药用植物栽培的基础理论

关于药用植物栽培的基础理论第1页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育

药用植物的生长与发育是同一生命过程中的两个方面。药用植物的生长是指植物体积和重量的量变过程，它是通过细胞分裂和生长来完成的。这种体积和重量的增长是不可逆的，它包括营养体的生长，也包括生殖体的生长。药用植物的发育是指植物体一生中形态、结构、功能的质变过程，它是通过细胞、组织、器官的分化来体现的。第2页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育1、药用植物的生长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。根据周期不同可把植物分成：一年生植物：如薏苡、红花等。二年生植物：如当归、菘蓝等。多年生植物：如人参、贝母、延胡索等。其中有一部分多年生草本植物能保持四季常青。多年生植物大多数一生中可多次开花结实，少数植物一生只开花结实一次，如天麻等。也有个别植物一年多次开花，如忍冬等。一年生和二年生植物之间，或二年生与多年生植物之间，有时是不容易截然区分的。如菘蓝、红花等。

第3页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育2、个体发育药用植物从种子萌发开始到再收获种子为止的过程，叫个体发育。可将植物的生长发育进程分为三个阶段。

（1）种子时期指从种子的形成至开始萌发的阶段。这个时期可分为胚胎发育期、种子休眠期、发芽期三个阶段。

健康的母本植株在良好的光照、水分和养分的条件下，雌蕊柱头授粉，卵细胞受精，胚珠发育成为成熟种子；采收以后的成熟种子都进入到休眠状态。有的休眠时间长，如山茱萸、黄连；有的休眠时间短，如红花等。种子繁殖的芽经过休眠之后，在适宜的温度、水分等条件下可萌发。

第4页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育植物种子的萌发第5页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育第6页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育（2）营养生长时期药用植物营养生长时期分为幼苗期、成株期、休眠期。（2.1）幼苗期：种子萌发后进入幼苗期也就是营养生长初期。多年生植物此时正是返青后开始抽生新苗和新枝的生长初期。这个时期，幼苗生长迅速，对温度、光照等适应能力较弱。主要干旱和低温。如人参、黄连等药用植物，为防止强光照射，需适当为幼苗遮阴（2.2）成株期：幼苗期后植物进入旺盛生长，按固定的遗传模式和顺序，分生、分化，形成不同形态、结构的营养器官（根、茎、叶），此时一年生植物根系、枝、叶生长旺盛，为下一阶段的开花、结实奠定营养基础。二年或多年生植物将利用根、茎、叶生长剩余的光合产物，积累养分，形成块根、块茎、球茎等贮藏器官（地下部分），如半夏、贝母等；（3.3）休眠期：地上部分逐渐枯萎或者虽绿但停止生长，进入休眠阶段，用以适应酷夏或严冬等不良外部环境。此时对植物应做好保护措施，以免遭受寒、热伤害并尽量减少养分消耗。

第7页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育（3）生殖生长时期指植物在营养生长基础上，内部开始发生一系列质的变化，逐渐转向生殖生长，孕蕾、开花、结实。这一时期可分为花芽分化期、开花期、结果期。（3.1）花芽分化期：是营养生长转变到生殖生长的转折点。日照和温度的季节变化，诱导植物顶端分生组织发生花芽分化，进入生殖生长。（3.2）开花期：从现蕾开花到授粉受精的过程，植物对温度、光照、水分等因素最敏感，过高或过低都会受到一定的影响。（3.3）结果期：花经授粉、受精后，子房膨大发育形成果实和种子。许多植物的营养生长与生殖生长相相互交替或重叠进行的。

第8页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育3、药用植物生长的相关性植物体内不同器官之间相互依存、相互依赖、相互制约的关系（1）地上部分与地下部分的相关性根深叶茂（R/T）即地下部分重量和地上部重量（鲜重或干重）之比。这一比例关系称为根冠比（R/T）第9页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育3、药用植物生长的相关性植物地上部分生长消耗大量水分，主要依靠根系供应，因此增加土壤有效水的措施，必然有利于地上部分生长，而地上部分生长旺盛，消耗大量光合产物，使输入根系的光合产物减少，又会削弱根系生长，从而使根冠比减小。干旱时，由于根系的水分环境比地上好，所以根仍能较好地生长，而地上部分则由于缺水生长受阻，光合产物就可能输入根系，有利于根的生长，使根冠比变大。所谓"旱长根，湿长苗"就是这个道理。

第10页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育（2）顶芽与侧芽、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，故在生长上有着相互制约的关系。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。

第11页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育（2）顶芽与侧芽、主根与侧根的相关性第12页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育（3）营养生长与生殖生长的相关性

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。主要表现在营养生长是生殖生长的基础，即生殖器官的绝大部分养分是由营养器官同化合成的。第13页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育（4）极性与再生

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）。极性产生的原因与生长素的极性运输有关。

第14页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三一、药用植物的生长与发育

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。不仅是植物的器官具有再生能力，而且利用组织培养技术，也可使植物的单个细胞或一小块组织再生出完整的植株（或先诱导出愈伤组织，再由愈伤组织诱导出植株）；甚至分化程度很高的生殖细胞（花粉）也能诱导出完整植株。生产上的扦插、分根等无性繁殖，就是植物再生能力的实践应用。第15页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件

诸多生态因子对药用植物生长发育的作用程度并不等同，其中光照、温度、水分、养分和空气等是药用植物生命活动不可缺少的，缺少其中任何一项，药用植物就无法生存，这些因子称为药用植物的生活因子。第16页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件1、温度对生长发育的影响

温度是植物生长发育的重要环境因子之一，药用植物只能在一定的温度区间内进行正常的生长发育。植物生长和温度的关系存在“三基点”——最低温度、最适温度、最高温度。第17页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件（1）药用植物对温度的要求

药用植物种类繁多，对温度的要求也各不一样，依据药用植物对温度的不同要求，可分为四类：

（1.1）耐寒药用植物：一般能耐-2～-1℃的低温，短期内可以忍耐-10～-5℃低温，最适同化作用温度为15～20℃。人参、百合、平贝母、大黄、羌活等。（1.2）半耐寒药用植物：通常能耐短时间-1～-2℃的低温，最适同化作用温度为17～23℃。如萝卜、菘蓝、黄连等。第18页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件（1）药用植物对温度的要求（1.3）喜温药用植物：种子萌发、幼苗生长、开花结果都要求较高的温度，同化作用最适温度为20～30℃，花期气温低于10～15℃则不宜授粉或落花落果。如颠茄、枳壳、川芎、金银花等。（1.4）耐热药用植物：生长发育要求温度较高，同化作用最适温度多在30℃左右，个别药用植物可在40℃下正常生长。如槟榔、砂仁、苏木、丝瓜、罗汉果、刀豆、冬瓜及南瓜等。第19页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件（2）极端温度对药用植物的危害自然气候的变化总体上有一定的规律，但是超出规律的变化，如温度过高或过低，也时有发生。温度过高或过低，都会给植物造成障碍，使生产受到损失。

低温对药用植物的伤害主要是冷害（零度以上产生的危害）和冻害（零度以下）。第20页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件（3）春花作用春化作用是指由低温诱导而促使植物开花的现象。有效温度为0℃-10℃，最适温度为1℃-7℃，种类不同要求的春花作用的温度也不同。第21页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件2.光照对生长发育的影响

（1）光照强度植物的光合速率随光照度的增加而加快，在一定范围内二者几乎是正相关，但超过一定范围后，光合速率的增加转慢；当达到某一光照度时，光合速率就不再增加了，这种现象称光饱和现象，此时的光照度称为光饱和点。

第22页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件

2.光照对生长发育的影响在光照较强时，光合速率比呼吸速率大几倍，但随着光照度的减弱，光合速率逐渐接近呼吸速率，最后达到一点，即光合速率等于呼吸速率，此时的光照度称光补偿点。不同的植物，其光饱和点与光补偿点各不一样，根据各种植物对光照度的需求不同，通常分为阳生植物、阴生植物和中间型植物：

第23页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件阳生植物（喜光植物或阳地植物）北沙参、地黄、菊花、红花、芍药、山药等阴生植物（喜阴植物或称阴地植物）人参、西洋参、三七、石槲、黄连、细辛等中间型植物（耐阴植物）天门冬、麦冬、豆蔻、紫花地丁等第24页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件（2）光质对药用植物生长发育的影响

太阳光中被叶绿素吸收最多的是红光，红光对植物的作用最大；黄光次之。红光能加速长日植物的生长发育，而延长短日植物的生长发育；蓝紫光能加速短日植物的生长发育，而延迟长日植物的生长发育。通过研究药用植物对光质的不同需求，根据药用植物种类的不同而选择合适的塑料薄膜，可以满足药用植物生长的需求。第25页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件（3）光周期的作用

一天中，白天和黑夜的相对长度称为光周期。按照对光周期的反应，可将植物分为三类：

长日植物：日照必须大于某一临界日长（一般12～14h以上），或者暗期必须短于一定时数才能成花的植物。例如红花、当归、牛蒡、萝卜、紫菀、木槿及除虫菊等。

短日植物：日照长度只有短于其所要求的临界日长（一般12～14h以下），或者暗期必须超过一定时数才开花的植物。例如紫苏、菊花、穿心莲、苍耳、大麻及龙胆等。

日中性植物：对光照长短没有严格要求，任何日照下都能开花的植物。例如曼佗罗、颠茄、红花、地黄、蒲公英及千里光等。

第26页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件3、药用植物的生长发育与水分

水不仅是植物体的组成成分之一，而且在植物体生命活动的各个环节中发挥着重要的作用。（1）药用植物对水的适应性旱生植物：芦荟、仙人掌、麻黄以及景天科植物等湿生植物：水菖蒲、毛茛、半边莲、秋海棠等中生植物：绝大多长是属于这一类水生植物：泽泻、莲、芡实、浮萍、眼子菜、满江红等第27页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件3、药用植物的生长发育与水分（2）药用植物需水量和需水临界期需水量：植物在生长发育期间所消耗的水分中主要是植物的蒸腾耗水，所蒸腾的水量约占总耗水量的80%，蒸腾耗水量称为植物的生理需水量，以蒸腾系数来表示。蒸腾系数是指每形成1g干物质所消耗的水分克数。需水临界期：需水临界期是指药用植物在一生中（一二年生植物）或年生育期内（多年生植物），对水分最敏感的时期，称为需水临界期。该期水分亏缺，造成药材产量的损失和质量的下降，后期不能弥补第28页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件3、药用植物的生长发育与水分（3）旱涝对药用植物的危害

干旱：缺水是常见的自然现象，严重缺水叫干旱。干旱分大气干旱和土壤干旱，通常土壤干旱伴随大气干旱而来。涝害：涝害是指长期持续阴雨，致使地表水泛滥淹没农田，或田间积水、水分过多使土层中缺乏氧气，根系呼吸减弱，最终窒息死亡。第29页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件4、药用植物生长发育与营养（1）药用植物生长发育所需的营养元素药用植物生长和产量形成需要有营养保证。药用植物生长发育所需的营养元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cl、Mn、Zn、Cu、Mo、B等。其中C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S为大量元素，其余为微量元素。N、P、K三种元素需要量较大，称为肥料三要素。第30页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件4、药用植物生长发育与营养（1）药用植物生长发育所需的营养元素

氮：是蛋白质、叶绿素和酶的主要成分。若缺乏N，植物体中蛋白质、叶绿素和酶的合成受阻，从而导致植物生长发育缓慢甚至停滞，光合作用减弱，植物体内物质转化也将受到影响或停止，植株叶片变黄，生长瘦弱，开花早，结实少，产量低。N素充足时，植物枝叶茂盛，叶色浓绿，光合作用旺盛，制造有机物质能力强，营养体生长健壮，为优质高产打下了物质基础。

磷：是细胞核的重要组成原料，P不足，核蛋白的形成受阻，细胞分裂受到抑制，植物生长发育停滞。所以P能加速细胞分裂和生殖器官的发育形成，增施P肥，可以防止落花落果，增强植株抗病、抗逆能力。钾：K能增强植物的光合作用，促进碳水化合物的形成、运转和贮藏，促进N的吸收，加速蛋白质的合成，促进维管束的正常发育，抗倒伏，抗病虫害，促进块根块茎的发育，便果实种子肥大饱满，品质好。缺K时，茎秆生长柔弱，易倒伏，抗病虫能力减弱，新生根量减少第31页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件4、药用植物生长发育与营养（2）药用植物吸收养分的特点选择性吸收：阶段性吸收：第32页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件5、药用植物生长发育与空气（1）氧气植物生长发育需要旺盛的呼吸作用提供能量。（2）二氧化碳是绿色植物和某些微生物进行光合作用的重要原料。（3）氮气豆科植物的根瘤菌及土壤中的固氮菌能够吸收和转化空气中的氮气，成为植物氮素的重要来源。（4）风对各地气候特点的形成有很大影响，直接或间接地影响药用植物的生长发育。第33页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系

土壤是药用植物栽培的基础，是药用植物生长发育所必需的水、肥、气、热的供给者。创造良好的土壤结构，改良土壤性状，不断提高土壤肥力，提供适合药用植物生长发育的土壤条件，是搞好药用植物栽培的基础。第34页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系

（1）土壤的形成土壤的形成与各地的气候、成土母质以及植被等有关。土壤是由固体、液体、气体三部分物质组成的复杂整体。固体部分包括矿物质颗粒、有机质、微生物。第35页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系（2）土壤的剖面结构指土壤自上而下的垂直切面，它是土壤外界条件影响内部性质变化的外在表现。自然土壤剖面结构：覆盖层、淋溶层、淀积层、母质层。农业土壤剖面结构：耕作层、犁底层、心土层、底土层。第36页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系（3）土壤质地土壤中大小矿物质颗粒的不同百分率组成，称为土壤质地。砂土（土壤颗粒组成较粗）、黏土（黏粒含量可达80%以上）、壤土（兼有砂土和黏土的有点）。第37页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系（4）土壤养分是指依靠土壤供给的，植物生长发育所必需的营养元素，包括大量元素和微量元素。含五个方面：土壤矿质土粒风化所释放的养分、土壤有机物质分解释放的养分、土壤微生物的固氮作用、大气降水增加土壤中的养分、施用肥料。第38页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系（4）土壤养分土壤有机质的作用：是植物养分的主要来源能提高土壤蓄水保肥能力能改善土壤的物理性质第39页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系（4）土壤养分土壤养分的形态：水溶性养分交换态养分缓效态养分难溶态养分有机态养分第40页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系（4）土壤养分土壤养分的评价：土壤氮素营养的评价土壤磷素营养的评价土壤钾素营养的评价第41页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系（5）土壤水分土壤水分的类型：吸湿水、膜状水、毛管水、重力水土壤含水量的表示方法：重量百分数、容积百分数、相对含水量、蓄水量容积。第42页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系（6）土壤酸碱性各种药用植物对土壤酸碱度（pH）都有一定的要求。多数药用植物适于在微酸性或中性土壤中生长。有些药用植物（荞麦、肉桂、黄连、槟榔、白木香和萝芙木等）比较耐酸，另有些药用植物（枸杞、土荆芥、藜、红花和甘草等）比较耐盐碱。，一般土壤pH变化在5.5～7.5之间第43页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、土壤与药用植物生长发育的关系（7）土壤的合理利用和改良土壤的合理利用首先要注意土壤肥力的相对性，即同一块土壤对不同植物的影响不同，因此要根据土壤的特点和植物的种类合理种植；其次可以通过合理的栽培措施，如间作、套种、轮作等。盐碱土的合理利用和改良红壤的合理利用与改良重粘土和重砂土的合理利用与改良第44页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、肥料与药用植物生长发育的关系（1）肥料的种类和性质无机肥料有机肥料微量元素肥料微生物肥料：根瘤菌剂、固氮菌剂、磷细菌剂、钾细菌剂。药用植物专用肥的研制：组方原则、成分配方、剂型及施用规范。第45页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、肥料与药用植物生长发育的关系（2）肥料的合理施肥原则根据药用植物种类、生长发育施肥根据土壤特性施肥根据肥料性质施肥根据气候施肥第46页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、肥料与药用植物生长发育的关系（3）肥料的施用方法撒施、条施、穴施、环施、拌施、浸施、根外施肥。第47页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三二、药用植物生长发育所需的环境条件6、肥料与药用植物生长发育的关系（4）肥料的无害化处理由人畜粪尿、秸秆、杂草等制作的堆肥需经高温发酵堆积过程要严防污染厩肥的处理人粪尿类肥料的出来其它肥料的处理第48页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三三、药用植物产量与品质的形成1、药用植物的产量（1）产量的评价指标栽培药用植物的目的是获得较多有经济价值的中药材。其产量通常分为生物产量和经济产量。生物产量是指药用植物在全生育期内通过光合作用和吸收作用，即通过物质和能量的转化所生产和积累的各种有机物的总量。经济产量是指栽培目标产品的收获量。药用植物中可供直接药用或供制药工业提取原料的药用部位的产量，称之为药用植物的经济产量。第49页，讲稿共57页，2023年5月2日，星期三三、药用植物产量与品质的形成1、药用植物的产量