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1、第一章 中药植物栽培的环境条 件与产量品质的形成第二篇 中药植物栽培基础林 莺linying_中药植物 产量和品 质自身遗传条件生长发育环境条件第一节 中药植物的栽培环境 与生长发育植物的生长发育是一个极其复杂的过程，表现为种子发 芽、生根、长叶、植物体长大成熟、开花、结果，直至最后 衰老、死亡。 植物的生长发育是一个从量变变到质变质变 的过程, 是植物按照自身固有遗传模式和顺序，在一定外界 环境下，利用外界物质和能量进行分生、分化的结 果。Diagram生长(growth)植物直接产生与其相似器官的现 象，生长的结果引 起植物体积或质量 的增加。 量变过程生长与发育发育(developmen
2、t) 植物通过质变 ，产生与其相似个 体的现象，主要表 现为各种细胞、组 织和器官的分化， 发育的结果产生新 的器官。 质变过程体积或质量形态、结构形态、结构 、机能、机能中药材内在品质外界因素 （环境因素）正常生长发育中药材最终品质遗传因 素地道药材的产生一、植物生长发育概论（一）植物的生命周期一个植物体从合子经种子发芽，进入幼年期、成熟期 ，形成新合子的过程，称为植物的生命周期。牛蒡、菘 蓝薏苡、红 花 人参、贝 母、延胡 索、忍冬1年生2年生多年生根、茎、 叶等营养 体生长旺 盛期、休 眠期。从种子的 形成至开 始萌发的 阶段。逐渐转向 生殖生长 ，孕蕾、 开花、结 实。种子时期营养生
3、长时期生殖生 长时期个体发育植物从种子萌发开始到再收获种子为止的过程称为个体发 育。以用种子繁殖的植物为例，可将植物的个体生长发育进程 分为三个阶段。1.植物生长曲线和生长大周期 在不同的生长期、不同的生长环境和植物自身的遗传因 素等内外因素的共同影响下，植物体的生长速度呈现出“慢 快慢”的S形变化曲线，即植物体初期生长缓慢，以后 加快，并达到高峰，之后又减慢，甚至停止生长。这种S形 变化曲线，称为植物生长的Logistic曲线。 这种生长速率呈周期性变化所经历的三个阶段过程称为植物生长大周期，或称大生长周期（grand period of growth）。 2.季节周期性随着一年四季的变化，
4、中药植物的生长也呈现周期性变化。 营养生长生殖生长越冬准备冬季休眠温带地区中药植物有效成分的季节性周期变化春季采收益母草夏秋季采收盐酸水苏碱含量高叶、花盐酸水苏碱含量高 茎含量少3、植物生长的日周期性植物在一天的生长进程中，经历白昼与黑夜，必然 受到昼夜节奏生长因子的影响，也表现出周期性变化。温度体内水分充足提高光合速率减慢呼吸速率适当高温适当低温净积累增多在一定温度范围的昼夜变化中，温差越大，植物的 生长速率越快，产量越高，品质越好。青蒿有效成分青蒿素日变化光照（二）植物生长发育的相关性高等植物的各种器官是一个统一整体。 植株体内不同器官之间相互依存、相互制约的关系称为 生长的相关性。1、顶
5、芽与侧芽、主根与侧根的相关性植物的顶芽和侧芽由于发育迟早的不同以及所处的位置 不同，在生长上有着相互制约的关系。主茎顶端在生长上占 有优势的地位，影响侧芽的生长。植物的顶芽优先生长，影响了侧芽或侧枝生长的现象称 为顶端优势。 应用：菊花摘心可以促进分枝，使产量增加。主根与侧根的关系也和茎相似，主根生长旺盛，使侧根 生长受到抑制。育苗移栽时，主根受伤或被截断，可使侧根 生长加快，根冠比（R/T）增大，肥水吸收更多，有利于地 上部生长。 应用：白芍定期清理侧根可以提高产量。2、地上部分与地下部分的相关性植物的地上部分与地下部分有着相互促进、相互制约的 相关性。“根深叶茂”、“本固枝荣”、 “育秧先
6、育根” 。产生：营养物质和生长调节物质的相互交换。有机营养物质水、矿质营养合成有机营 养物质吸收水和无机盐通常用根冠比来表示两者 的生长相关，即植物的地下部 分和地上部分的质量（鲜重或 干重）之比，这一比例关系称 为根冠比（R/T）。土壤营养状况土壤营养状况：N多 R/T 小N少 R/T 大光光 照照 条条 件件：不足 R/T 小充足 R/T 大温温 度度：低 R/T 大高 R/T 小土壤水分状况土壤水分状况： 水少 R/T 大水多 R/T 小土壤通气状况土壤通气状况：良好 R/T 大不好 R/T 小影影响响根根冠冠比比的的因因素素v“旱长根，水长苗”。v蹲苗，水稻旱育秧， R/T，根系发达，
7、地上部生长稳健 ；v修剪与整枝，R/T，刺激侧芽，侧枝生长，光合产物向下 运输少；v中耕与移栽，R/T，刺激根系生长，地上部对根系供应量 相对增多。3、营养生长与生殖生长的相关性营养生长：根、茎、叶等营养器官的生长出苗至植 物生长发育的前期提供物质积累。 生殖生长：花、果实、种子等生殖器官的生长植物 生长发育的中后期（花芽的分化为起始）。 植物的营养生长和生殖生长之间存在着相互依赖、相互 制约的辩证统一关系。依赖关系 生殖生长以营养生长为基础。营养生长为生 殖器官提供生长所需的养料，植物的花芽必须在一定的营养 生长的基础上才分化，而花芽的分化为生殖生长的起始。对立关系 (1)营养器官生长过旺，
8、会影响生殖器官的形成和发育。肥水过多徒长 影响结实(2)生殖生长抑制营养生长。生殖生长消耗大量营养，与营养生长产生竞争。果树大小年应用：山茱萸、枸杞等木本果实类药材产量的大小年现象。（1）与树体的营养条件有关。（2）与体内激素变化有关。生产上常用修剪及生长调节剂来疏花疏果，调节营 养生长和生殖生长的矛盾，确保年年丰收。 栽培中注意事项：根、茎、叶入药的中药植物：保证水分的充足供应，增施氮肥，摘除花芽等措 施来促进营养器官的生长，防止营养器官的早衰，从而抑制 或推迟生殖器官的生长，以保证产量。 花、果实、种子入药的中药植物：1、生殖生长期控制营养器官生长量，以免与生殖 器官竞争营养物质；2、适当
9、疏花、疏果以控制花、果实数量，避免过 度消耗营养，并有积余，以保证产量及年年丰产，消除大小 年。4、极性与再生性极性是指植物体器官、组织或细胞的形态学两端在生理 上具有的差异性（即异质性）。 植物体的极性在受精卵中已形成，并延续给植株。当胚 长成新植物体时，仍然明显地表现出极性。极性产生的原因：一般认为与生长素（IAA）的极 性运输有关。 生长素运输：形态学上端 下端另外，由于不同器官IAA的极性运输强弱不同，如 茎根叶，因此不同器官的极性强弱也存在差异。一般来说 ，茎根叶。一段枝条 形态学下端（近 基端）生长素含量多 分化生根 形态学上端（远 基端）生长素含量少 分化成芽。 倒挂（倒挂潮湿环
10、境）柳树枝条的极性与再生 A.正放：上端出芽，下端生根 B.倒置：下端出芽，芽朝上； 上端长根，根朝下应用植物的极性现象在生产上早就受到了人们的注意。在扦 插、嫁接以及组织培养时，都需将其形态学的下端向下，上 端朝上，避免倒置。再生能力就是指植物体离体的部分具有恢复植物体其他 部分的能力。生产上的扦插、分根、组培等无性繁殖，就是 植物再生能力的实践应用。 远志叶片的愈伤组织分化的不定芽NAA（萘乙酸）为2.0/L 诱导后生长情况1长春花丛生芽增殖左：无根苗右：根诱导（三）植物的发育理论植物感受外界环境的变化（昼夜节律、温度等）使体内 产生一系列生理生化变化，从而诱导植物的生长发育，保证 植物的
11、营养生长和生殖生长正常进行并顺利转换。 植物的发育理论及假说产生：植物体生理生化变化对生 长发育的影响的探索和研究。1、光周期现象光周期现象：植物通过感受昼夜长短变化而控制开花的 现象。 按照植物对光周期的反应，常分为三类：在24h昼夜周期中，日照长度长于一定时数（一 般1214 h以上）才能成花的植物。如：大麦、萝卜、牛蒡 、红花等。在24h昼夜周期中，日照长度短于一定时数（一 般1214 h以上）才能成花的植物。如水稻、苍耳、紫苏、 大麻、菊花等。这类植物的成花对日照长度不敏感，只要其他条 件满足，在任何长度的日照下均能开花。如月季、地黄、蒲 公英等。长日植物（long-day plant
12、，LDP）：短日植物（short-day plant，SDP） ：日中性植物（day-neutral plant，DNP）：临界日长：昼夜周期中诱导短日植物开花所需的最长日 照时数或诱导长日植物开花所需的最短日照时数。临界日长长日植物开花临界日长短日植物开花应用苍耳的临界日长是15.5h，天仙子的临界日长是11h。 将SDP苍耳和LDP天仙子放置在14h日照长度下，是否 都能开花？6 12 18 24 每天光期长度 （ h）短日植物苍 耳长日植物天仙子日中性植物临界日长相对开花反应相对开花反应相对开花反应6 12 18 24 每天光期长度 （ h）6 12 18 24 每天光期长度 （ h）临
13、界日长临界暗期与暗期间断试验证明，植物开花决定于暗期的长度而不是光期的长 度。 临界暗期：指昼夜周期中LDP能够开花的最长暗期长度 或SDP开花所需的最短暗期长度。 SDP实际上是长夜植物，LDP是短夜植物。 SDP的成花反应需要长暗期，但光期过短亦不能成花。2、温周期反应与春化现象温周期：自然条件中的温度周期性变化，对植物生长有 极大影响，相应的周期性变化称为温周期。温度日周期温度年周期 温周期反应：植物对温度周期性变化的反应。低温，呼吸 降低，物质 积累、促进 生长及花芽 发育光合作用 ，营养物 质积累春化作用：植物必须经历一段时间的持续低温才能由营 养生长阶段转入生殖生长阶段的现象称为春
14、化作用。中药植物通过春化的方式有两种：1、萌动种子的低温春化，如芥菜、大叶藜、萝 卜等，种子的胚为感知低温的部位；2、营养体的低温春化，如当归、白芷、牛蒡、 及菊花等，茎尖生长点为感知低温的部位。 春化处理：用人工方法满足植物对低温的要求而完成春 化过程称为春化处理。植物对低温要求的两种类型：1、相对低温型：低温处理促进植物开花，如冬性一年 生植物，种子吸涨后即可感受低温。2、绝对低温型：若不经低温处理，植物绝对不能开花 。一般二年生植物和多年生植物属此类。各种植物春化所要求的温度不同，有效温度界于010 ，最有效的春化温度是17 。一般低于生长的最适温度对成花就具有诱导作用。但植 物原产地不
15、同，通过春化所需的温度也不同。根据原产地不同，将小麦分为三种类 型：冬性、半冬性和春性各类型小麦通过春化需要的温度和天数类 型 春化温度范围/ oC 春化时间/d冬 性 03 4045半冬性 36 1015春 性 815 58各类植物通过春化时要求低温持续的 时间不同，在一定时间内，春化的效应 随低温处理时间的延长而增加。10 20 30 40 50冷处理的持续时间/d冬黑麦种子低温处理时间对开花的影响从种植到开花的天数/d12080403、碳氮比假说KlebsC/N较大时，植物开花； C/N较小时，则延迟开花或不开花。 研究表明：C/N高时，仅促进LDP或日中性植物开花， 对SDP并非如此。 在农业生产上应用广泛。果树
