中国耕地中的60%位于干旱缺水地区，这些水资源短缺的地区比较适宜种植马铃薯、甘薯、谷子等耐旱作物，能够保证产量甚至获得高产。另外，发展高效节水农业，马铃薯、甘薯、谷子等作物也是一个很好的选择，其中马铃薯的水分利用率是小麦和玉米的8倍，因此，从资源环境的角度分析，发展马铃薯等作物有着不可替代的优势。另外，这些作物不仅有较高的食用营养价值，还有较大的药用价值。如马铃薯有和胃、调中、健脾、益气之功效，能改善肠胃功能，对胃溃疡、十二指肠溃疡、慢性胆囊炎、痔疮引起的便秘均有一定的疗效，还可以有效地预防高血压、降低血液中的胆固醇，从而防止动脉硬化。因此，这些作物在人类生产、生活中起着重要的作用。
6.1马铃薯
6.1.1马铃薯起源与传播马铃薯原产南美洲，又名洋芋、山芋。北方多称土豆、山药蛋，闽广一带则称为荷兰薯、爪哇薯。其栽培史与新大陆的农业起源时间大致相同。远在16世纪西班牙人到达南美洲以前已经传播到很多地方。马铃薯有两个起源中心，一个是南美洲哥伦比亚、秘鲁、玻利维亚安第斯山区以及乌拉圭等地；另一个起源中心在墨西哥。马铃薯是南美洲的古老作物。1570年，西班牙人首先从哥伦比亚的波哥大（Bogota）将安第斯亚种带回西班牙，其后于1586年又有人从南美洲传到英格兰。西班牙引入的马铃薯逐渐扩散到欧洲大陆和部分亚洲国家。葡萄牙和意大利是最早从西班牙引进马铃薯的国家。维也纳的克拉萨斯（Clusius）于1587年从意大利得到块茎，次年分寄德国和奥地利的许多植物学家。17世纪末已传播到欧洲很多德语国家。瑞士植物学家鲍兴（Bauhin）在16世纪晚期从克拉萨斯处引入块茎，并在1600年前后输入法国。18世纪末到19世纪初东欧已经普遍栽培。英格兰引入的马铃薯逐渐传到苏格兰、爱尔兰、威尔士，以及部分北欧国家，并进一步传至英国殖民地。日本长庆期间（1596—1614年）由荷兰人将马铃薯引入长崎。俄国彼得大帝在17世纪末曾由荷兰引入马铃薯。1765年俄国通过皇家法令分送各地试种马铃薯，加快了在国内的发展。1621年北美洲大陆首次通过百慕大从英格兰引进马铃薯到弗吉尼亚，1719年又由爱尔兰移民带入新英格兰，18世纪后期美国又多次从英格兰和爱尔兰引进马铃薯。
6其他作物科普通鉴·古今农事马铃薯17世纪中叶引进中国，传入中国的确切时间和途径可能是多次、多途径的。有的认为传入中国分为南北两路。北路首先传至北京地区。明代万历年间，蒋一葵著《长安客话》称北京的“土豆绝似吴中落花生及番芋”，证明16世纪末期北京已有马铃薯栽培。清代初年（约1680年），康熙《畿辅通志·物广》记载有“土芋一名土豆，蒸食之味如番薯”，说明17世纪80年代以前，马铃薯已经由北京地区发展到河北省了。过去有关学者主要关注了马铃薯南路的传入，认为中国文献上最早记录马铃薯的是清康熙三十九年（1700年）的福建《松溪县志》，国外文献提到荷兰人斯特儒斯（HenryStruys）在1650年（顺治七年）访问台湾时已看到有马铃薯栽培。对照中国称马铃薯为荷兰薯、爪哇薯，似可说明马铃薯最初可能是从南洋或荷兰引进，先在台湾种植，然后传入闽广等地；至于晋陕一带的马铃薯，可能是法国和比利时的传教士传播到西北各地。东北的马铃薯则可能是由俄国人传入，山东马铃薯由德国人带入；四川马铃薯由美国人、加拿大的传教士引入。马铃薯引入后不像甘薯那样引人注目，直到19世纪中叶吴其濬在《植物名实图考》的阳芋条里，才比较具体的描述了马铃薯的植物学性状。
马铃薯普通栽培种马铃薯由块茎繁殖生长，形态因品种而异。株高50～80厘米。茎分地上茎和地下茎两部分。块茎圆、卵圆或长圆形。薯皮的颜色为白、黄、粉红、红或紫色；薯肉为白、淡黄或黄色。由种子长成的植株形成细长的主根和分枝的侧根；而由块茎繁殖的植株则无主根，只形成须根系。初生叶为单叶，全缘。随植株的生长，逐渐形成羽状复叶。聚伞花序顶生，有白、淡蓝、紫和淡红等色。
6.1.2马铃薯栽培技术演变
马铃薯早期的栽培技术大抵沿用西方成法，后来结合本国实际情况不断创新和发展。马铃薯忌讳连作，欧洲多采用7年轮作制，中国农民结合各地具体情况创造了多种形式的轮作复种制度。据20世纪初年的《播种洋芋方法》介绍，马铃薯整地及施用基肥的要求是：“未下种前……先将田耕一犁深，约五寸许。施基肥或堆肥，或枯苜蓿草、或草木灰（马粪人粪皆不大相宜）……以锄或钩将田中废草剔除，务使满田之内无一根野草，无一片碎砖为止。”马铃薯的栽植时期各地多参照欧洲以气温升至10℃时为准，结合中国实际情况因地相时而行。该书介绍栽薯方法宜择小雨后，天气晴爽（土润而不湿）将土锄松，然后下种。根据土质不同，锄松至一定深度，然后按行距33厘米开槽，株距40厘米栽种。种播下后，野草发生，农人须不时拔去之。待小芽出土则取两旁细土轻轻壅护此出土之芽。如发五六芽只留强壮者三枚，余均除去，以促新芽之长成。
马铃薯块茎形成期需要吸收大量肥料，因此宜早施追肥。19世纪欧洲各国栽薯已经开始应用化肥，中国农民“尚无此等肥料，惟于花蕾未生之前，再施厩肥数次”。关于虫害防治，至19世纪后期已经能够应用石硫合剂进行防治；对于病害如晚疫病，直到20世纪才逐步采用喷药、轮作、育种等比较有效的的综合防治措施。在选育种方面，各地农民曾经培育出高产、质优、抗退化和生育期短的多种生态类型的优良品种以满足各种不同栽培的需要。
马铃薯适应性广，清末《致富纪实》称它最宜高寒、亦能耐旱，一般粮食作物难以生存的贫瘠土壤、深山苦寒的边缘地带，马铃薯亦能立足。马铃薯生育期短，易于播种的季节较长。说“三月种，五月熟；取子再种，七月又熟，又种，九月又熟”可以达到“一岁三熟”，因此马铃薯也是比较理想的抗灾备荒作物。
世界各地马铃薯的栽培技术因地理气候条件不同而异。主要利用块茎进行无性繁殖。为避免切刀传染病毒（纺锤块茎、X和S花叶病毒）和环腐病，应选用直径为3～3.5厘米的健康种薯进行整薯播种。为获得块茎优质高产，根据马铃薯生长发育规律和生物学特性，结合当地的土壤气候条件，确定合理的栽培方式，栽培措施，协调供给与需求，个体与群体，地上部与地下部之间的关系，促使茎叶呈丰产长相块茎持续膨大，达到优质高产。应采取的措施有播种前的整地、种薯处理、播种、田间管理、收获等。
（1）整地施肥
应选择土壤肥沃，土层深厚，疏松，透气性好，微酸性的沙壤土，播前要进行灭茬、深耕，耕深应达20厘米。根据当地条件作垄或作畦，结合翻地亩施入腐熟的有机肥2000千克/亩，同时根据土壤墒情入20千克以上的复合肥（氮、磷、钾的比例为1∶0.5∶2）。
（2）种薯处理
选用适宜的优良品种，若种薯未度过休眠期，则需播前打破休眠进行催芽处理，催芽方法主要有困种催芽、催绿壮芽、药剂催芽等。也可将种薯摊晾在散射光下，保持15~20℃，直接催出短壮芽后，进行播种；播种前应用草木灰加百菌清加新高脂膜进行拌种，促使切块的刀口尽快的愈合，减少烂种，增加钾素，防病害。
（3）合理密植，适时播种
马铃薯生育期间干物质的积累以温度在20℃时最迅速，低于10℃和高于30℃干物质积累量只有20℃时的一半，所以确定播种适期，必须首先考虑把结薯期安排在气温20℃左右的季节，其次应考虑收获期避开高温雨季。由于地理纬度、海拔、无霜期的差异，造成栽培方式类型的不同，因此各地的播种期也随当地栽培类型而变化。马铃薯为地下结薯的作物，适于垄作。播种作业程序是开沟（挖穴）、下种、施种肥、覆土、镇压。播种时要确定合适的密度，密度过稀、过密都导致减产。掌握密度的原则是早熟品种宜密，晚熟品种宜疏；瘦地宜密，肥地宜稀。
（4）田间管理
1）苗前除草。播种到出苗期间容易滋生杂草，为防草欺幼苗，要及时进行苗前除草。出苗后应及时中耕培土，促进幼苗生长，以除草、疏松土壤、提高地温为主，并向苗根培少量土，追施适量速效化肥，耕层内土壤含水量保持田间最大持水量的60%。
2）发棵期管理。重点是促进根系发育和地上部植株茁壮成长，抓紧和适时进行中耕除草、松土培土，给地下部创造疏松透气的环境；掌握肥水的投入，以利于根系生长和促进茎叶繁茂。
3）结薯期管理。从开花至茎叶枯黄期，应促进地下部块茎的迅速膨大，控制地上部植株不徒长，不早衰，延长结薯盛期，这一时期的需肥量达到顶峰，应及时追施一定肥料，结薯末期土壤水分不需过多。
4）收获期。依据用途和气候条件而确定，用作长期贮藏的商品薯、种薯和加工原料，应在茎叶枯黄时达到生理成熟期进行，用作蔬菜栽培的则根据商品成熟期依据各地市场而定。收获时应选择晴天，挖掘拾捡装运等各环节要避免块茎破伤，防止日灼、霜冻、畜禽为害，保证块茎质量，收货后及时清选分级，清除病烂薯及泥土等杂质，放置通风阴凉处，使之干燥，使机械伤口愈合，利于贮藏。
（5）防治病虫害
播种时或结薯前施辛硫磷3~4瓶/亩，除治地下害虫，并配合喷施新高脂膜提高药效；同时对于蚜虫、二十八星瓢虫、早疫病、晚疫病等病虫害可根据植保要求喷施针对性药剂进行灭杀，同时喷施新高脂膜800倍液巩固效果。
（6）马铃薯贮藏
为减缓马铃薯块茎从收获到使用期间的生理活动，以延长其休眠期，防止腐烂变质而采取的保存技术措施。安全贮藏时调剂马铃薯的市场供给，延长加工期，保持特种薯的质量等有重要意义。
1）贮藏生理。块茎收获后，经后熟，入休眠，转萌发，随生理进程的变化，内部成分也不断发生变化。贮藏期呼吸强度与多种因素有关，一般温度升高时呼吸作用增强，温度降低时则减弱；但如从零上几摄氏度降低到0℃时，由于糖分的积累，又会促进呼吸作用略有提高。块茎呼吸受二氧化碳浓度影响较大；此外，机械损伤也可提高呼吸强度。在贮藏期块茎中淀粉和糖类互相转化。低温条件下糖分积累，而在高温条件下糖则被呼吸消耗掉。因此，贮藏前应严格剔除杂质以及不合格块茎。贮藏窖应通风干燥、避光、防潮、防虫、防鼠。贮藏初期应通风散热，使块茎尽快渡过预备休眠期而进入深休眠阶段。贮藏中期应避免冻害维持低温，尽可能延长深休眠期。贮藏后期应维持低温，尽量推迟块茎的发芽期。
2）贮藏方式。根据当地自然特点和贮藏目的，因地制宜采用适合的贮藏方法。①地下式的土窖堆藏：北方高寒地区多采用。从地面向下挖坑作为窖，形状有长方形、圆筒形等，深度均3米左右，窖口加棚盖防寒。须选土质紧实、地下水位低、地势高燥、背风向阳、运输管理方便之处挖窖，用后即拆除棚盖，故使用年限较短，以窖内散堆为主要形式。②库藏：砖瓦结构的贮藏库适于长期经营马铃薯的单位应用，各地均可采用。北方注重防寒，可建成地下式或半地下式。南方可建成地上式，便于散热通风。③土沟埋藏：沟宽1~1.5米，长度依贮藏量而定。有条件的地方也可以采用配有空调设备的贮藏库。
马铃薯的食法很多，除做主食外，还可以做芋粥，其“味不劣而极养生”。又能制成芋丝、粉条、洋芋干等，便于贮藏运输。此外，马铃薯还是一种常用的蔬菜。
6.2甘薯
甘薯的祖先是类同牵牛和蕹菜的野生牵牛。在漫长的进化过程中，二倍体的白花野牵牛，经过天然染色体加倍的途径，进化成四倍体的海滨野牵牛，植株增大，根系变粗；海滨野牵牛又经过漫长岁月，进一步进化成六倍体、三裂叶野牵牛，根部开始膨大，形成可食用的块根。甘薯的名称很多，如番薯、红薯、白薯、土瓜、地瓜等。
6.2.1甘薯传播与应用
（1）甘薯的传播
甘薯起源于墨西哥尤卡坦半岛和南美洲的部分国家和大小安德烈斯群岛。甘薯原产地是在美洲，考古发现，在秘鲁的古墓里发现了8000年前的甘薯块根，证明甘薯在当地种植至少有8000~10000年。同时，在秘鲁和墨西哥收集到大量甘薯属近缘野生种。1492年航海家哥伦布发现新大陆时，发现甘薯已经在南美地区大面积种植栽培。后来由墨西哥、西印度群岛和巴巴多斯传入北美洲。
16世纪在世界范围内，甘薯得到迅速传播。一方面是由葡萄牙航海者追随航海家V.大革马（DaGama）的航迹自加勒比海地区、巴西和欧洲携带甘薯向东引入非洲、印度、东南亚和印度尼西亚。另一方面，西班牙人自南美洲西部、墨西哥将甘薯传到关岛、太平洋夏威夷群岛，以后传入菲律宾。16世纪中叶传入中国，17世纪由中国福建经琉球群岛传入日本。1765年传入朝鲜。
