Картофель многолетнее травянистое клубненосное растение, но в культуре используется как однолетнее, потому, что весь жизненный цикл его, начиная от прорастания клубня и, кончая образованием и формированием зрелых клубней, происходит за один вегетационный период.

Размножают картофель обычно вегетативным путем – клубнями. Его с успехом можно размножать и частями клубней, а также ростками и черенками.

В селекционной практике часто используют семенное размножение.

Картофель относится к семейству Пасленовые (Solonaceae), роду Solanam, объединяющему десятки диких и культурных видов и среди них Solanam tuberosum L. – вид, получивший самое широкое распространение в культуре. Другие виды картофеля, отличающиеся многими ценными биологическими и хозяйственно-полезными признаками, часто используются в селекции при выведении новых сортов.

Стебли картофеля большей частью прямостоячие, реже – отклоняющиеся в сторону. Окраска стеблей зеленая, однако у некоторых сортов она маскируется антоцианом, который придает стеблям красновато-бурый оттенок. Интенсивность пигментации их зависит от сортовых особенностей, условий возделывания, освещения, водообеспеченности и других факторов.

По характеру ветвления стебля сорта картофеля делятся на две группы:

Сорта более позднеспелые (ветвление происходит главным образом в нижнем ярусе);

Скороспелые сорта (стебель снизу не ветвится).

Стебли ребристые, трех – или четырехгранные, в различной степени опушенные. В местах соединения граней на ребрах образуются выросты зеленой ткани, так называемые крылья, которые служат важным сортоотличительным признаком.

Высота стеблей сильно изменяется (от 30 до 150 см) в зависимости от условий выращивания и сорта. Позднеспелые сорта характеризуются более высокими стеблями и большим числом междоузлий, чем раннеспелые.

Куст чаще состоит из 4-8 облиственных стеблей. Число их значительно варьирует и зависит от сорта, размера посадочных клубней и числа проросших на них почек. Растения, выросшие из крупных клубней, имеют, как правило, больше стеблей, чем растения, полученные из мелких клубней. Количество стеблей в кусте в известной мере определяет величину урожая. В последние годы учеными разработан ряд приемов, увеличивающих число прорастающих почек (поперечные надрезы клубней, обработка перед посадкой ростовыми веществами и др.).

В подземной части стебля из пазушных почек развиваются побеги – столоны, на концах которых образуются клубни, или утолщения. Толщина столонов всегда меньше, чем стеблей. Столоны могут быть разной длины: у ранних сортов они короче, у поздних – длиннее.

Листья, появляющиеся при прорастании клубней (или семян), простые, цельнокрайние. По мере роста растения образуются прерывисто непарноперисторассеченые листья. Каждый такой лист состоит из нескольких пар боковых долей, размещенных одна против другой, промежуточных долек между ними и конечной доли. Боковые доли и дольки сидят на стерженьках, прикрепленных к стержню, который переходит в черешок. Дольки, в зависимости от их положения, делятся на серии: конечную, первую, вторую, третью и четвертую, причем к первой серии относятся все дольки, сидящие на стерженьке между долями первой и второй пар, и т.д.

Для сортового различия наибольшее значение имеют дольки первой и второй серии. Конечная (непарная) доля листа на конце стержня отличается по форме от боковых долей и обычно бывает крупнее их. От нее ведется счет долей. У некоторых сортов наблюдается неполное разделение конечной и боковой долей, так называемая площелистность.

Строение и степень рассеченности листьев – один из важнейших сортовых признаков. В зависимости от числа и расположения долек в сериях различают сильную и слабую рассеченность. Средняя рассеченость – нехарактерный признак сорта.

При наличии широких промежутков между долями и дольками лист называется редкодольным; в случае узких промежутков – плотным, или густодольным. С нижней стороны листа выступает сеть жилок, окраска которых нередко коррелирует с окраской клубней. Жилкование уменьшается от повышенных доз калия и увеличивается от повышенных доз азотных удобрений. Листья на стебле располагаются по спирали.

Цветки картофеля собраны в соцветия, представляющие собой расходящиеся завитки, расположенные на общем, различной длины цветоносе. Цветоножка сочлененная. Цветки пятерного типа. Чашечка цветка спайнопятилистная, чашелистики сросшиеся у основания. Венчик колесовидный, состоит из пяти сросшихся лепестков.

Окраска венчика разнообразная: белая, синяя, темно-сине-фиолетовая с различными оттенками. В середине цветка находится пять тычинок. Они состоят из пыльников, сидящих на коротких нитях, сросшихся между собой и с основанием лепестков. Пыльники бывают оранжевого, желтого, зеленовато-желтого или зеленоватого цвета. Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. Рыльце головчатое, булавовидное или разнолопастное. Столбик прямой или изогнутый. Завязь верхняя и состоит из двух плодолистиков с многочисленными семяпочками. Картофель – самоопыляющееся растение, но большинство сортов стерильны и только немногие фертильны.

Плод – двухгнездная многосемянная сочная зеленая ягода шаровидной или овальной формы. При созревании ягоды белеют и приятно пахнут, напоминая запах земляники. Для употребления в пищу они непригодны из-за содержания большого количества солонина. Семена мелкие, плоские согнутым зародышем, светло-желтого цвета. Масса 1000 семян около 0,5 г.

Корневая система картофеля, выращенного из клубня, мочковатая. Она представляет собой совокупность корневых систем отдельных стеблей. Имеет ростковые (глазковые), или первичные корни, образующиеся в течение всего периода вегетации и располагающиеся группами по 4-5 около каждого столона, и столонные корни, находящиеся на столонах.

Корни проникают в почву сравнительно неглубоко. Около половины их расположено в пахотном слое, от 22 до 38 % проникают глубже, отдельные корни уходят на глубину до 150 см. Глубина проникновения корней в почву у разных сортов неодинаковая: у ранних небольшая, у среднеспелых и поздних довольно значительная. По данным В.Р.Ротмистрова, корни распространяются в стороны на 50 см. По Беме, 37 % всех корней уходит в стороны на 30 см и только 1 % - на 90 – 120 см. Способность корней преодолевать механическое сопротивление почвы невелика.

Мощность корневой системы в значительной степени зависит от условий выращивания – влажности, аэрации и содержания питательных веществ в почве.

Корневая система картофеля отличается довольно активной поглотительной способностью, особенно по отношению к фосфору.

Клубень представляет собой утолщенный и укороченный стебель. На нем в раннем возрасте имеются мелкие чешуйчатые листочки, не содержащие хлорофилла. В пазухах их закладываются покоящиеся почки, образующие так называемые глазки. Чешуйчатые листочки атрофируются, оставляя листовой след, образующий бровь глазка. В каждом глазке обычно имеется по три почки. При прорастании трогается в рост одна из них, наиболее развитая средняя, другие остаются как запасные и прорастают при повреждении (обламывании) ростков.