项目4影响中药植物生长发育的环境因子

中药植物栽培的环境条件与产量品质的形成,影响中药植物生长发育的环境因子,改善,改善,优良,适宜,高产优质,环境因子,光照,水分,温度,土质,养分,酸碱度,土壤因子,地形因子,海拔,坡度,地形,生物因子,动物,植物,微生物,气候因子,中药植物生长发育与生存条件是辩证的统一。 环境因子对中药植物生长发育的作用程度并不等同 环境因子之间是相互联系，相互制约的 。,气候因子,近水楼台先得月，向阳花木早逢春。 宋苏麟献范仲淹诗,一、光照,光对植物的影响主要有两个方面：光是绿色植物进行光合作用的必要条件；光能调节植物整个的生长和发育的过程。,依靠光来控制植物的生长、发育和分化称为光的形态建成。 光质、光照度及光照时间都与中药植物生长发育密切相关，对药材的品质和产量产生影响。,（一） 光照强度对中药植物生长发育的影响,1、光饱和点： 在一定范围内，光合速度随着光照强度的增加而加快；但光强度超过一定范围之后，光合速度增加转慢。,达到某一光照强度时，光合速率不再增加的现象称为光饱和现象，此时的光照度称为光饱和点,2、光补偿点,随着光照强度的降低，光合速率逐渐减慢，直至最后与呼吸速率相等，即光合速率等于呼吸速率，此时的光照强度称为光补偿点。,植物正常发育关键：光照强度光补偿点,枝叶稀疏，透光性好。叶厚而粗糙，上面覆盖蜡质层，表皮多毛。叶绿体小而多，气孔发达，叶脉密集。,中药植物对光照的反应类型,阳生植物,北沙参、地黄、菊花、红花、芍药、薯蓣、枸杞、薏苡及知母,阴生植物,人参、西洋参、三七、石斛、黄连、细辛及淫羊藿,中间型植物,天门冬、麦冬、冬花、豆蔻、款冬、莴苣、紫花地丁及大叶柴胡,叶片通常很大，叶片薄，叶表面通常没有附属物。叶绿体大而少，气孔少，叶脉稀疏。,同一植物在不同生长阶段对光强要求不同：,党参：苗期喜阴，成株喜阳。 黄连：阴生植物，苗期耐阴，成株强光生长利于地下部 分生长。 苗期根系不发达，怕高温及强光；花果期及地下养分贮藏期对光照要求高。 因此，光照影响入药部位的品质。,室内自然光照分布的特点,室内自然光照夏季室内光照只有全光照的1/3a区10000-80000Lx，适于阳生植物b区5000Lx以上，适于中间型植物c区5000Lx以下，适于阴生植物,8：00光照分布图,南向房间光分布图,10：00光照分布图,12：00光分布图,14：00光分布图,16：00光照分布图,环境A,环境B,环境C,光线太强的病征,（二） 光质对药用植物生长发育的影响,光质（或称光的组成）对中药植物的生长发育也有一定的影响。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。红光利于糖类的合成，蓝光对蛋白质合成有利，紫外线照射对果实成熟起良好作用，并能增加果实的含糖量。通常在长波长光照下生长的中药植物，节间较长而茎较细；在短波长光照下栽培的植物，节间短而粗，后者利于培育壮苗。,高山草甸,紫外光抑制植物伸长 如高山植物 红光促进茎的伸长 蓝紫光使植物茎粗壮,人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。长恨春归无觅处，不知转入此中来。 白居易大林寺桃花,二、 温度,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。,高温障碍,低温障碍,（一） 中药植物对温度的反应类型,耐寒,半耐寒,喜温,耐热,人参、细辛、平贝母、大黄、羌活、五味子、刺五加,萝卜、菘蓝、黄连、枸杞、知母及芥菜,颠茄、枳壳、川芎、金银花,槟榔、砂仁、苏木、丝瓜、罗汉果、刀豆、冬瓜及南瓜,（二） 高温和低温的障碍,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。,高温障碍,土壤失水,蒸腾加剧,植物迅速失水,呼吸光合,原生质脱水,Pr凝固,叶片灼伤,花、果脱落,土壤补水、遮阴、选育耐热品种,抵御措施,死亡,低温障碍,冷害：热带或亚热带植物在05受到的低温对植物造成的伤害。,代谢缓慢,吸水困难,生理干旱,有毒物质积累,中毒,冻害： 0以下的低温对植物的伤害。,可逆,不可逆,细胞结冰,死亡,搭暖棚、筑挡风墙、覆膜、覆草、选育耐寒品种、进行抗寒锻炼,御寒措施,三、水分,原生质的重要组成成分直接参与植物的光合作用、呼吸作用、有机质的合成与分解过程水是植物对物质吸收和运输的溶剂，水可以维持细胞组织紧张度（膨压）和固有形态，使植物细胞进行正常的生长、发育、运动。,不同植物含水量不同,植物含水量占植物组织鲜重的70%90%。 水生植物：90%98% 肉质植物：90% 草本植物：80% 木本植物：70% 干旱和沙漠地区的植物体内含水量较低。,（一）中药植物对水的适应性,（二） 中药植物的需水量和需水临界期,1、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1 g干物质所消耗的水分克数。 2、需水临界期 是指中药植物在一生中（1、2年生植物）或年生育期内（多年生植物）对水分最敏感的时期。需水临界期水分亏缺，造成药材产量的损失和品质的下降，后期不能弥补。,（三） 干旱和水涝对植物的危害,1、干旱 缺水是常见的自然现象，严重缺水叫做干旱。,大气干旱,气温高、光照强，大气相对湿度低（10%20%），植物蒸腾作用散失的水量大于根系吸收的水量，破坏植物体内的水分平衡，这种特征的干旱称为大气干旱 。,土壤干旱,土壤中缺乏植物能吸收利用的有效水分使植物生长受阻或完全停止，这种干旱称为土壤干旱。,生理干旱,土壤温度低、施肥过量或者盐碱环境会造成土壤溶液浓度过大，使土壤水势升高，妨碍植物根系吸水，或使植物失水，造成植物水分亏缺，称为生理干旱。,干旱,原生质失水,蒸腾加剧,落花落果,气体交换、光合作用受阻,土壤补水、遮阴、抗旱锻炼,抵御措施,死亡,分生分化能力减弱,膨压降低,细胞膜透性增加,可溶性物质外渗,植物失水,萎蔫,气孔关闭,原生质胶体状态改变,呼吸加剧、消耗积累,衰老,种子处理：将种子湿润12天，在1525下干燥，反复数次，然后播种。使用微量元素（如硼酸）低浓度液浸种，再以抗旱锻炼，效果更好。采用化学药剂（如乙酸苯汞、8-羟基喹啉硫酸等抗蒸腾剂），减少水分丢失，增强抗旱能力。,2、涝害 是指因降水过多、土壤含水量过大，使作物生长受到损害的现象。涝害对植物的伤害是间接的。,涝害,氧气缺乏,酸类物质积累,破坏细胞色素多酚氧化酶,死亡,无氧呼吸,影响营养物质吸收,营养亏缺,影响根系气体交换,细胞窒息,厌氧菌活力增加,中毒,土壤酸性增加,土壤因子,浩荡离愁白日斜， 吟鞭东指即天涯。 落红不是无情物， 化作春泥更护花。 清 龚自珍己亥杂诗,土壤是中药植物栽培的基础，是中药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，提供适合中药植物生长发育的土壤条件，是搞好中药植物栽培的基础。,土壤的组成、结构与质地 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。其中土壤矿物质是土壤的“骨架”，是组成土壤固体部分的最主要、最基本物质，占土壤总重量的90%；,液 体是指含有可溶性养分的土壤溶液。气 体是指固体部分空隙间的空气。它能为种子发芽、根系的生命活动以及好气性细菌的分解活动提供所需要的氧气。,土壤结构以团粒结构最好，团粒结构是由腐殖质与钙质将分散的土粒胶结在一起所形成的大小不同的结构，它可以调节土壤水分和空气的矛盾，能够保墒蓄水、疏松通气，并可不断向植物提供养分。,土壤按质地可分为砂土、黏土和壤土。 （1）土壤颗粒中直径为0.010.03 mm的土壤颗粒占0%90%的土壤称为砂土。 砂土通气透水性良好，耕作阻力小，土温变化快，保水保肥能力差，易发生干旱。适于在砂土种植的药用植物有仙人掌、北沙参等。,（2）含直径小于0.01 mm的土壤颗粒在80%以上的土壤称为黏土。 黏土通气透水能力差，土壤结构致密，耕作阻力大，但保水保肥能力强，供肥慢，肥效持久、稳定。,（3）壤土的性质介于砂土与黏土之间，是最优良的土质。 壤土土质疏松，容易耕作，透水良好，又有相当强的保水保肥能力，适宜种植多种药用植物。,中药植物的栽培，要根据水分状况和土壤、大气状况，合理灌溉和排水，保持土壤疏松，保证植物的呼吸作用正常进行，以达到稳定高产质优的目的。,1、阳生植物（喜光植物或阳地植物）,在强光环境中才能健壮生长，在荫蔽或弱光条件下发育不良的植物。其光饱和点为全光照的100%，光补偿点为全光照的3%5%。,2、阴生植物（喜阴植物或因地植物）,在较弱的光照条件下可以生长良好的植物。这些植物通常不能忍受强烈的日光照射，喜欢生长在阴湿的环境或林间土壤。光饱和点为全光照的10%50%，而补偿点为全光照的1%以下 。,3、耐阴植物（中间型植物）,即介于阳生植物和阴生植物之间的中间类型。这种植物在全日照下能生长得很好，但也能在适度荫蔽的情况下生长。,1、耐寒植物,通常生长在北方高纬度或高海拔寒冷地区，短期内可耐受-10-5低温，生长最适温度为1520，极地和高山的一些植物的地下部分甚至可以耐受-20-15 的低温。,2、半耐寒植物,通常生长在中纬度或中海拔地区，短期内可耐受-1-2低温，生长最适温度为1720。,3、喜温植物,通常生长在南方低纬度或低海拔地区，种子萌发、幼苗生长那个、开花结果都要求较高的温度，生长最适温度为1720。,4、耐热植物,通常生长在低纬度地区，生长最适温度为2030，当温度低于1015以下时，生长缓慢，许多热带植物在510都可能死亡。,1、旱生植物,这类植物能在干旱的气候和土壤环境中维持正常的生长发育，具有高度的抗旱能力。,深根性植物，根达三、四十米的地下。甘草、骆驼刺。,肉质植物，体内可贮存大量水分，且角质层厚，蒸腾少，原生质粘性大。仙人掌、芦荟。,真旱生植物，叶革质，角质层厚，叶面有茸毛等。天门冬、毛毡紫菀等。,2、湿生植物,适应在陆地上的潮湿环境中生长，不能忍受较长时间的干旱或者水分不足，是抗旱能力最弱的陆生植物。,阴性湿生植物： 生长在过度潮湿环境中的植物。如：有些蕨类、附生兰科植物、万年青等生活在热带雨林中。 由于林内光照微弱，空气湿度大，蒸腾作用也弱，容易保持水分，故根系不发达，叶片中的机械组织也不发达，抗旱能力极差。,阳性湿生植物： 生活在阳光充足、土