Почка клубня состоит из конуса нарастания с зачатками листьев, наружных почек и корешков.

Глазки на клубне расположены спирально. Так как клубень растет вершиной, в верхней части они расположены более сближенно, чем в средней и у основания. Глазки верхушечной части клубня более жизнеспособны и прорастают раньше нижних. В зависимости от сорта ростки пророщенные на свету, имеют разную окраску: зеленую, красно-фиолетовую или сине-фиолетовую.

Зрелые клубни покрыты тонкой кожурой из пробковой ткани, предохраняющей их от высыхания и заболеваний. Под пробковым слоем находится паренхиматические клетки коры, наполненные крахмальными зернами затем слой образовательной ткани (камбия) и пучков, которые соединяются с глазками. Во внутренней части клубня – сердцевине – тоже содержится крахмал, поменьше, чем в коре.

Дыхание клубней и испарение влаги происходит по межклетникам рыхло расположенных клеток через так называемые чечевички, образующие возвышения на кожуре клубня. Число и размер их во многом зависит от условий выращивания картофеля.

Форма клубней очень разнообразна, но характерна для каждого сорта. Она определяется отношением его длины к ширине и ширины к толщине. В зависимости от этих соотношений различают клубни круглые, округло-овальные, удлиненно-овальные, длинные, плоские, овальные и др.

Различают следующие основные типы окраски клубней: белые с различными проявлениями желтизны; красные с оттенками от светло-розового до интенсивно-красного и сине-фиолетового. Мякоть клубня чаще всего белая или в различной степени желтоватая и только у некоторых сортов она красная или сине-фиолетовая.

Наружная окраска клубня зависит от количества пробкового вещества коры и от пигмента, заключенного в соке клеток коры. При тонком пробковом слое коры просвечивает окраска мякоти и, например, желтомясные клубни кажутся желтыми. По мере утолщения пробкового слоя окраска их меняется от кремовой до коричневой.

Содержание крахмала в клубнях колеблется от 12 до 25 % (в отдельных случаях до 29 %). В клубнях столовых сортов обычно содержится 13-16 % крахмала, в заводских – не менее 18 %, а частично более 20 %. Самые крахмалистые клубни у поздних сортов. [10]

Биологические особенности. Цикл роста картофеля условно разделяют на три периода.

Первый период – от всходов до начала цветения. На этом этапе главным образом увеличивается масса ботвы. Прирост клубней незначителен.

Второй период охватывает цветение и продолжается до прекращения прироста ботвы (практически до начала ее увядания). В это время происходит наиболее интенсивный прирост клубней.

Третий период – от прекращения прироста ботвы до естественного ее увядания. Прирост клубней еще продолжается, но менее интенсивно, чем во втором периоде.

Требования к температуре. Картофель плохо реагирует на температуру почвы ниже 7-80 С и в то же время сильно угнетается уже при температурах более 250 С.

При высокой относительной влажности и заморозках 1,5-2,00C (со средней продолжительностью 5 – 6 ч) чернеет и погибает ботва картофеля. Особенно неустойчивы к понеженным температурам молодые растения. Однако при медленном снижении температуры в растениях накапливаются сахара, что повышает их устойчивость к небольшим заморозкам (2-30 С), а иногда даже до 40С.

Поврежденные заморозками молодые растения обладают хорошей регенерационной способностью. При достаточном обеспечении элементами питания и влагой они сравнительно быстро формируют вегетативную систему.

Клубни картофеля не выносят температуру – -1, -20С, что связано прежде всего с высоким (до 75 % и более) содержанием в них воды.

Требования к влаге. Картофель – растения, требовательное к влаге. Потребность в ней изменяется по фазам роста. Критический период – начало цветения. Недостаток в почве в это время приводит к сильному снижению урожая. Даже кратковременные засухи в фазе бутонизации уменьшает его на 17-23 %. Транспирационный коэффициент картофеля равен 400-550, хотя иногда изменяется от 167 до 659. Это указывает на то, что картофельное растение по своей природе весьма пластично и обладает большой приспособленностью к условиям произрастания.

В отдельные жаркие дни куст может испарять до 4 л воды, а еще больше в южных районах, где картофель вегетирует при более высокой температуре и низкой влажности.

Наиболее благоприятные условия для роста и образования высокого урожая клубней создаются при влажности почвы 70-80 % НВ в зоне распределения основной массы корней в период цветения и клубнеобразования и 60-65 % - в период накопления крахмала в клубнях. При влажности почвы 40 % НВ цветения запаздывает на 4-6 дней, а при 20-30% - на 9-10 дней. Соответственно задерживается начало клубнеобразования и отмирания ботвы.

Требования к воздушному слою почвы. Суточная потребность в кислороде из почвенного воздуха корней составляет около 1мг на 1 г сухого вещества. Наиболее высокую потребность в кислороде испытывает корневая система в период клубнеобразования. Чтобы иметь достаточное количество кислорода в почве, необходимо сохранять ее в достаточно рыхлом состоянии с объемной массой не более 1-1,2 г/см3.

Требования к свету. Культурные сорта картофеля относят к короткодневным растениям, т.е. к таким, для развития которых короткий день не является строго обязательным, но в условиях средних широт ускоряет их развитие. У разных сортов картофеля количественная реакция на длину дня бывает разной.

При пониженной температуре в условиях севера фотопериодическая реакция у картофеля изменяется. Существенное влияние на урожай и его качество оказывает направление рядков. При северо-южном, северо-западном и юго-восточном направлениях рядков растения равномернее освещается в течение дня по сравнению с западно-восточном. Например, при северо-южном направлении рядков урожайность картофеля повышается на 16-20 ц/га, а крахмалистость – на 1-2 %.

Особенности корневого питания. А.Г. Лорх на основание многих опытов установил, что в 1 т урожая клубней картофеля с соответствующим количеством ботвы (0,4 т) и корневых остатков содержится: N – 4,8 кг; Р2О5 – 2,2 кг и К2О – 10,3 кг.

По данным опытов многих других ученых, в среднем, можно считать, что картофеля выносит из почвы на каждое 100 ц клубней и соответствующего количества ботвы 50 кг N, 20 кг Р2О5, 90 кг К2О около 40 кг СаО и 20 кг МgО.

Таким образом, из основных элементов питания он потребляет больше всего калия, затем азота и меньше фосфора. Наибольшее количество питательных веществ картофель потребляет в периоды интенсивного нарастания надземной массы и клубнеобразования. К концу вегетации поступление питательных веществ уменьшается и прекращается в начале засыхания листьев.

Для роста и развития картофель использует азот из почвы в виде минеральных солей азотной кислоты и соли аммония.

Калий участвует в процессах фотосинтеза, белковом и углеводном обменах.

При недостатке фосфора нарушается нормальное развитие растения.

Требования к почве. Картофель – культура рыхлых почв. Интенсивность дыхания его корней составляет 7-12 мл кислорода за 1 ч на 1 г сухого вещества корней, что в 5 раз выше интенсивности дыхания корней подсолнечника и других культур. Этим объясняется высокая требовательность картофеля к пористости почвы. Корни у растений, выращиваемых в рыхлой почве (плотность 1,10 г/см3), хорошо ветвятся, пронизывают весь пахотный слой и уходят в подпахотный.