现代技术

第十章现代新技术在药用植物栽培上的应用•药用植物无公害栽培技术•药用植物现代设施栽培技术•现代生物技术在药用植物栽培中的应用•药用植物栽培与精确农业第一节药用植物无公害栽培技术一、药用植物无公害栽培发展动态无公害中药材的概念产地环境、生产过程和药材质量符合国家有关标准和规范要求，经有资格的认证机构认证合格，获得认证证书未加工或者初加工的中药材产品二、药用植物无公害栽培对生态环境的要求(一)土壤♣综合污染指数♣中药材产地的土壤应符合国家土壤质量二级标准♣中药材规范化种植研究的部分参考指标(二)空气♣一般以单项污染指数为主♣中药材产地的空气应符合大气环境质量二级标准♣STP、SO2、NO2和氟化物♣城市大气温测数据可直接采用(三)农田灌水♣一般以单项污染指数为主♣中药材GAP生产基地水质，可酌情选取3～5个点，定点取样监测。♣附近存在化工企业、垃圾场、生活污水排放口等情形的灌溉水源，应根据污染的特点，适当增加监测指标或增加取样点。三、无公害栽培管理技术(一)无公害中药材生产的施肥技术1、无公害中药材生产的施肥原则以有机肥为主，辅以其他肥料；以多元复合肥为主，单元素肥料为辅；以施基肥为主，追肥为辅。2、无公害中药材生产的施肥技术(1)注重施肥方式应以底肥为主，增加底肥比重；生产中宜将有机肥料全部底施，如有机氮与无机氮比例偏低，辅以一定量无机氮肥，使底肥氮与追肥氮比达6∶4；施用的磷、钾肥及各种微肥均采用底施方式。(2)注重肥料种类的选择以有机肥为主；农家肥等应腐熟达到无害化标准；禁止使用未经处理的城市垃圾和污泥，以减少硝酸盐的积累和污染。掌握有机氮与无机氮之比为7∶3～6∶4，不低于1∶l。(3)平衡配方施肥♣对症配方肥料的品种和用量，基肥、追肥比例，追肥次数和时期，以及施肥方式。♣尽量限制化肥的施用，如确实需要，可以有限度有选择地施用部分化肥。♣按照农田土壤的养分输入、输出相平衡原则，做到N、P、K肥以及微肥的均衡供应。3、充分提高无机氮肥的有效利用率无机氮肥在土壤中易转化为NO3-—N和NO2-—N，前者易被淋溶而污染地下水。后者除影响作物生长外，还对环境不利。无公害中药材生产中应减少无机氮肥的施用量，尤其注意避免使用硝态氮肥。对于必须补充的无机氮肥，提倡使用长效氮肥。常规氮肥使用中，应配合施用氮肥增效剂，抑制土壤微生物的硝化作用或腺酶的活性。(二)无公害中药材生产病虫害防治技术以生物防治为基本手段的无污染新技术应用前景十分广阔植物性农药设施农业（protectedagriculture）：具有一定设施条件，能在局部范围内改善或创造出适宜的气象环境因素，为动植物的生长发育提供良好的环境条件而进行有效生产的农业。设施栽培（protectedculture）保护地栽培和无土栽培♣药用植物设施栽培的类型♣药用植物设施栽培环境的调控♣设施栽培新技术在药用植物栽培中的应用♣药用植物设施栽培的类型保护地栽培无土栽培(一)保护地栽培在不适合作物生长发育的条件下，利用保护设施，人为地创造一个适合植株生长发育的环境条件，从事作物生产的一种栽培方式。主要生产方式：简易设施、遮光设施、大棚、温室1、简易设施包括风障畦、冷床、温床和小拱棚覆盖等结构简单，容易搭建，具有一定的抗风和提高小范围内气温、土温的作用。长白山区北五味子的保护地栽培2、遮光设施在高温季节减弱光照、降低温度或缩短光照时间遮棚、无纺布和遮阳网3、大棚利用塑料薄膜或塑料透光板材覆盖的简易不加温的拱型塑料温室。结构简单，建造和拆装方便、一次性投资少、运营费用低4、温室一种比较完善的设施栽培形式，充分利用太阳光能，并人为加温。北京地区栽培枸杞高效节能型日光温室南北向平畦(二)无土栽培为根系生长提供良好的水、肥、气、热等环境条件；避免土壤栽培的连作障碍；节水、节肥、省工；可在不适宜于一般农业生产的地方进行药用植物种植；避免土壤生物污染和工业污染）1、无土栽培类型无基质栽培（水培）基质栽培①有机基质泥炭、锯末、树皮和稻壳等②无机基质主要有沙、泡沫塑料、岩棉珍珠岩和蛭石等。对基质的要求：容重小、粒径适当、总孔隙度较大、吸水和持水能力强，颗粒间小孔隙多，基质水汽比例协调，化学性质稳定，酸碱度适当，并且不含有毒物质。2、营养液的配制及其管理营养液是将含有各种植物必需营养元素的化合物溶解于水中所配置而成的溶液。必须选用合适的水源、肥源，保证溶液有适宜的离子浓度和酸碱度。荷格伦特(Hoagland)营养液配方最为常用。大量元素肥源和微量元素肥源养分要齐全，各种元素之间的比例要恰当各种元素在营养液中应保持化学平衡♣药用植物栽培设施环境的调控光照适当、分布均匀温度设施内的温度高于外界环境温度温度对药用植物生长发育影响最为显著湿度设施内相对湿度经常在80%～90%以上，易造成病害发生和流行。通风排湿、地膜覆盖、畦间覆草、增温降湿、张挂无纺布作保温幕、地膜下滴灌或暗沟浇水等气体条件常造成二氧化碳严重亏缺，导致药用植物生育不良。氨气、二氧化硫、一氧化碳及氯气等有害气体♣设施栽培新技术在药用植物栽培中的应用长白山区北五味子的保护地栽培人参、三七和西洋参遮光设施栽培江西引种库拉索芦荟西洋参的无土栽培药用石斛锯末基质栽培生产上的应用药用植物组织培养及应用药用植物的离体快繁与脱毒技术及应用药用植物细胞培养与工业化生产药用植物基因工程技术及应用药用植物组织培养及应用植物组织培养（tissueculture）：植物的离体器官、组织或细胞在人工控制条件下进行生长和发育的技术。脱分化——再分裂——再分化(一)植物组织培养分类愈伤组织培养体细胞组织培养器官培养花药、花粉培养性细胞组织培养胚胎培养植物细胞悬浮培养细胞培养单细胞培养植物细胞固定化培养原生质体培养和细胞融合技术（二）植物组织培养的应用药用植物良种选育人参、地黄、平贝母等花药培养离体胚培养和杂种植株选育出一批高抗病、抗虫、抗旱、耐盐、优质品系或中间材料体细胞诱变、细胞融合和突变体筛选获得突变品系、有价值的新品系或育种上有用的新材料。对龙葵、曼陀罗、颠茄、明党参通过体细胞的杂交方式获得种间杂种和种内杂种植株.药用植物种质保存野生金线莲濒危珍稀濒危野生植物铁皮石斛、川贝母、紫杉等药效成分的生产药用植物发酵培养的工业化与产业化已成为当今世界生物工程技术热点，并已取得可喜成果。药用真菌茯苓、虫草等药用植物离体快繁与脱毒技术及应用离体快繁稀缺或急需药用植物良种的快速繁殖“宁夏1号”和“宁夏2号”杂种一代及基因工程植株的快速繁殖平贝母和伊贝母种间远缘杂交后代繁殖力低转基因曼陀罗、红豆杉濒危植株的快速繁殖铁皮石斛、川贝母、红豆杉带病药用植株的脱毒药用植物病毒病有太子参花叶病、地黄病毒病、八角莲花叶病、浙贝母黑斑病等10余种。怀地黄经茎尖培养选育得到了抗病毒强的地黄脱毒新品系，已在生产上推广应用。川芎等多种药用植物茎尖脱毒培养药用植物细胞培养与工业化生产紫草、人参、黄连、毛地黄、长春花、西洋参等国外研究现状紫草、人参、红豆杉、莨菪、香草栝楼的悬浮培养、毛状根生产核糖体蛋白国内研究现状紫草、新疆紫草、人参、三七、红豆杉、紫杉、银杏、红景天、水母雪莲和青蒿等药用植物基因工程技术应用毛状根农杆菌质粒的一段T-DNA嵌入植物基因组中并产生表达的结果。生物碱类（吲哚类生物碱、喹啉生物碱、莨菪烷生物碱、托品烷生物碱、喹嗪生物碱等）、苷类（如人参皂苷、甜菜苷等）、黄酮类、酪类（如紫草宁等）、噻吩、蒽醌以及蛋白质（如天花粉蛋白）等银杏、红豆杉、长春花、烟草、少花龙葵、何首乌、紫草、人参、曼陀罗、颠茄、毛地黄、绞股蓝、半边莲、罂粟、露水草、荞麦、桔梗、萝芙木、缬草、薯蓣、丹参、黄芪、决明、大黄、栝楼、黄连、甘草、野葛、茜草、万寿菊、童氏老鹤草和青蒿等26科100多种药用植物冠瘿瘤和畸状茎冠瘿瘤具有激素自主性、增殖速率较常规细胞培养快等特点能产生原植物根中合成的有效成分产生原植物地上部分特别是叶中合成的成分次生代谢产物合成的稳定性与能力较强石刁柏、鬼针草、长春花、金鸡纳树、毛地黄、羽扁豆、柠檬留兰香、辣薄荷、丹参、短叶红豆杉、欧洲红豆杉等转基因植物的安全性评价转基因植物逃逸演变为有害生物的可能性；转基因植物是否会引起新的环境问题；对作物起源中心和基因多样性中心的影响，对生物多样性保护和可持续利用的影响；对目标生物的影响；基因漂流对生态环境和农业生产的影响。第四节药用植物栽培与精确农业精确农业的定义精确农业技术构成“3S”技术在药用植物上的应用精确农业的定义是信息和人工智能等高新技术在大农业中的微观运用是在时空差异的数据采集和处理的基础上，实时测知作物个体、小群体、小区块生长、防疫的实际需要；及时确定投入（肥、水、药、饲料等）的量、质和时机以求用最低代价获取最佳效果精确农业的技术构成全球定位系统（GPS）地理信息系统（GIS）遥感（RS）决策支持系统（DDS）耕地产量图（yieldmapping，YM)变量投入技术（VRT）“3S”技术在药用植物上的应用遥感技术的应用甘草野生资源调查地理信息技术的应用苍术用于大面积资源调查数据处理，还可用于分析局部的生态环境，进行生态环境如土地适宜性、最佳生境特征的评价。“3S”技术在药用植物上的应用全球定位系统的应用“3S”技术集成及应用RS/GIS、GPS/GIS、GPS/RS思考题•1.举例说明无公害药材的施肥技术•2.什么是药材保护地栽培?请简单介绍几种主要的生产方式.•3.什么是无土栽培?请简述几种生产方式.•4.谈谈你对现代技术在中药栽培中应用的看法.