旋花科(Convolvulaceae)甘薯屬一年生或多年生蔓生草本。又名番薯、山芋、紅薯、白薯、地瓜等。塊根可作糧食、飼料和工業原料。
起源和傳播 J.B.艾德蒙等認為甘薯起源於墨西哥以及從哥倫比亞、厄瓜多爾到秘魯一帶的熱帶美洲。A.von 洪堡援引哥馬拉記載：哥倫佈初謁西班牙女王時，曾將由新大陸帶回的甘薯獻給女王。16世紀初，西班牙已普遍種植甘薯。西班牙水手把甘薯攜帶至菲菲律賓的馬尼拉和摩鹿加島，再傳至亞洲各地。甘薯傳入中國通過多條渠道，時間約在16世紀末葉，明代的《閩書》、《農政全書》、清代的《閩政全書》、《福州府志》等均有有關記載。清陳世元《金薯傳習錄》中援引《采錄閩侯合志》：“按番薯種出海外呂宋。明萬歷年間閩人陳振龍貿易其地，得藤苗及栽種之法入中國。值閩中旱饑。振龍子經綸白於巡撫金學曾令試為種時，大有收獲，可充谷食之半。自是磽確之地遍行栽播。”還說：“以得自番國故曰番薯。以金公始種之，故又曰金薯。”又據《甘藷考》：陳振龍6世孫陳世元及其子陳雲，先後以甘薯傳種於鄞州(浙江寧波)、膠州、青州（山東省青島、益都一帶）、豫州（河南朱仙鎮一帶）各地，漸次在浙江各地傳播，時為清乾隆二十年前後。以上史實證明甘薯系在16世紀末葉從南洋引入中國福建、廣東，而後向長江、黃河流域及臺灣省等地傳播。目前中國的甘薯種植面積和總產量均占世界首位。
分佈和種植制度 世界甘薯主要產區分佈在北緯40°以南。栽培面積以亞洲最多，非洲次之，美洲居第3位。1985年世界甘薯栽培面積800.3萬公頃，總產量為11143.8萬噸。
甘薯在中國分佈很廣，以淮海平原、長江流域和東南沿海各省最多。全國分為5個薯區：①北方春薯區。包括遼寧、吉林、河北、陜西北部等地，該區無霜期短，低溫來臨早，多栽種春薯。②黃淮流域春夏薯區。屬季風暖溫帶氣候，栽種春夏薯均較適宜，種植面積約占全國總面積的40％。③長江流域夏薯區。除青海和川西北高原以外的整個長江流域。④南方夏秋薯區。北回歸線以北，長江流域以南，除種植夏薯外，部分地區還種植秋薯。⑤南方秋冬薯區。北回歸線以南的沿海陸地和臺灣等島嶼屬熱帶濕潤氣候，夏季高溫，日夜溫差小，主要種植秋、冬薯（圖1）。
中國各薯區的種植制度不盡相同。北方春薯區一年一熟，常與玉米、大豆、馬鈴薯等輪作。春夏薯區的春薯在冬閑地春栽，夏薯在麥類、豌豆、油菜等冬季作物收獲後栽插，以二年三熟為主。長江流域夏薯區甘薯大多分佈在丘陵山地，夏薯在麥類、豆類收獲後栽插，以一年二熟最為普遍。其他夏秋薯及秋冬薯區，甘薯與水稻的輪作制中，早稻、秋薯一年二熟占一定比重。旱地的二年四熟制中，夏、秋薯各占一熟。北回歸線以南地區，四季皆可種甘薯，秋、冬薯比重大。旱地以大豆、花生與秋薯輪作；水田以冬薯、早稻、晚稻或冬薯、晚秧田、晚稻兩種復種方式較為普遍。
形態特征 甘薯根可分為須根、柴根和塊根3種形態（圖2）。須根呈纖維狀，有根毛，根系向縱深伸展，一般分佈在30厘米土層內，深可超過100厘米，具有吸收水分和養分的功能。柴根粗約1厘米左右，長可達30～50厘米，是須根在生長過程中遇到土壤幹旱、高溫、通氣不良等原因，以致發育不完全而形成的畸形肉質根，沒有利用價值。塊根是貯藏養分的器官，也是供食用的部分。分佈在5～25厘米深的土層中，先伸長後長粗，其形狀、大小、皮肉顏色等因品種、土壤和栽培條件不同而有差異，分為紡錘形、圓筒形、球形和塊形等，皮色有白、黃、紅、淡紅、紫紅等色，肉色可分為白、黃、淡黃、橘紅或帶有紫暈等(參見彩圖)。具有根出芽特性，是育苗繁殖的重要器官。塊根的外層是含有花青素的表皮，通稱為薯皮，表皮以下的幾層細胞為皮層，其內側是可食用的中心柱部分。中心柱內有許多維管束群，以及初生、次生和三生形成層，並不斷分化為韌皮部和木質部。同時木質部又分化出次生、三生形成層，再次分化出三生、四生的導管、篩管和薄壁細胞。由於次生形成層不斷分化出大量薄壁細胞並充滿淀粉粒，使塊根能迅速膨大。中心柱內的韌皮部，具有含乳汁的管細胞，最初隻限於韌皮部外側，以後由於各種形成層均能產生新的乳汁管而遍佈整個塊根，切開塊根時流出的白漿，即乳汁管分泌的乳汁，內含紫茉莉苷。
甘薯
甘薯莖匍匐蔓生或半直立，長1～7米，呈綠、綠紫或紫、褐等色。莖節能生芽，長出分枝和發根，利用這種再生力強的特點，可剪蔓栽插繁殖。葉著生於莖節，葉序為2/5。葉片有心臟形、腎形、三角形和掌狀形，全緣或具有深淺不同的缺刻，同一植株上的葉片形狀也常不相同；綠色至紫綠色，葉脈綠色或帶紫色，頂葉有綠、褐、紫等色。聚傘花序，腋生，形似牽牛花，淡紅或紫紅色。雄蕊5個，雌蕊1個（圖3）。蒴果近圓形，著生1～4粒褐色的種子。染色體數2n=90。
生理特性 甘薯的生長過程一般分為發根、分枝、結薯，蔓薯並長和薯塊盛長3個時期。對外界環境條件的要求如下述。
溫度 性喜溫，不耐寒。適宜栽培於夏季平均氣溫22℃以上、年平均氣溫10℃以上、全生育期有效積溫3000℃以上、無霜期不短於120日的地區。加溫育苗時溫度應保持在16～32℃之間。高溫對薯塊萌芽生長有利，齊苗後長苗階段氣溫宜在27～30℃，培育壯苗以22～25℃為宜。薯苗栽插後需有18℃以上的氣溫始能發根，莖葉生長期一般氣溫低於15℃時莖葉生長停滯，低於6～8℃則呈現萎蔫狀，經霜即枯死。塊根形成的適溫一般在25℃左右，而塊根膨大適溫則在22～24℃之間。生長的中後期氣溫由高轉低，晝夜溫差大，有利於塊根累積養分和加速膨大。
日照 甘薯屬喜光的短日照作物，莖葉利用光能的時間長，效率高。莖葉生長期越長，塊根積累養分越多。日照充足、氣溫和地溫高、溫差較大時，對養分的制造、運轉、貯存都有利。經一定時期的短日照影響後，如每天光照8～10小時，能促進開花。日照時間延長至12～13小時，能促進塊根形成和加速光合產物的運轉。不耐蔭蔽，如與高稈作物間作套種，易致減產。
水分 根系發達，較耐旱。蒸騰系數在300～500之間。土壤水分以最大持水量60～80％為宜，持水量小於50％時，影響前期發根長苗。隨著分枝結薯和莖葉的盛長，土壤持水量應增加到70～80％；後期持水量保持在60～70％時有利塊根快速膨大。生長期降水量以400～450毫米為宜。收獲前2個月內雨量宜少，此期若遭受澇害，產量、品質都受影響。
土壤 要求土壤結構良好，耕作層厚20～30厘米、透氣排水好的壤土和砂壤土，有利於根系發育、塊根的形成和膨大。pH宜在4.2～8.3之間。肥料三要素中需鉀最多，其次為氮，再次為磷。鉀肥可以促進塊根形成層的發育，提高莖葉的光合效能，加快光合產物的運轉，增加塊根產量。氮肥促進莖葉生長，增大葉面積，增加莖葉重量；但施用過多，反會促使根部中柱細胞木質化，不結或少結塊根。磷肥促進根系生長，加速細胞分裂，並有改善塊根品質的功能。堆肥、綠肥的養分較全，肥效緩而穩，且能改進土壤的通氣性，最宜施用。
栽培措施
育苗 利用薯塊的萌芽特性育成薯苗是甘薯生產上的一個重要環節。薯塊宜選用根痕多、芽原基多的品種，以重100～250克，質量好的夏、秋薯塊作種薯。可采取各種育苗方法，如人工加溫的溫床，用多種式樣的火坑，或使用微生物分解釀熱物放出熱能的釀熱溫床和電熱溫床等。利用太陽輻射增溫的有冷床、露地塑料薄膜覆蓋溫床和采苗圃等。苗床加蓋塑料薄膜，可提高空氣溫度和濕度，有利於幼苗生長，使采苗量增加，百苗重能提高20％左右。育苗過程中，前期要用高溫催芽。從排種到齊苗的10多天內，溫度由35℃逐漸下降，最後達到28℃。苗高約15厘米左右時，溫度由30℃漸降到25℃。床土適宜持水量為70～80％，初期水分不足，根系伸展慢，葉小莖細，容易形成老苗；水分過多，則空氣不足，影響萌芽；在高溫、高濕下，薯苗柔嫩徒長。采苗前3～5天內，必須降溫煉苗，將床溫維持在20℃左右，相對濕度60％。為瞭避免薄膜覆蓋的苗床內氣溫過高，除通風散熱外，床土還要保持一定的濕度，以便降低膜內氣溫。萌芽過程中，薯苗所需養分，主要由薯塊供應。但根系伸展後或采苗2～3次後，要加施營養土或追施速效氮肥。床土疏松，氧氣充足，能加強呼吸作用，促進新陳代謝。嚴重缺氧能使種薯細胞窒息死亡，引起種薯腐爛。覆蓋塑料薄膜時，必須註意通風換氣，有利於長成壯苗。
育苗時間因育苗的方式而有不同。加溫苗床一般在栽插前1個月左右進行育苗，而冷床和露地育苗則在栽前1個半月左右進行。排種密度每平方米以23～32千克薯塊為宜。采苗宜及時，以免影響苗的素質和下茬苗的數量。采苗的方法有剪、拔兩種。剪苗比拔苗好處多：①種薯表面沒有傷口，可防止病菌入侵；②不會搖動種薯損傷薯根；③促使基部腋芽、小分枝生長，增多苗量。剪苗要離床土3厘米以上，剪取蔓頭苗栽插，能防病增產。
栽種 一般采用壟作，能加深土層，改善通氣，加快吸熱和散熱，溫差大，還有利於排澇抗旱。凡秋季易澇和適宜密植的地區，雙行大壟比單行小壟增產。適時早栽可延長生長期，增產顯著。主產區春、夏薯當土溫穩定在18℃左右時，每遲栽一天，就會減產1～1.5％；栽種壯苗，發根快，成活率高，結薯早，壯苗可比弱苗增產10％以上。
密度 栽種密度因季節、品種、用途等而異。春、夏薯每畝3000～5000株，秋、冬薯每畝4000～6000株。力求在莖葉生長盛期葉面積指數達到3～4.5。飼用甘薯因不斷割取莖葉，在多施肥料的條件下，每畝可加密到6000～8000株。
施肥 北方一般基肥重施農傢肥，並配合適量含氮化肥，使生長前期以氮素代謝為主，後期以碳代謝為主。黃淮流域缺磷地區宜穴施或在中後期噴施磷酸二氫鉀。南方薯區高溫多雨，強調多次追肥，如栽種後追施提苗肥，分枝結薯期追施結薯肥，莖葉盛長期追施催薯肥，後期進行根外追肥等。
管理 早期主要是及時補苗，封壟前中耕除草2～3次，如遇大雨沖塌壟面須進行培土。甘薯翻蔓會損傷莖葉，攪亂葉片的均勻分佈，削弱光合效能，再生枝葉時又消耗養分，影響植株養分的正常分配而造成減產。進行追肥、噴施藥劑等措施時，要保護秧蔓，減少莖葉損傷。
收獲 收獲的早遲和作業質量與薯塊產量、幹率、安全貯藏和加工等都有密切關系。甘薯塊根是無性營養體，沒有明顯的成熟期，一般在當地平均氣溫降到12～15℃，在晴天土壤濕度較低時，抓緊進行收獲。先收種用薯，後收食用薯。薯塊應隨時入窖，有的地區應及時切曬加工。不論用機械還是人工刨挖，都要盡量減少漏收；同時要避免破傷薯塊，否則易在貯存期間感染病害，而導致腐爛。
貯藏 北方地區甘薯貯存時間長達半年之久，外界氣候變化大，薯塊本身仍有呼吸作用及各種生理生化的變化，病害容易感染蔓延而導致腐爛。貯藏期間引起薯塊腐爛的主要原因是低溫，收獲期氣溫宜在12℃以上。貯存一般用地下窖，隨收隨藏；入窖前要徹底清掃、消毒、滅鼠。嚴格選薯，剔除破皮、斷傷、帶病、經霜和水漬的薯塊，貯藏量隻可占貯藏窖容量的80％。入貯初期須進行高溫愈合處理，窖內加溫到34～37℃，相對濕度85％，使破傷薯塊形成愈傷組織，防止病害傳播。然後進行短時間的通風散濕，窖溫保持在10～15℃，相對濕度85～90％；中、後期加強保溫防寒，嚴防薯堆受到低於9℃以下的冷害。出窖前氣溫已逐漸升高，註意短期通風，防止缺氧。20世紀60年代以來推廣“高溫大屋窖貯藏法”較安全有效，且有利於加強管理。入窖後3～4天內用高溫愈合處理，因窖大貯量多，可以經濟利用堆積的熱量保溫。鮮薯可經切片或刨絲，曬幹成薯幹、薯絲後進行貯藏，以減少損失。薯幹貯藏時的含水量不宜超過11％。倉庫用麥糠、麥草鋪底圍蓋，使倉溫不超過30℃。
病蟲害 北方以真菌性黑斑病、線蟲病、真菌性根腐病為主；南方以細菌性薯瘟、真菌性瘡痂病為主；貯藏期以真菌性軟腐病為主。防冶田間病害應選用抗病品種，實行輪作換茬，建立無病留種田，栽種無病薯苗，輔以藥劑消毒種薯、種苗。甘薯病毒病種類很多，葉部癥狀有紫環、黃斑、縮葉、卷葉、明脈、羽狀鑲嵌等。防治方法，可選育抗病毒病品種，消滅薯田傳病媒介昆蟲，應用莖尖脫毒組織，培養無病壯苗等措施。甘薯的主要蟲害是甘薯小象蟲和甘薯麥蛾，其次還有雜食性害蟲螻蛄、地老虎、金針蟲等。防治蟻象應實行水旱輪作，采取後期在壟面和裂縫處培土等措施。對其他蟲害可采取農業技術和藥劑防治。
育種 育種的目標主要是提高產量和淀粉、蛋白質、胡蘿卜素的含量。同時使之具有良好的萌芽、結薯、貯藏等特性，兼能耐旱、耐漬、耐瘠、抗病蟲、能適應不同季節的栽培。
育種方法如采用無性系選育，較易選出符合育種目標的芽變體。引種鑒定是見效快速的方法。雜交育種是利用基因重組與無性繁殖系選擇相結合的育種方法。甘薯系短日照作物，在臺灣、廣東、廣西、福建南部才能自然開花、傳粉、結實。其他地區須采用人工誘導促使開花、傳粉雜交，獲得種子後培育實生苗；然後應用無性繁殖，再通過多次鑒定比較育成品種。誘導開花的方法普遍應用嫁接結合短日照處理，以甘薯品種為接穗，以近緣植物為砧木；嫁接後搭架掛蔓，每日以8～11小時的短日照處理，並控制現蕾時的溫度在25～30℃之間。開花時避免昆蟲傳粉。按計劃進行品種間雜交，一般1～2個月後蒴果及種子成熟。此外，尚有自交系育種、種間雜交育種、隨機集團雜交育種等。
甘薯的良種繁育方法較多：①多級育苗法。應用苗床催芽，覆蓋塑料薄膜的多種采苗圃，多級栽插，以苗繁苗。②單葉節栽種法。剪蔓時按每個葉節剪成一株苗，可提高薯苗的利用率。③越冬育苗法。使種苗在苗床內安全越冬，可節約種薯，不斷剪栽薯蔓，增大繁殖系數。④優大高密繁種法。選用優良品種的薯塊，進行大株栽培，培育大量分枝，剪采單節或雙節苗，繁殖系數也很高。
用途和加工 甘薯的營養成分如胡蘿卜素、維生素B1、B2、C和鐵、鈣等礦物質的含量都高於大米和小麥粉。非洲、亞洲的部分國傢以此作主食；此外還可制作粉絲、糕點、果醬等食品。工業加工以鮮薯或薯幹提取淀粉，廣泛用於紡織、造紙、醫藥等工業。甘薯淀粉的水解產品有糊精、飴糖、果糖、葡萄糖等。釀造工業用曲黴菌發酵使淀粉糖化，生產酒精、白酒、檸檬酸、乳酸、味精、丁醇、丙酮等。根、莖、葉可加工成青飼料或發酵飼料，營養成分比一般飼料高3～4倍；也可用鮮薯、莖葉、薯幹配合其他農副產品制成混合飼料。
參考書目
江蘇省農業科學院、山東省農業科學院主編：《中國甘薯栽培學》，上海科學技術出版社，上海，1984。