第二章-药用植物栽培学理论基础

药用植物栽培学邵清松[e-mail]药用植物产量和品质生长发育环境条件第二章药用植物栽培学理论基础第一节药用植物生长与发育第二节影响药用植物生长发育的环境因子第三节药用植物产量与品质形成第二章药用植物栽培学理论基础•第一节药用植物生长与发育•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。第二章药用植物栽培学理论基础Diagram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。(growth)生长与发育植物通过质变，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。(development)第二章药用植物栽培学理论基础一、药用植物的营养生长（一）根及根的生长1．根的功能第二章药用植物栽培学理论基础固定植株吸收水分和矿物质合成氨基酸和激素物质转化和运输贮藏营养改善土壤微环境药用部位2．根的分类定根、不定根；直根系、须根系；浅根系、深根系第二章药用植物栽培学理论基础3．根的变态药用植物的根在长期的演化过程中，为适应外界环境条件，其形态、构造和生理功能等方面产生了许多异常的变化。贮藏根、气生根、支持根、寄生根、攀缘根、水生根。第二章药用植物栽培学理论基础四数木池杉红树•4．根的生长根的生长部位有顶端分生组织，也具有生长周期的特征。•根也有顶端优势，主根的生长抑制侧根的生长，育苗移栽时切除主根可促进侧根的生长。根系的年生长动态，与枝叶交替生长，常表现为春秋两个生长高峰；夜间生长大于白天。第二章药用植物栽培学理论基础（二）茎的生长1．茎的功能骨架支持作用植物体内的运输作用营养贮藏作用无性繁殖作用合成与转化作用2．茎的类型依据其生长习性可分为：直立茎：茎背地面而生，直立。缠绕茎：茎细长，不能直立，以缠绕它物上升。左旋：牵牛，菜豆；右旋：律草、金银花；中性：何首乌攀援茎：茎细长、不能直立，以特有的结构攀援他物上升。匍匐茎：茎细长、平卧地面，蔓延生长，节上生不定根，芽发育为新植株。植物的茎有地上和地下之分。地下茎是茎的变态，在长期进化过程中，为了适应环境的变化，形态构造和生理功能上产生了许多变化。地上茎的变态也很多。第二章药用植物栽培学理论基础（三）叶及叶的生长1．叶的功能光合作用蒸腾作用吸收和分泌作用贮藏作用合成激素繁殖作用（三）叶及叶的生长1.叶的类型和排列第二章药用植物栽培学理论基础叶片类型叶脉类型第二章药用植物栽培学理论基础2.叶的变态第二章药用植物栽培学理论基础3.叶的生长叶面积指数（LAI）：是指药用植物群体的总绿色叶面积与其所对应的土地面积之比。叶面积指数（LAI）＝总叶面积土地面积第二章药用植物栽培学理论基础净同化率（NAR）：是指单位叶面积在单位时间内所积累的干物质的数量，是测定群体条件下药用植物叶片光合生产率的指标。第二章药用植物栽培学理论基础•二、药用植物的生殖生长（一）花器官的形成植物经过适宜条件的成花诱导之后，产生成花反应，其明显标志就是茎尖分生组织在形态上发生显著变化，从营养生长锥转变成生殖生长锥。经过花芽分化过程，逐步形成花器官。第二章药用植物栽培学理论基础（二）开花和传粉第二章药用植物栽培学理论基础•（三）果实和种子的生长发育1.果实的形成果实是由子房或与子房相连的附属花器官（花托、花萼、雄蕊、雌蕊等）发育而来。第二章药用植物栽培学理论基础自动的结实受精不受精受精结实伪单性结实无融合生殖结实单性结实刺激性的Diagram通过花粉、低温、浓雾刺激结实，如浓雾可以刺激油橄榄结实。子房不通过授粉、受精也能结实，如无花果、柿等。植物虽能受精，但种子不发育或不形成种子。单性结实刺激单性结实伪单性结实第二章药用植物栽培学理论基础刺激性的单性结实授粉刺激理化刺激物理刺激化学刺激生长素赤霉素细胞分裂素其它2.果实发育图型•单S型曲线：缓慢增长期，迅速增长期，增长减缓期。如菠萝、草莓、番茄等。•双S型曲线：幼果迅速增长期，缓慢增长期（硬核期），熟前迅速膨大期。如桃、李、杏、梅等。•3S型曲线：猕猴桃的果实生长曲线，但尚未定论。西红柿的果实发育3.种子的发育种子由子房内的胚珠发育而成。在自然成熟情况下，种子和果实的成熟过程同时进行。第二章药用植物栽培学理论基础CycleDiagram不定期分化类型夏秋分化类型冬春分化类型当年一次分化类型多次分化类型花芽分化类型•三、花芽分化的类型花芽分化是指植物茎生长点由分生出叶片、腋芽转变为分化出花序或花朵的过程。第二章药用植物栽培学理论基础1、夏秋分化型（牡丹、丁香、梅花、贝母）2、冬春分化型（枳椇、化橘红）3、当年一次分化型（菊花、鸡冠花、萱草）4、多次分化型（茉莉、月季、忍冬）5、不定期分化型（百日草、凤梨科和芭蕉科植物）•1）促进花芽分化：•——改善光照条件；•——制水（减少土壤供水）；•——减少氮肥施用量，合理增施磷钾肥；•——新梢摘心、扭梢、弯枝、拉枝、环剥、环割、绞缢等；•——喷布B-9、PP333、CCC等促进花芽分化；•——疏除过量果实，修剪时轻剪长放等。•2）抑制花芽分化：•——多施氮肥；•——多灌水；•——喷施促进生长的生长调节剂如GA等；•——多留果；•——修剪时适当重剪、短截等。花芽分化调控措施•四、植物的生命周期及生长发育过程（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。当归、菘蓝薏苡、红花人参、贝母、延胡索、忍冬1年生2年生多年生第二章药用植物栽培学理论基础根、茎、叶等营养体生长旺盛期、休眠期。指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。种子时期营养生长时期生殖生长时期•（二）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。第二章药用植物栽培学理论基础•（三）植物生长发育的周期性1.植物生长曲线和生长大周期当植物生长到一定阶段后，由于内部和外部环境（包括空间、水、肥、光、温等条件）的限制，使植物生长的基本的方式呈现“慢—快—慢”的“S”形变化曲线，这种曲线称为植物生长的Logistic曲线。第二章药用植物栽培学理论基础这种生长速度呈周期性变化所经历的三个阶段过程称为生长大周期，或称大生长周期（grandperiodofgrowth）。第二章药用植物栽培学理论基础•2.季节周期性一年四季中，植物的生长过程也表现出明显的周期性。第二章药用植物栽培学理论基础•二十四节气反映一年中自然现象和农事活动季节特征的二十四个节候。春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。•立春：立春春打六九头，春播备耕早动手，一年之计在于春，农业生产创高优。•雨水：雨水春雨贵如油，顶凌耙耘防墒流，多积肥料多打粮，精选良种夺丰收。•惊蛰：惊蛰天暖地气开，冬眠蛰虫苏醒来，冬麦镇压来保墒，耕地耙耘种春麦。•春分：春分风多雨水少，土地解冻起春潮，稻田平整早翻晒，冬麦返青把水浇。•清明：清明春始草青青，种瓜点豆好时辰，植树造林种甜菜，水稻育秧选好种。•谷雨：谷雨雪断霜未断，杂粮播种莫迟延，家燕归来淌头水，苗圃枝接耕果园。•立夏：立夏麦苗节节高，平田整地栽稻苗，中耕除草把墒保，温棚防风要管好。•小满：小满温和春意浓，防治蚜虫麦秆蝇，稻田追肥促分孽，抓绒剪毛防冷风。•芒种：芒种雨少气温高，玉米间苗和定苗，糜谷荞麦抢墒种，稻田中耕勤除草。•夏至：夏至夏始冰雹猛，拔杂去劣选好种，消雹增雨干热风，玉米追肥防粘虫。•小暑：小暑进入三伏天，龙口夺食抢时间，玉米中耕又培土，防雨防火莫等闲。•大暑：大暑大热暴雨增，复种秋菜紧防洪，勤测预报稻瘟病，深水护秧防低温。•立秋：立秋秋始雨淋淋，及早防治玉米螟，深翻深耕土变金，苗圃芽接摘树心。•处暑：处暑伏尽秋色美，玉米甜菜要灌水，粮菜后期勤管理，冬麦整地备种肥。•白露：白露夜寒白天热，播种冬麦好时节，灌稻晒田收葵花，早熟苹果忙采摘。•秋分：秋分秋雨天渐凉，稻黄果香秋收忙，碾谷脱粒交公粮，山区防霜听气象。•寒露：寒露草枯雁南飞，洋芋甜菜忙收回，管好萝卜和白菜，秸秆还田秋施肥。•霜降：霜降结冰又结霜，抓紧秋翻蓄好墒，防冻日消灌冬水，脱粒晒谷修粮仓。•立冬：立冬地冻白天消，羊只牲畜圈修牢，培田整地修渠道，农田建设掀高潮。•小雪：小雪地封初雪飘，幼树葡萄快埋好，利用冬闲积肥料，庄稼没肥瞎胡闹。•大雪：大雪腊雪兆丰年，多种经营创高产，及时耙耘保好墒，多积肥料找肥源。•冬至：冬至严寒数九天，羊只牲畜要防寒，积极参加夜技校，增产丰收靠科研。•小寒：小寒进入三九天，丰收致富庆元旦，冬季参加培训班，不断总结新经验。•大寒：大寒虽冷农户欢，富民政策夸不完，联产承包继续干，欢欢喜喜过个年。•3.日生长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。第二章药用植物栽培学理论基础•五、植物生长发育的相关性（一）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，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。植物主茎的顶芽抑制侧芽或侧枝生长的现象叫做顶端优势（或先端优势）。第二章药用植物栽培学理论基础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。第二章药用植物栽培学理论基础（二）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”、“育秧先育根”。第二章药用植物栽培学理论基础植物根系与植物地上部分的相关，依赖于营养物质和生长调节物质的相互交换。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：N多R/T小N少R/T大光照条件：不足R/T小充足R/T大温度：低R/T大高R/T小土壤水分状况：水少R/T大水多R/T小土壤通气状况：良好R/T大不好R/T小影响根冠比的因素“旱长根，水长苗”。蹲苗，水稻旱育秧，R/T↑，根系发达，地上部生长稳健；修剪与整枝，R/T↓，刺激侧芽，侧枝生长，光合产物向下运输少；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。第二章药用植物栽培学理论基础•（三）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。第二章药用植物栽培学理论基础•营养生长对生殖生长的影响没有生长就没有发育，在不徒长的前提下，营养生长旺盛，叶面积大，光合产物多，果实才能高产。•生殖生长对营养生长的影响过早进入生殖生长，就会抑制营养生长。花及幼果处于不同的发育阶段，对营养生长的反应不同。第二章药用植物栽培学理论基础•（四）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）。如果取下一段枝条，其形态学上端（远基端）总是长出芽，而形态学下端（近基端）总是长出根。即使把枝条侧挂在潮湿的环境中，仍然是形态学上端长芽，下端发根。不同器官极性的强弱不同，一般来说，茎根叶。第二章药用植物栽培学理论基础•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。第二章药用植物栽培学理论基础植物体体积和质量的增加（量变）Growth植物器官和机能的形成与完善（质变）DevelopmentEnvironment光、温、水、土……第二节影响药用植物生长发育的环境因子人间四月芳菲尽，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》一、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。第二章药用植物栽培学理论基础BlockDiagram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