Картопля відноситься до сімейства пасльнові – Solanaceae L., роду Solanum L., входить у секцію Tuberarium (Dun.) Buk., яка характеризується утворенням клубенів.
Батьківщина картоплі – Південна Америка. Первинним генцентром її походження вважають висогірні райони Південної Америки (Перу, Болівія). Вторинний генцентр різноманітності диких клубеневих видів – гірська частина Мексики. Туди розселилися деякі форми диких диплоїдних видів, які під впливом екологічних і інших чинників сприяли виникненню багаточисельних видів. Генцентром виникнення культурної картоплі є узбережжя Чілі з прилеглими островами, де зформувався культурний вид Solanum tuberosum ssp. сhilotanum Buk. et Lechn., і гірські райони Анд (Колумбія, Еквадор, Перу, Болівія, північний захід Аргентини), де основні площі зайняті видом S. andigenum Juz. et Buk.
Основоположником систематики видів картоплі є С.М. Букасов. Відомо 170 видів картоплі, які об’єднані в 32 серії (мал. 42, стор. 105). Серії поділяються на дві географічні групи – південоамериканську і північноамериканську. Більша частина видів (21) ростуть у Південній Америці. Найбільш цікава серія Tuberosa, яка включає культурний вид S. tuberosum, що введений в культуру в давнину в Чілі, де до цього часу вирощують ендемічні сорти цього виду. Пращурами S. tuberosum (за С.М. Букасовим) є близькі до нього тетраплоїдні види S. leptostigma Juz. i S. molinae Juz. Південноамериканські серії об’єднані в три, а північноамериканські – в дві підсекції. З північноамериканськийх серій найбільш багаточисельні і цікаві Demissa i Longipedicellata, яка включає види, що стійкі до фітофторозу і інших хвороб.
З надзвичайно багатого набору видів картоплі в культурі використовується переважно лише S. tuberosum. Усі селекційні сорти створені шляхом багаторазових схрещувань вивезених з Південної Америки зразків S. tuberosum між собою і з культурним видом S. andigenum. У їхньому фенотипі домінують ознаки S. tuberosum. Ця група сортів одержала назву S. tuberosum ssp. europaeum Buk. Сорти картоплі, створені при участі вида S. demissum Lindl. і інших диких і культурних видів, становлять підвид S. tuberosum ssp. hubridum Buk.
Всю багатоманітність селекційних сортів поділяють за сукупністю низки ознак на сортотипи. Окремі сортотипи виділені в групи за назвою країн, у яких селекція проводиться інтенсивно.
Морфобіологічні особливості.
Картопля - багаторічна трав’яниста рослина, в культурі використовується як однорічна, оскільки цикл її розвитку відбувається за один вегетаційний період. Розмножують картоплю бульбами, їх частинами, черенками, а в селекційній роботі – насінням.
Морфологічні ознаки. Коренева система мичкувата, проникає в грунт неглибоко.
Стебло прямостояче або відхиляється. Висота його від 45 до 120 см.Кущ складається з шести- восьми облиствлених стебел, не гілкуватих у скоростиглих і сильно гілкуватих у пізньостиглих сортів. З пазушних бруньок біля основи стебел утворюються підземні пагони – столони, кінці якиз розростаються в клубені (бульби). В культурних видів і сортів досжина столонів біля 10 см, у диких – більше 50 см.
Клубень – потовщене, укорочене стебло. На ньому спірально розташовані вічки з трьома бруньками в кожному. Клубень росте своєю верхівкою, тому в верхній частині його вічок більше розміщені вони зближено порявняно з середньою і нижньою частинами. Форма і забарвлення клубенів різноманітні. Вони бувають ріпчасті, шаровидні, шаровидно-опуклі, довгі і ін. Забарвлення клубенів біле, рожеве, червоне, фіолетове, залежить віж кожури і м’якоті. В більшості сортів м’якоть біла, трішки жовтувата або кремова.
Листки переривчастонепарноперисторозчленовані, складаються з кінцевої частки і трьох –семи пар бокових, між ними розміщуються часточки і ще дрібніші часточки.
Квітки колесоподібні, п’ятерного типу, зібрані в суцвіття складний завиток. Забарвлення віночка біле, червоно- і синьо-фіолетове з різноманітними відтінками. В квітці п’ять тичинок у вигляді конусоподібної колонки і маточка, яка складається з насіневого зачатка, стовпчика і приймочки (мал. 43)
Плід – двогніздова багатонасінева ягода. Насіння дуже дрібне, плоске, світло-коричневе. Маса 1000 насінин 0,5 – 0,7 г.
Біологічнаі особливості. Картопля вирощується повсюдно, але найбільш вона розповсюджена в зонах помірного клімату. Вегетаційний період картоплі в залежності від сорту і зони вирощування становить 50 – 120 днів і більше. За цією ознакою сорти поділяють на рінні, середньоранні, середньостиглі, пізньостиглі і пізні.
Картопля чутлива як до низьких, так і до високих температур. При короткочасних заморозках до 1,5 – 20С бадилля її чорніє і відмирає, при більш тривалому, але поступовому зниженні температури до мінус 2 – 30С, інколи до мінус 40С картопля не гине, оскільки в листках встигають накопичитися цукри, що відіграють захисну роль. Клубені гинуть вже при температурі мінус 10С, що пов’язано з вмістом води.
Корені в картоплі утворюються при температурі грунту не нижче 70С. Початок клубнеутворення в більшості сортів співпадає з фазою бутонізації. Оптимальна температура грунту в цей період 16 – 190С, що буває при температурі повітря 21 – 250С. При підвищенні її до 300С і більше ріст клубенів припиняється.
Картопля - влолголюбива культура, особлива потреба в зволоженні грунту на початку цвітіння. Нестача вологи в цей період призводить до опадіння бутонів, а в наступному до значного зниження врожаю. Найкраще утворення клубенів відмічено в умовах короткого (12-годинного) дня.
Біологія цвітіння. Картопля – самозапильна рослина. Деякі види і сорти картоплі стерільні. Стерільність обумовлена генетично, але на ступінь її прояву впливають екологічні чинники. Так, сорт Камераз в залежності від умов вегетаційного періода може утворювати або не утворювати ягоди і насіння. Те саме спостерігається і в деяких видів. На Памірі майже всі види картоплі плодоносять.
Цвітіння починається приблизно через 30 – 35 днів після посадки. Тривалість цвітіння однієї квітки 3 – 7 днів, усього суцвіття 15 – 40, рослини в цілому 20 – 50 днів. Приймочка дозріває на 2 – 3 дні раніше пиляків. У багатьох сортів через стерільність пилку ягоди не утворюються, багато сортів взагалі не цвітуть, у деяких з’являються і опадають бутони. Для цвітіння найбільш сприятлива температура 16 – 220С.