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种养技术

中药材生态环境的选择技术

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  药用植物在环境因子的作用下,经过长期的演化和适应,在地理的水平方向和垂直方向构成了有规律的区域化分布,形成了各自特有的与环境相适应的生理学特性。

  (一)光照

  光为植物的光合作用提供能量,是植物赖以生存的必需条件之一。根据药用植物对光照的反应可以分为阳生植物、阴生植物以及耐阴植物。阳生植物的光补偿点高,对强光的利用比阴生植物好,为全日照的3%~5%,光饱和点为全日照的100%;而阴生植物与阳生植物相比有较大的基粒且基粒片层数目多,叶绿素含量又较高;叶绿素b的相对含量也高,能吸收短波的蓝紫光。阴生植物能在较低的光照强度下充分地吸收光线,光补偿点低,为全日照的0.5%~1%,光饱和点为全日照的10%~50%。耐阴植物对光的需要处于阴生和阳生植物之间,它们既可在全光照下生长,同时又可以耐受一定程度的荫蔽。

  植物的形态建成即生长和分化的功能,也受到光的控制。红光促进茎的伸长,蓝紫光能使茎粗壮,紫外光对植物的生长具有抑制作用。此外还存在植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应即光周期现象。许多植物的休眠、落叶、地下器官的形成及种子萌发等与昼夜长短的变化有关。根据植物开花对日照长度的反应,又可分为长日植物、短日植物、中日植物和中间植物。短日性的南方植物在北方生长,营养期增长,往往要到深秋短日来临时才能开花,因而易受低温的危害;长日性的北方植物生长在南方的短日条件下,常常会早熟或因温度不合适而不能开花。因此,药用植物栽培必须根据药用植物的光周期的特点制定相应的栽培措施。此外,药用植物在不同生长时期对光照的要求也不一样,如黄连的“前期喜阴,后期喜光”的现象,一般生长在海拔1400~1700m的山区。黄连野生在森林下面,因而形成喜阴怕强光的特性,所以人工栽培必须搭棚或在林下种植。同时也要求富含腐殖质、疏松肥沃的砂质壤土。如把黄连移到低山区种植,因气温高,生长快,叶茂密,但根茎不充实,质量差又易染病,在北方种植,因空气干燥生长不良,又不能越冬,在全光照下栽培更无法生存。

  西洋参春季的透光度应比高温的夏季的透光度稍大为宜。莨菪、北沙参、地黄等为阳性植物;人参、西洋参、细辛、黄连、三七等则喜荫蔽,栽培时应搭设荫棚或利用自然荫蔽条件。一般情况下,幼苗较成年植株需要更多的荫蔽,故随着植株长大,荫蔽度应逐渐调小。

 

  (二)温度

  植物的生长过程存在着生长的最低温度、最适温度和最高温度即三基点温度。温度直接影响植物体内各种酶的活性,从而影响植物的代谢即合成和分解的过程。在最适温度时,使各种酶最能协调地完成植物体的代谢过程,最利于生长,当温度低于或高于最适温度时,酶活性受到部分抑制,当温度低于最低温度或高于最高温度时,酶的活性受到强烈的抑制,同时高温和低温对植物的细胞产生直接的破坏,蛋白质变性,植物致死。温度影响光合作用和呼吸作用,但呼吸作用更易受温度的影响。低温对于一年生冬性植物的开花有促进作用即春化作用。此外,许多药用植物种子的萌发需要低温处理,有的甚至需要两种或两种以上的温度交替作用才能萌发,如西洋参的种子需要经过较高的温度完成形态后熟,再经过低温完成生理后熟才能发芽。因此,在生产上多采用低温沙藏、遮荫、培土覆盖等措施来满足药用植物在不同生长时期对温度的要求。 如砂仁喜高温高湿的气候,花期要求气温在22℃~25℃以上,若低于20℃则不开花,干枯不能授粉,花期气温低,昆虫活动少,结实率也低,故砂仁种植选地应选冬季温度不低于0℃,春季(3~5月)气温不低于22℃~25℃的地方。

  

  (三)水分

  水分是植物原生质的主要成分,使植物保持固有的姿态。在光合作用、呼吸作用、有机质的合成与分解过程中都有水分子的参与,水还可以作为植物矿质营养吸收和运输的媒介。植物的供水状态会直接或间影响植物的光合作用,如植物缺水时,植物根系吸收营养下降,叶子出现萎蔫,气孔关闭,影响二氧化碳进入,从而光合作用下降。水分过多,植物根系环境缺氧,抑制根系呼吸作用的进行,甚至厌氧细菌会产生有毒物质,不利于根系的生长,也影响光合作用的正常进行,如藏红花生长在水分过多的土壤中会引起藏红花球茎腐烂。植物水分的供应状况也影响到药用植物的代谢,如金鸡纳树在雨季并不形成奎宁,羽扇豆种子和植株其他器官中生物碱的含量,在湿润年份较干旱年份少。麻黄、甘草、黄芪等药用植物分布于干燥地区;泽泻、菖蒲等喜欢低湿地,故应用微灌、滴灌栽培技术常能提高中草药质量和产量。如板蓝根种子的产量,滴灌比畦面漫灌增产30%以上。

 

  (四)地势

  海拔、坡度、坡向、地形外貌等都影响到当地气温、太阳辐射、湿度等因子的变化。如海拔升高,引起太阳辐射增强、气温下降和雨量分布增加。药用植物的分布,也就随着海拔的升高,而出现明显的成层现象,一般喜温的植物达到一定高度逐渐被耐寒植物所代替,从而形成垂直分布带。海拔高度不仅影响植物的形态和分布,而且可以影响到植物有效成分含量的变化。

  坡度和坡向对药用植物的种植也有很大关系,如黄连喜冷凉气候,但是山高谷深,有寒风吹袭,易造成冻害,要选东北向和西北向坡度缓又避风的地段。如选阳坡种植,早春气温回升,嫩叶也发得早,由于早春气温不稳定,若遇寒流突然降温,嫩叶常受冻害。又如广东省培植砂仁的地区,在坡度30°以下三面环山,一面空旷,坡向东南的斜地,首先修成梯田,保持水土,这种条件下砂仁花多,果多,授粉昆虫多,结实率高。由此可见大地形中选择有利于药物生长的小地形十分重要。 当归原产高寒山区,其生长发育对气候有严格要求。甘肃岷县产区选海拔2400m以上的山地育苗,云南丽江一带则选在海拔2800~3200m的山地育苗,海拔低处育苗气温偏高,幼苗生长不好。当归在生长的第二年比第一年需较高的温度和充足的阳光,甘肃选海拔2000m以上的平川,云南选海拔2600~2800m的缓坡地栽培,产量和质量较高,往低海拔处引种时产量降低,质量也差,抽薹增多,海拔更低时则夏季死亡。可见生态环境是否适宜对中草药GAP种植非常重要。

 

  (五)土壤

  土壤是植物赖以生存的物质基础,土壤的结构、PH值、肥力、水分等与植物生长密切相关。一般药用植物适宜在有机质含量高,团粒结构,保水、保肥性能好,中性或微酸性的土壤上生长。如以根部、茎叶、花、果实入药的,可以种在地势平坦干燥,土层深厚,土质疏松肥沃,含有机质较多,理化性质好,保水保肥、排灌方便的土壤为宜。而砂质土壤一般质地过分疏松、缺乏有机质,蒸发量大,保水性能差,只宜种植北沙参、莨菪、王不留行等适于砂质土壤的中药。对于瘠薄粘重,缺乏有机质、通透性很差的土壤,可以种植杜仲、黄柏等木本药材。对于偏碱的土壤可以种植枸杞、麻黄、甘草、薏苡等。

 

  (六) 经纬度

  气温是是反应一个地区热量条件的重要指标,常用年平均气温、月平均气温表示,年平均气温是指多年平均气温,月平均气温是指多年的月气温的平均值。积温主要反应热量条件的重要指标,主要考查指标是活动积温,通常用1年内日平均温度≥10℃的稳定持续期视为植物生长发育期,在此期内≥10℃积温的累计值称为活动积温。降水是反应水分丰缺的主要指标,常用年均降水量、月均降水量表示。年平均降水量是指多年的平均降水量,月平均降水量是指多年月降水量的平均值。干燥度反映降水量与蒸发量的关系,为可能蒸发量和降水量的比值,其倒数为湿润度。

  区域性气候要素包括日温差、风、土温与冻土层、雾等。日温差反应1天内气温变化的幅度,风的反应空气运动的情况,土温与冻土层反应不同土层深度土温的日变化和季节性变化,雾反应日照与湿度状况。气候要素适应中药材生长发育需要的前提下,还需要通过人为措施调节区域性气候要素以满足中药材生长需要,建立持续发展的生态气候条件。如通过对荒山荒坡植树造林、坡度大的耕地退耕还林还草,可使小气候发生改变,可使夏季气温下降0.4~1.8℃,冬季气温上升0.3~1.2℃,春、夏、秋、冬的湿度分别提高6.3%、5%、4%、6%左右。

  中草药在长期的生存竞争及双向选择过程中,与产地生态环境建立了相互适应的紧密联系。原产中国的杜仲,主要分布于北纬25°~35°,东经104°~119°的广大区域,特别是长江中下游流域。金银花(分析所用材料为灰毛忍冬)在不同产地其有效成分绿原酸含量差异极显著,山东平邑所产为5.66%,山西太谷为3.88%,云南大理为1.81%。又如不同产地的芍药,不但化学成分种类不同,其有效成分含量也有差异,四川垫江所产芍药含芍药甙“C”,浙江东阳所产则不含芍药甙“C”,各地所产芍药其有效成分均随纬度降低而下降,故中草药GAP种植应重视其“道地性”。

  古人云:“橘生淮南为橘,生于淮北为枳。”药用植物的栽培对环境条件要求严格。气候和土壤是影响药用植物生长发育的主要环境条件。比各种药用植物对光照、温度、水分、空气等气候因子及土壤条件的要求不同。如薄荷喜阳光充足,现蕾开花期天气晴朗,可提高含油量;槟榔、古柯、胡椒在高温多湿的地区才能开花结实;泽泻、菖莆要求低洼湿地才能生长;麻黄、甘草、芦荟的抗旱力强,多分布于干燥地区;麦冬和宁夏枸杞喜碱性土壤,厚朴和栀子喜酸性土壤;以根及地下茎入药的种类,宜在肥沃疏松的砂壤土或壤土中种植等。因此,不少药用植物只能分布在一定的地区,如人参产于吉林,三七产于广西、云南等,这些产区的产品质量好、产量高,用于临床疗效也好。在扩大生产进行引种驯化时,新引种地的环境条件与原产地差异不大,易于获得成功;如差异大则须通过逐步驯化的方法。在各省区间引种及野生变家种成功的有地黄、红花、薏苡、天麻、桔梗、丹参等百余种;从国外引种成功的有颠茄、洋地黄、番红花、槟榔、金鸡纳树等数十种。

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