我国马铃薯主产区分布于东北、西北和西南地区，其中大部分地区的自然生态条件极为恶劣，并与集中连片特殊困难地区的分布高度吻合。经粗略统计，我国70%以上的国家级贫困县位于马铃薯主产区，马铃薯既是当地群众的主粮作物，也是家庭收入的重要来源之一。很多地方政府都专门将发展马铃薯产业作为精准扶贫的重要抓手，出台了一系列文件、政策，希望通过马铃薯种植技术的升级，实现“降成本、扩产量、提质量、增收入”的目标，帮助贫困群众实现脱贫致富。因此，马铃薯产业的战略重要性、区域特色性、增收显著性，以及使其具有极高的科技转化效益，也应成为科技脱贫的主攻方向。
制约马铃薯产业发展五大问题
尽管我国马铃薯产业发展势头迅猛，然而，马铃薯种植的科技水平对产业发展的贡献度明显落后于农业先进国家。根据2016年联合国粮农组织（FAO）发布的数据，我国马铃薯平均单产仅为1.1吨/亩左右，不仅低于世界平均水平，甚至不及美国单产的1/3。科技水平低，在很大程度上制约了我国马铃薯产业的扶贫效益。经广泛调研和深入分析，专家认为，当前我国马铃薯产业及其在扶贫领域存在以下瓶颈问题。
脱毒种薯普及率低、种薯质量差，产量亟待提高 使用优质脱毒种薯，是马铃薯种植先进国家稳产高产的保证。例如，美国脱毒种薯的普及率已经达90%以上，德国、法国、荷兰等国甚至已接近100%。目前，我国马铃薯脱毒种薯供应量不均，加之繁育成本高，推广应用难度大，导致我国脱毒种薯覆盖面积仅为35%左右。具体而言，部分贫困地区尚未建成完整的种薯生产链，种薯繁育体系有待进一步健全；尤其原种繁育基地布局分散、规模化程度偏低，且大多未建成专业化的质量检测技术平台，种薯质量良莠不齐，使用成本高。这导致深度贫困区的种植户使用脱毒种薯的意愿不强，农户为降低成本普遍使用低级别种薯甚至自留种，造成田间退化植株较为普遍，亩产不到1吨，明显低于全国平均水平，严重制约了薯农的脱贫增收。
疫病常年高发、有效防控措施缺乏，严重影响种植效益 2008—2014年，全国马铃薯晚疫病发生面积约为 154.94—265.15万公顷，占马铃薯总种植面积的30.9—47.2%，给种植户造成重大经济损失。据中国科学院微生物研究所（以下简称“微生物所”）科技扶贫团队调研，乌蒙山集中连片特殊困难区跨云南、贵州、四川3省，是马铃薯种植面积增长最快的地区之一，但该地区暖湿多雨的气候容易导致病害的发生流行。每年5—6月，该地区大春马铃薯现蕾期和块茎膨大期与雨季持续阴雨高湿期重叠，极易造成早疫病和晚疫病大面积发生。而多数贫困户防控意识薄弱，有效药剂售价高昂，导致部分地区病害防治率不及10%，造成普遍减产20%以上，特殊年份产量损失甚至超过50%，产值损失超过70%。因此，疫病是制约产量提升、影响种植收益的重要瓶颈问题之一。
土传病害加剧危害、有效防控措施匮乏，块茎商品性下降 据调查，我国华北、东北和西北地区一季作区种薯生产大户及南方冬作区，每生产1吨块茎施用的化肥折纯用量普遍为18—25千克，少数达40千克，显著超过理论需肥量；加之施肥结构不合理及高强度种植，引发了土壤生态失衡、土传病害逐年加重等一系列问题：部分地区疮痂病、粉痂病、黑痣病等发病率达20—40%，局部高达60—80%。种薯品质下降不仅直接影响到贫困户的种植收益，而且成为制约马铃薯产业可持续发展的核心难题。
冬作区冻害频发、轻简高效防范措施缺乏，产量波动大 冬作马铃薯收益高，对带动农民脱贫和促进当地经济发展具有重要意义。低温冻害是影响冬作马铃薯生产的关键风险因素。近年来受全球气候变化影响，自然灾害频发多发，反常低温冻害和生长关键期的旱灾导致冬作马铃薯产量波动较大，从而造成极大的经济损失，严重制约了贫困群众的种植收益和脱贫致富，甚至造成因灾致贫、因灾返贫。
管理粗放、种植标准不统一、生产经营模式落后 我国西南贫困山区60%以上的地区以春作为主，其中50%左右的面积仍采用20世纪70年代推广的“马铃薯—玉米”套种模式。这样的种植模式无法有效发挥，甚至降低了马铃薯种植的效益。一方面，玉米价格偏低，挤占了马铃薯种植面积；另一方面，大量春播马铃薯在夏季集中上市，供大于求致使农户经济收益整体偏低。尽管少数乡镇组建了专业合作社，但由于缺乏技术人员和管理机制，营销网络不健全，绝大多数群众依旧采用粗放的种植方法、不合理的施肥以及散种散卖的经营模式。加之贫困地区农田硬件设施不足，抵御极端天气影响的设防能力弱，马铃薯产量极不稳定，至今尚未形成具有市场影响力的特色品牌。
创建马铃薯绿色高效生产技术模式
中国科学院是国内最早开展脱毒马铃薯研究的科研单位之一，在马铃薯栽培、肥料农药高效利用、病虫害绿色防控、加工淀粉废水循环利用等方面具有长期的研究基础，积累了丰富的研究经验和科技成果。1978年，微生物所田波院士等人研究发现，马铃薯退化不仅由病毒引起，还与温度等有关，并率先在位于冷凉地区的内蒙古自治区乌兰察布市建成全国首个脱毒种薯规模化繁育基地，创造了巨大的经济效益；2006年，中国科学院成都生物研究所研制出多种植物免疫诱导剂，可有效促进马铃薯植株生长，平均增产达7.21%，同时可防治多种病害；2013年，中国科学院兰州化学物理研究所研发的不间断抗扰动“反向絮凝—超滤”分离装置，可有效解决马铃薯加工废水资源化利用和安全排放问题；2014年，中国科学院合肥物质科学研究院研发的农药控失技术可减少农药流失25%，延长药效期5—7天，降低农药用量约20%。该技术由青岛中科禾辉生物技术有限公司产业化生产，并被巴斯夫、富美实、易普乐等国内外知名农药企业采用。
2010年以来，微生物所联合中国科学院合肥物质科学研究院，开展了马铃薯化肥农药高效利用和病虫害绿色防控技术研究，取得了丰硕成果。先后研发出肥料增效、土壤调理、免疫诱抗及病原拮抗菌等多项原创性技术，并实现产业化，具体包括：肥料增效助剂，可控制养分迁移和转化速度，促进养分吸收和利用，显著提高肥料利用效率，降低化肥用量20%；土传病害拮抗菌剂，可实现马铃薯疮痂病防治率达80%以上；土壤调理剂，可有效改善耕层土壤生态，使有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、土壤孔隙度等指标大幅提升，多次使用可显著增加益生菌群及蚯蚓数量；免疫诱抗剂，可激活植物植保素合成途径的关键酶，从而提高马铃薯系统抗病和抗逆性，降低晚疫病、疮痂病等病害的发生和危害风险。
中国科学院微生物所以上述技术为核心，集成多项先进栽培措施，构建了马铃薯绿色丰产技术体系，并在宁夏、内蒙古、黑龙江、甘肃、贵州等马铃薯主产区进行了应用推广，取得了良好的经济、社会、生态效益。
