马铃薯的形态特征与它的经济性状是密不可分的。马铃薯的食用部分是块茎（图5-1），就是通常所说的薯块。它是马铃薯的营养器官，种植马铃薯的最终目标就是要收获高产量的块茎。同时块茎又能以无性繁殖的方式繁衍后代，用作播种的块茎称作种薯。这是马铃薯与禾谷类作物用种子播种大不相同的地方。块茎没有叶绿体，它的皮色有白色、黄色、粉红色、红色、青紫色和紫色等多种颜色，但以黄色为常见。皮里边是薯肉，营养物质就储存在这里，薯肉因品种不同而有白色、黄色、浅红色、紫色等。彩色马铃薯（图5-2）还可作为特色食品开发。由于本身含有抗氧化成分，因此经高温油炸后薯片仍保持着天然颜色。紫色马铃薯对光不敏感，油炸薯片可长时间保持原色。块茎上有芽眼，相当于地上茎节上的腋芽，在满足其生长条件时就会萌发，长成新的植株。不同品种的芽眼，有深浅并凸凹的区别。块茎形状不一，有圆形、扁圆形、卵形、椭圆形和长形等。
马铃薯是喜光植物，但露出土面的薯块，如长期受到日光照射，会使薯皮颜色变绿，龙葵素含量增多。龙葵素具涩味，多吃会引起人畜中毒，甚至死亡。因此食用时应削去青皮、充分煮熟，使龙葵素在高温条件下分解。
图5-1 马铃薯块茎
图5-2 彩色马铃薯(www.xing528.com)
马铃薯块茎是地下变态茎的一种。地下茎末端形成膨大而不规则的块状，是适于储存养料和越冬的变态茎。块茎由四个具有不同性质与功能的部分组成，如图5-3所示。沿着块茎横切面从外向内看，最外层是周皮层，此层由木栓形成层细胞，其分裂能力很强，当块茎受伤时，即可产生新的木栓保护伤面。第二层是皮层，由多层薄壁细胞组成，含有较多的淀粉等糖类物质。第三层是维管柱环，这是块茎中含淀粉最多的部分。最里边的是髓部，分为内髓与外髓，是块茎的主要组成部分，其中含有丰富的蛋白质和较多的水分。
图5-3 马铃薯块茎的结构
1—顶部 2—芽眉 3—芽眼 4—皮孔 5—脐部 6—周皮7—皮层 8—维管束环 9—内髓 10—外髓
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