（一）马铃薯的水分循环和平衡
马铃薯植株鲜重约有90％由水组成，其中约1％～2％用于光合作用。水通过植株根系吸收土壤中的有效水分来补充，土壤水分因土壤和植株的蒸发和蒸腾作用而逐渐消耗，当水分由田间最大持水量损失到植物生长开始受限制的水量时，这一水量称临界亏欠。临界亏欠值以降水量单位mm表示，它相当于恢复到土壤最大持水量所需补充的水分。马铃薯的水分临界亏欠值约为25mm，相当于250m3/hm2。当土壤水分消耗超过这一临界值时，马铃薯叶片气孔就缩小甚至关闭，蒸腾速率随之下降，生理活动不能正常进行，生长受阻而导致减产。
马铃薯叶片
（二）马铃薯水分代谢与块茎形成和发育的关系
马铃薯不同生长时期对水分的要求不同。发芽期芽条仅凭块茎内的储备水分便能正常生长，待芽条发生根系从土壤中吸收水分后才能正常出苗，因此，该时期要求土壤含水量保持在田间最大持水量的40％～50％左右。幼苗期土壤水分应保持在最大持水量的50％～60％，有利于根系向土壤深层发展，茎叶的壮生长和块茎的提早发生。发棵前期水分应保持70％80％的比例，促进茎叶迅速生长；后期则降低水分至60％左右，适当控制茎叶生长以便进入结薯期。结薯前期是马铃薯的水分临界期，早熟品种在初花、盛花及终花阶段，晚熟品种在盛花、终花及花后一周内，因此结薯期土壤水分应保持在田间最大持水量的80％～85％，接近收获时逐步降至50％～60％，以利于块茎表皮老化而便利收获。
切开的马铃薯
（三）水分对马铃薯源、库、流的调控
1.源、源是生产并输出光合产物的组织或器官。马铃薯的源器官主要是功能叶片。源的强弱主要取决于叶面积的大小、功能叶片的光合时间和光合效率。研究指出，绿叶数和叶片长度是其中两个对水分胁迫最敏感的指标，绿叶数在干旱胁迫下减少22％～25％，叶片长度减小幅度29％～53％。开花后遇到干旱时，马铃薯植株从底部叶片开始萎蔫、变黄直到脱落，同时抑制新叶的形成，在衰老和成熟期，若干旱越严重，叶片的衰老速度越快。可见适度的水分供应是维持合适的叶面积和功能叶片光合时间的重要保障。
马铃薯叶片
但水分亏缺对源的影响也不都是负面的，干旱诱导脱落酸（aba）生成，根部产生的aba通过木质部运输到叶片保卫细胞中调控气孔的开闭。在此基础上研发了控制性分根交替灌溉节水技术，即通过对部分根系进行交替灌溉，改变根区土壤水分的分布来调控气孔的开闭，从而实现在不大幅度减产的条件下增加水分利用效率的目的。该项技术在马铃薯栽培上得到了应用，使用控制性分根交替灌溉可以在不显著减少马铃薯产量的基础上节水30％，水分利用效率提高59％。
马铃薯灌溉
2.流、流是指作物源器官形成的同化产物向库器官转移的过程，主要途径是韧皮部运输，主要产物是光合作用过程形成的非结构性碳水化合物，包括蔗糖在内的果聚糖、果糖及淀粉等。研究显示，干旱逆境下，块茎膨大期时马铃薯主茎的干物重和碳水化合物浓度均降低，与对照相比，茎中碳水化合物对块茎干重的贡献降低37％。
马铃薯块茎和薯片
3.库、库是消耗或贮藏同化产物的组织器官或部位。对于马铃薯而言，在生长的早期库器官包括幼嫩的根茎叶等器官，发育的后期主要是块茎。块茎的形成个数和生长速度可以作为表征库强的两个重要指标。水分供应状况是影响马铃薯块茎形成的一个重要因素。旱作马铃薯由于水分供应不足而产量较低，但不同的覆膜处理能明显提高土壤水分含量，覆膜后马铃薯的单株结薯数、大薯个数和大薯重量均明显高于露地平作，从而提高了马铃薯产量。研究表明，与充分灌溉相比，苗期适度的水分亏缺并不会降低马铃薯单株结薯数，但是可以显著提高大薯比例。综上说明，马铃薯代谢库的建成与扩容均不同程度地受到水分的调控，通过集水和保水农艺措施可以调控马铃薯的库容量。