颜色丰富、形态各异的秘鲁土豆。
土豆，学名“马铃薯”，是著名的茄科食用植物。它在全世界有无数忠实的爱好者，各国更是对它担起主食重任抱以厚望。为了应对随时可能到来的粮食危机，许多国家都相继增加了粮食作物的种植面积，其中以土豆的种植面积增长速度最快。土豆不仅有较高的营养价值和老少皆宜的口感，而且从产量和种植条件等多方面考虑，土豆可以说是最适合作为主粮的作物之一。鉴于土豆的种种优点，联合国将2008年命名为国际土豆年，并称赞其将成为未来人类的主食之一。不被待见的土疙瘩被摆上了餐桌
土豆被安第斯山脈的原住民种植了数千年，但直到16世纪才被外界所知。1532年，西班牙殖民者们为了寻找黄金首次踏上秘鲁。在和当地人接触的过程中，他们注意到印加的矿工会食用刍努——将土豆置于寒冷雪地冻干后形成的食物。这种食物在室内可保存十年不腐坏，因此帮助当地人有效地抵御了灾荒年月被饿死的风险。后来土豆被西班牙人带回国进行小规模种植，但西班牙人只是用土豆喂牲口。17世纪初，秘鲁人将土豆;东干，由此制作出的刍努可以长期保存土豆已经进入英国、意大利、荷兰等欧洲国家，可是这个时期的欧洲人依然不能接受土豆作为食物，只有在饥荒时期实在没有口粮的情况下，无奈的欧洲人才不得不煮“野蛮人的块茎”来吃。欧洲人厌恶土豆的另一个原因，是他们觉得土豆植株长得很像“女巫”们种植的茄科植物（这也是事实，马铃薯为茄科茄属），害怕触碰土豆会中毒，更别提吃土豆了。
秘鲁人将土豆冻干，由此制作出的刍努可以长期保存。
其实，土豆有许多其他粮食不具备的优点：土豆特别容易种植，生长速度快，占地面积也少;土豆的生长对环境也不挑剔，在任何环境下几乎都能生长;土豆的营养价值也很高——它含有人体所需的所有9种必需氨基酸，其所含的维生素C是苹果的10倍，B族维生素是苹果的4倍，各种矿物质是苹果的几倍至几十倍不等。甚至就连土豆皮也有一定的保健功效，土豆皮富含绿原酸和硫辛酸等抗氧化剂。绿原酸有抗氧化和抗癌的功效，硫辛酸对糖尿病和饮酒造成的多发性神经病变有疗效。
但在当时，整个欧洲社会并不了解土豆的好处。从农民到城市工人，欧洲民众对土豆非常抵触，认为其既没有味道，闻着也不香。欧洲第一本百科全书的作者德尼·狄德罗这样形容土豆的滋味：“除了淀粉味，什么味道都没有的块茎。”然而，一场殖民战争却让不被待见的土豆成了英国人的主食。1775年，当时还属于英国殖民地的美国爆发了一场抵抗英国殖民统治、争取民族独立的战争。当时英军的所有口粮都来自英国本土，8年战争的惊人消耗让英国本土陷入了大饥荒。迫于粮食压力，英国政府不得不出台政策，大力推广种植土豆。在饥荒面前，英国人顾不得先前的偏见，丑陋的块茎这才被正式摆上了英国人的餐桌。相似的历史也在英吉利海峡对面的荷兰、比利时和法国等国上演。从一开始的歧视和怀疑，到最后充分认识到土豆的优点，欧洲用了几百年时间。
成也土豆，败也土豆
随着土豆出现在越来越多欧洲人的餐桌上，欧洲国家抵抗粮荒的能力明显提高，周期性人口减少的发生率也大大降低。营养丰富的土豆还降低了欧洲人患坏血症、结核病、麻疹和痢疾等疾病的风险。从某种意义上来看，土豆可以说是西方世界崛起的重要支撑。欧洲种植土豆的区域出生率逐渐上升，死亡率逐渐降低，这让欧洲的人口迅速增长，其中又以爱尔兰最为明显。
从1780年到1841年，爱尔兰总人口实现倍增，从400万增长至800万。如此夸张的人口增长数据背后的原因既不是工业扩张，也不是农业技术革命。爱尔兰的农业技术相对于英国更加落后，即便如此，种植难度和种植成本都很低的土豆能让最贫穷的农民家庭生产出大量营养丰富的食物。和谷物相比，土豆的种植、收获和烹饪难度低，连小孩都能完成。收获上来的土豆也不像谷物需要脱壳、干燥和磨粉。又因为原产于南美的土豆非常适应爱尔兰的土壤和气候，当时1英亩（约合6亩）土地可以出产6吨土豆，而小麦和燕麦的产量不到1吨。当大部分欧洲地区家庭还在拒绝食用土豆时，爱尔兰人已经将土豆作为重要的粮食对待。对于当时的普通爱尔兰家庭来说，土豆是唯一的食物，但太过单一的食物构成给爱尔兰埋下了灾难的种子。
这场灾难来得如此突然，在1845年至1852年的7年时间里，爱尔兰人口骤减100多万，200多万爱尔兰人背井离乡。灾难背后的原因是晚疫病引发的土豆大减产。导致土豆晚疫病的元凶是一种卵菌，被晚疫病卵菌感染的土豆的块茎和叶片都会腐烂。当时烂在土中的块茎对爱尔兰家庭的打击无疑是致命的。
矗立在都柏林街头的饥民雕像，真实地反映了那段饥荒岁月。
感染晚疫病而腐烂的土豆块茎。
秘鲁至今依然保留着全世界最大的马钤薯品种库。
发生在爱尔兰的悲剧很大程度上是土豆种植品种过于单一酿成的，而在土豆的发源地秘鲁，晚疫病的威胁并不是很大。这是因为秘鲁人会在不同海拔种植不同品种的土豆，自然选择和人类对土豆口味和抗病虫害能力等方面的要求，共同造就了秘鲁丰富的土豆品种。秘鲁本土的土豆品种在5000种以上，数量庞大的土豆家族甚至让植物分类学家们为此头疼了好几十年。多样化的好处是染病风险减小，使得晚疫病只能感染其中部分品种的土豆。当时爱尔兰人所种植的土豆品种非常单一，再加上以块茎无性繁殖的土豆会将保留上一代块茎中的病毒，造成病毒积累，才酿成了那次惨剧。
为了不让悲剧重演，今天的科学家们对土豆晚疫病卵菌的基因进行了测序，同时在现代农药、基因工程和多样性冗余方面加大研究和投入，使植物病带来的危害大大降低，也为土豆成为主食扫去了大部分后顾之忧。土豆的规模化种植助推了现代农业发展
现代农业的蓬勃发展，土豆在其中也扮演了重要角色。旧石器时代温度变化十分剧烈，这个时期世界上大部分地区在寒冷的冰期和温暖的间冰期间快速变换。不稳定的气候决定了人类不能靠某一种食物生存。距今约1万年前，当最后一个冰河期结束，气候变得稳定时，古人们开始从成千上万种可食用植物中挑选他们各自偏爱的少数品种并尝试栽培，农耕的星星之火在全世界蔓延开来。在土豆和玉米还没有在欧洲大面积种植，强效肥料尚未得到普遍使用之前，欧洲农业生产效率低下，当时的欧洲人每天能获取的食物还不如同时期非洲或亚马孙地区某些靠采集和捕猎维生的原始部落。吃不饱的窘境最后被规模化单一品种种植农业改变了，这场最先兴起于欧洲的农业革命让数亿欧洲人摆脱了贫困，而最早进行规模化种植的粮食品种就包括土豆。
单台联合收割机每小时可收获100～400吨土豆。
马铃薯甲虫是土豆的天敌。
近现代欧洲和北美地区土豆的大规模种植为农业工业化树立了模板，也改变了世界农业的大格局。大航海时代在为欧洲带来土豆的同时，还将全世界第一种强效肥料——秘鲁鸟粪引入了欧洲。鸟粪中含有丰富的氮、磷和钾等元素，出口鸟粪让当年的秘鲁赚了不少钱。但遗憾的是，商船同时还引入了土豆的天敌——马铃薯甲虫。马铃薯甲虫最喜爱土豆植物，同时也会危害番茄、烟草、辣椒和茄子等茄科植物。虽然马铃薯甲虫让现代农业产业者伤透了脑筋，但也给杀虫剂的发展带来了很大的动力。19世纪60年代，美国为扼制马铃薯甲虫疫情，在全国范围内大面积推广砷制剂杀虫剂。在砷制剂的基础上，科学家又不断研究出双对氯苯基三氯乙烷（俗称滴滴涕，现已禁用）等杀虫剂。在规模种植、强效肥料和杀虫剂的共同作用下，农业生产技术发生了巨大变革，单位面积产量大大提高。高产又顽强的块茎
土豆之所以能成为全世界人民喜爱的主食，产量高是重要原因。作为谷物的小麦或水稻的谷穗如果太重，会造成植物倒伏，这对植株是致命的。而生长在地下的土豆块茎则基本不受植物其他部分的限制。土豆的繁殖策略也和水稻等植物有很大不同。禾本科的水稻、玉米和大麦等作物的寿命都很短，野生种寿命一般不超过两年，因此它们选择将光合作用合成的能量全部留给下一代，也就是种子。
土豆原产于安第斯山区，恶劣的环境让土豆具备了多种应对恶劣环境的策略。安第斯山脉遍布活火山，是地震、洪水和山体滑坡的高发地。就算不考虑地质灾害的影响，安第斯山区的气候也不适合农业生产：山区的温度变化幅度剧烈，几个小时内温差可达20多摄氏度。在艱难的生存环境面前，土豆演化出了两大求生本领：其一，块状的变态茎。土豆演化出了块茎，并将丰富的营养储存在其中。因为土地是良好的保温层，深埋地下能在一定程度上抵御山区剧烈的温度变化，同时也避免了被动物啃食。块茎营养储备丰富，自带“水箱”，和作为植物种子的谷物相比，土豆抗干旱等恶劣环境的能力更强。其二，土豆有两条繁殖途径。除了开花授粉进行有性繁殖外，土豆还可以通过块茎上的芽进行无性繁殖。相比有性繁殖，无性繁殖无需将能量消耗在不能生育后代的雄性身上，同时能保证后代基因的稳定。
土豆将几乎全部营养保存在块茎中
不过，土豆作为食物也存在一些缺点，比如含水量高。土豆的含水量高达60%～70%，干物质比例大大低于谷物。更大的体积和重量带来的是更高的运输成本。土豆的另一大缺点是不耐储存。生土豆对储存环境的要求很高，一旦腐烂、变绿或是发芽，都会导致土豆无法食用，国际粮食市场上鲜有土豆交易也是这个原因。无法长期保存就意味着生土豆无法作为存储粮，这也是限制土豆成为主粮的重要原因。世界各国的土豆平均亩产也相差巨大。非洲一些国家因为缺少肥料和灌溉水，平均亩产仅为0.5吨左右，而欧盟国家的土豆平均亩产可达2.5吨左右。另外，土豆多以种薯繁育，一般每次收获要留下20%作为种薯，大大超过水稻和玉米等谷物所需留下的种子量。最后，土豆的无性繁殖无法淘汰缺陷基因，还会带来适应新环境能力变弱、积累病毒等问题。只有解决了这些问题，土豆才能真正成为安全的主粮。土豆时代的序幕
土豆作为全球热销食品，正在经历由新鲜土豆转向增值加工食品的转变。土豆淀粉中含有天然的磷酸基团，因此含水性超过玉米淀粉和红薯淀粉，被用来为食物增稠。人们平时购买的面食制品、蛋糕和冰淇淋中大多添加了土豆淀粉。餐馆和快餐连锁店所用的预制薯条和薯块每年的产量超过700万吨。土豆可以作为酿酒的原料，东欧地区人民喜欢饮用的伏特加的发酵原料中就有被碾碎的土豆泥。1937年，美国梅尔食品公司首次生产的富含土豆全粉的罐头午餐肉顺利成为二战盟军食品中的主要蛋白质来源，而土豆全粉解决了生土豆不耐储存的问题。
土豆淀粉在制药、纺织和造纸工业中也有重要作用，主要用于加工黏合剂和作为填充物，还能改善食物纹理。土豆淀粉具有抗高温和耐高压的特性，因此在石油工业中被用于稠度稳定剂，以保持泥浆的水分。土豆淀粉可以用于替代目前使用的聚苯乙烯等塑料，由土豆淀粉制成的一次性餐具具有100%生物可降解的优点。土豆的皮和含淀粉废料可用于生产生物质乙醇。据加拿大研究机构的估算，4.4万吨土豆加工废料可生产400万～500万升乙醇。
能否更集约、高效地使用资源是判断科技先进与否的重要标准。如果达到相同的生产水平，使用的资源比以前更少，这就是科技进步。过去的经验和教训告诉我们，在有限的耕地资源、水资源和能源前提下，高效、清洁和可持续是未来农业的发展方向，而高产、适应性强的土豆恰好能满足这些要求。要让全世界大多数国家接受土豆作为主粮还需要很长时间，但为应对随时可能爆发的食物危机，至少人类已经有了土豆这个对策。
美国宇航局非常看好土豆作为未来人类在火星上的食物（效果图）。
