中药农业第三讲 药用植物与环境

1第三讲药用植物与环境条件一、环境条件及其相互作用二、温度与药用植物的生长发育三、光照对生长发育的影响四、药用植物与水五、土壤与药用植物生长发育的关系六、药用植物的相互影响——对等效应2一、环境条件及其相互作用植物环境：生态因子、人为因子生态因子：自然环境的各种因子，包括：气候因子、土壤因子、地形因子和生物因子3气候因子：光照强弱、日照长短、光谱成分、温度高低，水的形态、数量、持续时间、空气、风速、雷电等。土壤因子：包括土壤结构、有机质、地温、土壤水分、养分、土壤空气、酸碱度地形因子：海拔、地形起伏、坡向、坡度等生物因子：动物、植物、微生物温、光、水、肥、气是植物生命活动不可缺少的因子，称为生活因子4人为因子：各种栽培措施、田间管理属于人为因子可以直接针对药用植物本身做出调整，又可以通过调整生态因子来对植株产生影响5二、温度与药用植物生长发育温度三基点：最低温度、最适温度、最高温度（一）药用植物对温度的要求1、耐寒的药用植物能耐-1~-2℃的低温，短期忍受-5~-10℃，同化作用最旺盛的温度为15-20℃，或冬季地上部分能耐0℃以下，甚至-10℃低温的药用植物属于此类，一般北方可以顺利越冬的属于此类。人参、细辛、百合62、半耐寒的药用植物能耐短时间-1~-2℃的低温，最适同化温度17~23℃，在长江以南可顺利越冬。3、喜温的药用植物同化最适温度为20~30℃，花期低于10~15℃则授粉不良或落花落果，起源于亚热带的药用植物属于此类4、耐热的药用植物生长发育要求温度较高，同化温度多在30℃左右，甚至个别可以在40℃下正常生长。起源于热带的植物如罗汉果等。7（二）高温和低温的障碍低温的伤寒：冷寒与冻寒；高温的伤寒：热寒冷寒：冰点以上低温对植物的危害称为冷寒（chillinginjury）冻寒：冰点以下低温对植物的危寒称为冻寒热寒：高温引起植物伤寒的现象称为热寒（heatinjury）8（三）温周期和春化作用温度的周期性变化是指温度的季节变化和昼夜变化。温周期是指药用植物生长发育与温度的昼夜变化以及季节变化相适应的现象。1、昼夜变化：白天高温，夜晚低温；白天光合，晚上停止，白天呼吸强，夜间呼吸弱。昼夜温差对植物的作用？2、季节变化：春发芽、夏生长、秋收获、冬贮藏二十四节、七十二候9春雨惊春晴谷天，夏满芒夏署相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。一月两节不变更，最多相差一两天，上半年是六廿一下半年是八廿三103、春化作用春化作用（vernalization）是指低温诱导促使植物开花的作用.春化低温一般为1-10℃需要春化的植物：冬性一年生植物；大多数二年生植物；部分多年生植物植物对低温的需求：a、对低温的需求是绝对的：二年生与部分多年生植物b、对低温的需求是相对的：冬性一年生植物，营养生长延迟但最终能开花植物春化过程结束之前，如放到较高温度环境中，低温的效果会被减弱，这种现象称为去春化作用。解除春化的温度为25-40℃.114、春化作用在药用植物生产中的应用a、人工春化处理：农业生产上对萌动的种子进行人为的低温处理，使之完成春化作用的措施称为春化处理b、引种：北方温度低，南方温度高，北方品种引种到南方可能会因为不能满足低温要求而不能或延迟开花。c、控制花期：通过低温处理可使冬播植物改为春播，当年开花。也可利用非春化温度贮藏萌动材料延迟开花12三、光照对生长发育的影响（一）光照强度对花用植物生长发育的影响光补偿点：指植物的光合积累和呼吸消耗相等时的光照强度。光饱和点：指植物的光合作用处于最大值时的光照强度。13根据植物对不同光照强度的要求分类1、阳生植物：要求充足的直射光，光饱和点在全光照的50%以上，光补偿点为全光照的3%-5%。大部分瓜类和茄果类。2、阴生植物：喜荫植物，光饱和点为全光照的10%-50%，光补偿点为全光照的1%左右，如人参、三七等。3、中间型植物，耐荫植物，此类植物在光照与遮荫条件下均能正常生长发育，但光照强，生长发育较好。14（二）光质对药用植物生长发育的影响生长：红光能加速长日植物的生长发育，延迟短日植物的生长发育，蓝紫光功能相反光合：红光作用最大、黄光次之、蓝紫光较少，绿光作用不大代谢：红光利于碳水化合物合成，蓝光对蛋白质合成有利，紫外线利于果实成熟和着色措施：生产中可以根据需要选择不同颜色的地膜15（三）光周期的作用1、概念一天中，白天和黑夜的相对长度称为光周期，指日出到日落的理论时数，而不是实际有阳光的时数。2、植物光周期类型a、长日植物b、短日植物c、日中性植物d、中日性植物16长日植物：日照必须大于某一临界日长（12h-14h以上），或者暗期必须短于一定时数才能开花的植物短日植物：日照长度只有短于其所要求的临界日长（12h-14h以下），或者暗期必须超过一定时数才开花的植物日中性植物：以光照长度没有严格要求，任何日照下都能开花的植物中日性植物：限光性植物，只能在一定的日照长度下开花，延长或缩短日照时数都掏开花。17临界日长：指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光周期不仅影响花芽分化和开花，同时也影响器官形成与分枝结实习性等。183、光周期理论在生产中的应用a、引种与育种：同纬度引种容易，不同纬度间引种就要考虑品种的光周期特性。短日植物从北方引种到南方，开花习性的变化？从南方引种到北方，开花习性的变化？长日植物从北方引种到南方，开花习性的变化？从南方引种到北方，开花习性的变化？提前开花延迟开花延迟开花提前开花19b、控制花期：人为控制日照时数，通过遮光和补光可以延长与提早开花，如一串红与菊花的花期控制。c、调节营养生长和生殖生长：以营养体收获为主的作物，可通过控制光周期来抑制其开花。20四、药用植物与水水对于植物的重要性：重要组分；参与代谢；吸收和运输的溶剂。21（一）药用植物对水的适应性1、药用植物对水的适应能力和适应方式a、旱生植物：有高度的抗旱能力，能在干旱的气候和土壤环境中维持正常的生长发育抗旱机制：贮藏大量水分；减少蒸腾；增加吸收。多浆植物：仙人掌、芦荟；少浆植物：麻黄、骆驼刺；深根植物：甘草、黄芪。22b、湿生植物：生长在潮湿的环境中，蒸腾强度大，抗旱能力差，水分不足影响生长发育，以致萎蔫。c、中生植物：对水的适应介于旱生植物与湿生植物之间，绝大多数陆生的药用植物属于此类，抗旱与抗涝能力均不强。d、水生植物：根系不发达，吸收能力很弱，输导组织简单，通气组织发达。水生植物分为挺水植物、浮水植物和沉水植物。232、药用植物对水的反应土壤水分含量影响植物根系的生长；空气湿度会影响叶片蒸腾速率；生产中应根据植物的需水规律补充水分。24（二）药用植物需水量与需水临界期蒸腾系数是指每形成1克干物质所消耗的水分的克数。需水量影响因素：种类不同需水量不同；环境条件有较大影响，高温、干燥、风速大，蒸腾强，需水量大；土壤元素：土壤缺乏任一种元素都会使需水量增加。需水临界期是指药用植物在一生中（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。25（三）旱涝对药用植物的危害1、干旱严重缺水叫干旱，干旱分大气干旱与土壤干旱气温高、阳光强烈、大气相对湿度低（10%-20%），致使植物蒸腾消耗的水分大于根系吸收水分，破坏植物体内水分动态平衡，这种特征的干旱称为大气干旱。由于土壤中缺乏植物能吸收利用的有效水分，致使植物生长受阻或完全停止，则称为土壤干旱。干旱的危害：植物萎蔫、落花落果、停止生长、死亡262、涝害涝害是指长期持续阴雨，致使地表泛滥，淹没农田，或田间积水，水分过多使土壤缺乏氧气，根系呼吸减弱，最终窒息死亡。涝害对根类与根茎类药材危害较大。27五、土壤与药用植物生长发育的关系（一）土壤的组成、结构和质地1、组成土壤由固体、液体、气体三部分组成的复杂整体。固体：矿物质颗粒、有机质、微生物。矿物质占90%，有机质是枯枝落叶、动物残体在微生物作用下，分解产生的一种黑色或暗褐色胶体物质，常称为腐殖质。液体：含有可溶性养分的土壤溶液气体：固体部分与空隙间的空气282、结构团粒结构是指土壤中近于圆状小团聚体，粒径0.25-10mm，单粒粘结在一起形成为团聚体的一种土壤结构。团粒结构是由腐殖质与钙质将分散的土粒胶结在一起形成的大小不同的结构，可以调节水和气的矛盾。砂粒，0.05-2mm；粉粒，0.002-0.05mm；粘粒，0.002mm。29砂土，含砂粒达85%-100%的土壤。特点：通气透水性良好，地温变化快，保水保肥能力差，适宜种植耐旱植物。黏土，直径小于0.05mm的颗粒在80%以上的土壤称为黏土。特点：通气透水差，结构致密，保水保肥能力强，适于种植湿生植物。壤土介于二者之间，是最优质的土质，土质疏松，透水良好，保水保肥能力强土壤按质地可分为砂土、黏土和壤土30（二）土壤肥力1、概念土壤肥力是指土壤供给植物正常生长发育所需水、肥、气、热的能力。2、分类自然肥力：指土壤原有的肥力，是在生物、气候、母质和地形等外界因素综合作用下发生发展起来的肥力。人为肥力：是在自然肥力的基础上，通过耕作、施肥、种植植物、兴修水利和改良土壤等措施，人为创造出来的肥力。自然肥力和人为肥力在栽培植物当季产量上的综合表现称为土壤的有效肥力31（三）土壤酸碱度红壤，5.0-5.5；棕壤，6-7；潮土，7.5-8.5；黄土，7.5-8.5土壤PH值受种植植物与灌溉、施肥的影响。某些药用植物在同一地块连续种植多年，会引起土壤PH值的定向变化，这也是药用植物不能连作的原因之一。32（四）药用植物和土壤养分药用植物的必需元素，C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cl、Mn、Zn、Cu、Mo、BN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。P是细胞核的重要组成原料，P能加速细胞分裂和生殖器官的发育形成，并可防止落花落果，增强植株抗病、抗逆能力。K能增强植物的光合作用，促进糖类的形成，运转和贮藏，促进N的吸收，加速蛋白质的合成，抗倒伏，抗病虫害，促进块根与块茎的发育。不同植物，不同收获部位，需肥多少与需肥种类不同33六、药用植物的相互影响——对等效应植物之间通过生物化学物质所产生的相互影响叫做对等效应植物分泌物对其他植物的生长发育起抑制作用的称为抑制素微生物分泌物对另一微生物起抑制作用的称为抗生素植物分泌物对其他植物的生长发育起刺激作用的称为刺激素微生物分泌物对另一微生物起促进作用的称为促进素34植物分泌物对微生物有害的称为杀菌素微生物分泌物对高等植物起有害作用的称为凋萎素或毒素植物分泌物对微生物起有利作用的称为生长素微生物分泌物对高等植物起有利作用的称为生长素生产应用：利用对等效应指导合理安排间作、混作与套作，安排茬口衔接、复种、轮作等。