Картофель относится к семейству пасленовые ( Solonaceae) роду Solanum. Размножают его вегетативным путем – клубнями, ростками и черенками. Семенное размножение применяют лишь для селекционных целей.

Род Solanum объединяет 201 клубненосный вид картофеля. Однако в сельскохозяйственном производстве используется два вида картофеля – картофель обыкновенный – S. luberojum и культурный тетраплоидный – S. andigenum.

Корневая система картофеля, выращенного из клубня – мочковатая. Она представляет собой совокупность корневых систем отдельных стеблей. При посеве семенами главный корень развивается из зачаточного корешка семени и является как бы продолжением стебля Корневая система имеет ростковые (глазковые) или первичные корни, образующиеся в начале прорастания клубней. Другие, так называемые пристолонные клубни, появляющиеся в течение всего вегетационного периода и располагающиеся группами по 4 – 5 около каждого столона. Столонные корни находятся непосредственно на столонах. В среднем на один стебель приходится 20-25 корней.

Около половины корней расположены в пахотном слое, от 22 до 38% проникают до 40 – 60 см, а отдельные корни уходят на глубину до 150 – 200 см. Корни картофеля распространяются в стороны на 50 см. Распространение корней в ширину зависит от скороспелости сорта. Как правило, у раннеспелых сортов корни менее широко распространяются в стороны, чем у поздних. Еже-дневный прирост корней в длину достигает 2,5 – 3 см.

Развитие корневой системы в значительной степени зависит от влажности почвы, ее аэрации, содержания в ней питательных веществ, а так же сорта картофеля: у среднеспелых и среднепоздних сортов корни более мощные, чем у раннеспелых.

Клубень представляет собой утолщенный и укороченный стебель. Он является местом отложения запасных питательных веществ. Ту часть клубня, которой он прикреплен к столону, называют основанием, а противоположную – вершиной. На клубне в раннем возрасте имеются мелкие чешуйчатые листочки, не содержащие хлорофилла. В пазухах чешуйчатых листочков закладываются покоящиеся почки, образующие так называемые глазки.

Почка клубня состоит из конуса нарастания с зачатками листьев пазушных почек и зачатков корешков. В каждом глазке клубня имеется 3- 5 почек. Из них при прорастании трогается в рост одна, остальные прорастают лишь при обламывании ростков. Глазки верхушечной части клубня более жизнеспособны и прорастают раньше нижних. В зависимости от сорта ростки, пророщенные на свету, имеют разную окраску: зеленую, сине-фиолетовую или красно-фиолетовую.

Глазки на клубне расположены спирально, в верхней части значительно более сближено, чем в средней и у основания.

Молодой клубень снаружи покрыт эпидермисом, по мере роста растения он заменяется плотной, не пропускающей воздуха перидермой (покровной тканью). Наружный слой перидермы пробковеет и образует кожуру клубня, которая тем толще, чем длиннее вегетационный период. Для дыхания клубня служат небольшие чечевички, представляющие собой макроскопические щели в виде маленьких темноватых пятен на кожуре. Через эти отверстия в клубень поступает кислород воздуха и удаляются углекислый газ и водяной пар.

По форме и окраске клубней сорта картофеля сильно отличаются друг от друга. Форма клубня определяется отношением его длины к ширине и ширины к толщине. В зависимости от этого различают клубни круглые, округло – овальные, удлиненно – овальные, длинные, плоские, овальные и другие.

Различают следующие типы окраски клубней: белые с различным проявлением желтизны, красные с оттенками от светло – розового до интенсивно – красного и сине – фиолетового. Мякоть клубня чаще всего белая, иногда желтоватая, и только у отдельных сортов она красная и сине–фиолетовая.

В состав клубней входят: вода 75%, крахмал 20,45%, сахар 0,3%, сырой протеин 2%, жир 0,15%, клетчатка 1% и зола 1,1%.

Стебель картофеля большей частью прямостоячий, реже отклоняющийся в сторону, высотой 30 - 150 см. Окраска стеблей зеленая, однако у некоторых сортов она маскируется антоцианом, который придает стеблям красно – бурый оттенок. На проявление окраски влияют освещенность, влажность почвы, величина посадочных клубней, удобрения и другие факторы.

Характер ветвления стеблей определяет общий вид куста. Сорта делятся на две группы: ветвящиеся у основания стеблей (позднеспелые) и не ветвящиеся снизу (скороспелые).

По форме стебли картофеля: ребристые, трех- или четырехгранные, в различной степени опушенные. В местах соединения граней на ребрах стеблей иногда образуются выросты зеленой ткани, так называемые крылья, которые являются важным сортоотличительным признаком.

Куст растения картофеля состоит из 4 – 5, реже 6 – 8 стеблей. Число стеблей в кусте значительно варьирует и зависит от сорта, размера посадочных клубней и числа проросших на них почек. Растения, выросшие из крупных клубней имеют больше стеблей, чем растения, полученные из мелких клубней, число стеблей в кусте определяет урожайность клубней

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 раннеспелых сортов они короче, у средне- и позднеспелых- длиннее.

Листья картофеля, появляющиеся при прорастании клубней простые, цельнокрайние. По мере роста растения образуются прерывистонепарноперисторассеченные листья. Каждый такой лист состоит из 3 – 4 пар боковых долей, размещенных одна против другой, промежуточных долек между ними и конечной доли. Опушенность листьев слабая. Дольки в зависимости от их положения делятся на серии: конечную, первую, вторую, третью и четвертую. Для сортового различия имеют дольки первой и второй серий.

Строение и степень рассеченности листьев – важнейшие сортовые признаки. В зависимости от числа и расположения долек в сериях различают сильную и слабую рассченность листа. При наличии широких промежутков между долями и дольками лист называется редкодольным, при узких – плотным или густодольным. С нижней стороны листа выступает сеть жилок, окраска которых нередко коррелирует с окраской клубней. Черешок, стержень и жилки долей у листьев некоторых сортов окрашены в красно – бурый или красно – фиолетовый цвет. Листья картофеля расположены на стебле по спирали. В местах отхождения от стебля листья имеют прилистники. В листьях в процессе фотосинтеза в основном образуются крахмал, сахар и белки.

Цветки у картофеля собраны в соцветия, представляющие собой расходящиеся завитки, расположенные на общем цветоносе. Цветоносы и цветоножки у отдельных сортов бывают длинные и короткие. Цветоножка сочлененная. Цветки пятерного типа. Чашечка зеленая, спайнопятилепестная, чашелистники сросшиеся у основания. Венчик колесовидный из пяти сросшихся лепестков, окраска венчика разнообразная: белая, красно-фиолетовая, сине-фиолетовая и синяя с различными оттенками.

Картофель – самоопыляющееся растение, но большинство сортов стерильно.