Весь период роста картофеля условно разделяют на 3 периода.

Первый период — от всходов до начала цветения. На этом этапе главным образом увеличивается масса ботвы. Прирост клубней не­значителен.

Второй период охватывает цветение и продолжается до прекращения прироста ботвы (практически до начала ее увядания). В это время происходит наиболее интенсивный прирост клубней.

Третий период — от прекращения прироста ботвы до естественного ее увядания. Прирост клубней еще продолжается, но менее интенсивно, чем во втором периоде.

Длительность периодов для сортов разной скороспелости различна. У скороспелых сортов от всходов до начала цветения проходит в зависимости от погоды 27 - 36 дней, у среднеспелых — 38 дней, у позднеспелых — 46 - 48 дней. Значительны различия по длине второго периода. Так, у скороспелых сортов интенсивное накопление урожая продолжается в течение 26 - 28 дней, у среднеранних — 34 - 36 дней, а у средне- и позднеспелых — в течение 43 - 45 дней. Примерно такая же закономерность сохраняется и в длине третьего периода.

Наиболее важным в формировании клубней является второй период. В это время накапливается до 65 - 75% конечного урожая. Погодные условия, складывающиеся в этот период, определяют уровень урожая.

Приросты урожая клубней картофеля в зависимости от метеорологических условий могут колебаться от незначительных до высоких. В отдельные годы среднесуточные приросты урожая клубней в период максимального клубнеобразования достигают 2,5 - 2,8 т на 1 га. Приросты же в 1 - 1,5 т на 1 га в отдельные сравнительно короткие периоды отмечаются почти ежегодно.

Многочисленные исследования и практика картофелеводов показывают, что из всех сельскохозяйственных культур картофель характеризуется наибольшей пластичностью, но нормально расти и развиваться растения картофеля могут лишь при обеспечении в определенных количествах светом, теплом, воздухом, водой и пищей.

Требования к температуре. Картофель плохо реагирует на температуру почвы ниже 7 - 8° и в то же время сильно угнетается уже при температурах почвы выше 25° С.

При высокой относительной влажности и температуре -1, -1,5° С чернеет и погибает ботва картофеля. Особенно неустойчивы к пониженным температурам молодые растения. Однако при медленном снижении температуры в растениях картофеля накапливаются сахара, что повышает их устойчивость к небольшим заморозкам (до 2 - 3°).

Клубни картофеля обычно не выносят температуры -1, -2° С, что связано прежде всего с высоким (до 75% и более) содержанием в них воды. Однако в отдельные годы благодаря постепенному охлаждению клубней в осеннее время и накоплению в них значительного количества сахара (иногда до 8%) они могут даже перезимовать в почве. Перезимовавшие клубни обычно рано пробуждаются, трогаются в рост и часто становятся местом временного обитания насекомых-вредителей (жуков, тлей), а в дальнейшем засорителем посева последующей культуры.

Клубни, подвергшиеся при хранении воздействию низких положительных температур, приобретают сладкий вкус вследствие образования Сахаров. При выдерживании клубней после этого в условиях комнатной температуры сахара превращаются в крахмал и нормальный вкус восстанавливается.

Клубни, прошедшие период покоя и высаженные в почву, начинают прорастать при температуре 3 - 5° С, но при этом происходит очень слабый рост и развитие почек без образования корневой системы. При температуре ниже 3° и выше 31° С рост и развитие почек на клубнях задерживаются, а пребывание картофеля в течение нескольких дней при — 1 - 1,5° С и 35° С обычно ведет к повреждению почек.

Корни у картофеля образуются обычно при температуре почвы не ниже 7° С. При более низких температурах высаженные клубни долгое время лежат в почве, на их поверхности за счет имеющихся питательных веществ могут образоваться новые клубни без появления надземных органов. Такое явление можно часто наблюдать при посадке картофеля в холодную, переувлажненную почву или, наоборот, в слишком сухую почву при температуре выше 25°С. Нормальное прорастание клубней картофеля отмечается при температуре почвы 7 - 8°С, но оптимальная для прорастания температура 18 - 20°С. Всходы в этом случае появляются на 10 - 12-й день после посадки, в то время как при температуре почвы ниже 7°С всходы нередко появляются через 30 - 35 и даже через 50 дней. Лучшее клубнеобразования в средней полосе происходит при температуре почвы 16 - 19°С, что примерно соответствует температуре воздуха 21 - 25°С.

При снижении температуры рост клубней задерживается, а при 2°С прекращается. Повышенная температура почвы способствует большему образованию и ветвлению столонов, т.е. ведет к усиленным ростовым явлениям в ущерб накоплению урожая клубней.

При продолжительной температуре воздуха выше 30°С почти прекращается ассимиляционная деятельность листьев картофеля, что ведет к остановке роста клубней и огрубению их кожуры. В такие периоды может усилиться интенсивность дыхания, при котором расход углеводов будет превышать их накапливание, что задержит клубнеобразование. Сумма температур выше 10° С за вегетационный период, необходимая для полного развития растений, для ранних и среднеранних сортов в среднем равна 1000 - 1400°, для позднеспелых — 1400 - 1600°.

Требования к влаге. Картофель — растение, требовательное к влажности почвы. Потребность во влаге изменяется у картофеля по фазам роста. Критическим периодом является фаза начала цветения. Недостаток влаги в почве в этот период приводит к сильному снижению урожая клубней картофеля. Даже кратковременные засухи в фазу бутонизации снижают урожай клубней на 17 - 23%. Различное отношение картофеля к влажности почвы по фазам роста нашло свое выражение в широко известной формулировке А. Г. Лорха (1948), который говорил, что урожай клубней картофеля ранних сортов определяется осадками июля, среднеспелых сортов — осадками июля - августа и поздних — осадками июля – августа - сентября.

Транспирационный коэффициент, или количество воды, затрачиваемое растением на образование единицы сухого вещества, равен у картофеля 400 -550, хотя в отдельных опытах он изменялся от 167 до 659. Это указывает на то, что картофельное растение по своей природе весьма пластично и обладает большой приспособленностью к условиям произрастания.

В отдельные жаркие дни куст картофеля может испарить до 4 л воды. В южных районах, где картофель вегетирует при более высокой температуре и низкой влажности, он испаряет еще больше воды. Поэтому в культуре картофеля во всех районах недостаточного увлажнения решающее значение имеют агротехнические приемы, направленные на накопление и сохранение влаги в почве. При высокой агротехнике, на плодородных почвах и при достаточном обеспечении растений элементами питания картофель экономно расходует воду.

Наиболее благоприятные условия для роста картофеля и образования высокого урожая клубней создаются при влажности почвы 70 - 80% полной полевой влагоемкости (ППВ) в зоне распространения основной массы корней в период цветения и клубнеобразования и 60 - 65% — в период накопления крахмала в клубнях.

Снижение влажности почвы до 60% ППВ в условиях средней полосы уменьшает урожай на 3 - 9%, а до 40% — на 40 - 43%. При влажности почвы 40% ППВ цветение запаздывает на 4 - 6 дней, а при 20 - 30% — на 9 - 10 дней. Соответственно задерживается начало клубнеобразования и отмирания ботвы.

Для обеспечения высоких урожаев картофеля в средней полосе необходимо, чтобы за вегетацию выпадало не менее 300 мм осадков. Если же учитывать потери влаги с поверхности почвы, водопотребление посевами картофеля может значительно возрасти, особенно с продвижением в более жаркие районы.

В этих условиях недостающее количество влаги должно восполняться орошением. При неравномерном выпадении осадков растение картофеля хорошо отзывается на орошение и в Нечерноземной зоне.

А. Г. Лорх в условиях Подмосковья рекомендовал поливать картофель на легких почвах чаще, при нормах 250 - 300 м³ на 1 га, а на тяжелых реже, но при нормах 300 - 400 м³ на 1 га.

Большое значение в водоснабжении картофельного растения в первые периоды его роста имеют запасы влаги материнского клубня, которые выполняют роль страхового фонда, восполняющего недостаток почвенной влаги в наиболее напряженные часы суток. Эту же роль при дальнейшем росте играют и вновь образующиеся клубни. Таким образом, клубни картофеля являются как бы запасными вместилищами, которые заполняются в условиях достатка влаги и из которых растение черпает влагу при ее недостатке в почве.

Картофель лучше многих других полевых культур способен потреблять воду из воздуха при помощи листьев.

Эти особенности картофельного растения дают возможность ему сравнительно легко переносить кратковременные периоды засухи.

Требования к воздушному режиму почвы. Большое количество кислорода из почвенного воздуха в процессе дыхания поглощает корневая система. Суточная потребность в нем корней растений картофеля составляет около 1 мг на 1 г сухого вещества. Наиболее высокую потребность в кислороде испытывает корневая система в период клубнеобразования. В опытах Бушнеля (Bushnell, 1956) в ранней стадии клубнеобразования 1 г корней (в пересчете на сухие) адсорбировал от 6,7 до 12 мл кислорода в 1 час, что в 5 - 10 раз больше по сравнению с корнями других растений. Чтобы иметь достаточное количество кислорода в почве, необходимо сохранять ее в достаточно рыхлом состоянии с объемной массой не более 1 - 1,2 г/см³. В рыхлых почвах лучше проходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом. В избыточно увлажненных, сильно уплотненных, плохо обработанных почвах содержание кислорода нередко опускается до 2%, а содержание углекислого газа резко увеличивается. В таких условиях клубни картофеля задыхаются и загнивают. Оптимальная концентрация углекислого газа в почве должна быть менее 1 %.

Требования к свету. По современной фотопериодической классификации растений культурные сорта картофеля относят к количественно короткодневным растениям, т.е. к таким, для развития которых короткий день не является строго обязательным, но в условиях средних широт ускоряет их развитие. У различных сортов картофеля количественная реакция на длину дня бывает разной.

При пониженной температуре в условиях севера фотопериодическая реакция у картофеля изменяется.

В средних широтах короткий день ускоряет начало клубнеобразования и сокращает длительность вегетационного периода растений картофеля, в том числе длительность формирования и роста клубней. На ранних этапах клубнеобразования масса клубней в условиях короткого дня бывает выше, чем в условиях длинного. Но длинный день усиливает формирование ботвы, от мощности которой зависит количество продуктов фотосинтеза, необходимых для роста клубней. Поэтому общий урожай клубней на длинном дне, как правило, бывает выше, чем на коротком. Однако это не может служить основанием для отнесения картофеля в группу длиннодневных растений.

В настоящее время общепризнано, что как у ранних, так и у поздних сортов картофеля более продолжительный и интенсивный рост ботвы наблюдается в условиях длинного дня, эффективность же клубнеобразования, которая определяется отношением массы клубней к массе ботвы, значительно выше в условиях короткого дня. На это указывает и тот факт, что наиболее активное клубнеобразование у подавляющего боль­шинства сортов картофеля отмечается во вторую половину лета, когда длина дня заметно уменьшается.

Картофель справедливо считают светолюбивым растением. Даже при небольшом уменьшении освещения у картофеля отмечается пожелтение ботвы, вытягивание стеблей, ослабление или полное отсутствие цветения и снижение урожая клубней. Учитывая это, в сельскохозяйственной практике необходимо создавать наилучшие условия освещенности, необходимые для растений различных сортов картофеля в конкретных условиях его возделывания. Излишне загущенные посадки, равно как и изреженные, не могут обеспечить получения высоких урожаев картофеля.

Существенное влияние на урожай и его качество оказывает направление рядков. При северо-южном, северо-западном и юго-восточном направлениях рядков растения равномернее освещаются в течение дня по сравнению с западно-восточным. При северо-южном направлении рядков, например, урожай картофеля повышается на 16 - 20 ц. с 1 га, а крахмалистость клубней на 1 - 2%.

Клубни картофеля, побывшие несколько дней после выкопки из земли на свету, зеленеют — в них образуется хлорофилл. Под воздействием прямого или рассеянного света содержание соланина увеличивается до 30 - 40 мг на 100 г клубней вместо 2 - 10 мг на 100 г, которое бывает в обычном картофеле. Затем соланин превращается в гликозид соланина, являющийся антисептическим веществом. Для семенного картофеля такое озеленение полезно, так как благодаря чему клубни надежно предохраняются от заболеваний и грызунов во время осенне-зимнего хранения.

Продовольственный картофель следует оберегать от озеленения, так как при этом он приобретает неприятный горько-терпкий привкус и становится ядовитым.