪青”，结薯不良。

磷是原生质和细胞核的主要成分，能加快养分的合成与运转，加速细胞分裂，提高薯块品质，当叶片含磷量少于0.1%时，就显示出缺磷症状，叶的颜色暗绿没有光泽，叶片小、茎细，老龄叶片出现黄斑，以后变紫、脱落。

钾能促进根部形成层活动，加速细胞分裂，使块根不断肥大。在生长中后期钾肥起的作用更大，能提高碳水化合物的合成和运转能力。叶片里含钾量低于0.5%时，表现出缺钾症。生长前期缺钾，植株的叶片小、节间短，叶面不舒展;生长中后期钾素不足，茎叶生长缓慢，严重的叶片黄化。

钾和氮都能提高甘薯叶片的光合能力，但作用不同。钾的作用在于加快叶片光合产物的运转，调节叶片里光合产物的浓度，随时增强光合能力，直接使块根持续肥大，提高产量。氮的作用是促进茎叶生长，扩大光合作用面积，从而增加光合能力，直接增加茎叶产量。因此过量施用氮素肥料，容易造成茎叶贪青疯长，影响产量。

为获甘薯高产，首先要施足肥，氮、磷、钾三要素配合得当。但在实际生产上，把甘薯这一需肥多、能高产的作物，大部分种植在丘陵山区土层薄、缺肥、干旱的地方，土壤养分的含量根本满足不了正常生长的需要，不可能高产。尽管如此，由于甘薯顽强的再生能力，仍能在低劣条件下获得一般种子作物难以达到的产量。我国甘薯种植面积虽居世界之首，但单位面积产量不高，其重要原因之一，就是肥力不足、肥源不足，土壤得不到培养，连年种植吸肥力强的甘薯，结果把甘薯贬称为“拔地精”“茬口不好”的作物，这是不公平的。大量事实证明，只要重视甘薯生产，给它需要的条件，不仅甘薯当年高产，就是后茬接种小麦也能获得丰收。