药用植物栽培学复习Word文件下载.docx

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2003年9月19日颁布了《中药材生产质量管理规范认证管理办法（试行）》和《中药材GAP认证检查评定标准（试行）》。

2003年11月陕西天士力植物药业有限责任公司等首批8家中药材生产企业的丹参等8种药用植物GAP基地通过正式认证。

3、关于标准操作规程

中药材GAP的制定是政府行为，为中药材生产提出遵循的准则。

各生产基地应根据各自的生产品种、环境特点、技术状态、经济实力和科研实力，制定出切实可行的、达到GAP要求的方法和措施，这就是标准操作规程（standardoperatingprocedure,SOP）。

SOP制定是企业行为，SOP的制定是在总结前人经验的基础上，通过科学研究、技术实验，并经过生产实践证明操作的可行性，具有科学性、完备性、实用性和严密性。

二、药用植物栽培的发展方向

保证中药材、饮片和中成药质量，中药材生产是源头。

我国中药材生产问题：

种质不清，种植、加工技术不规范，农药残留量严重超标；

质量责任不明确；

质量不稳定，抽检不合格率居高不下；

野生资源破坏严重等。

因此GAP得以制定和实施。

实施GAP，得到质量稳定、可控的药材，中药饮片、中成药的内在质量才能得到根本保证，中药现代化才有可靠的物质基础。

实施GAP是促进中药产业化的重要措施之一。

逐步改变落后、分散的药材种植、采集形式，把符合市场经济规律的企业组织形式引入药材生产。

第四节我国药用植物资源及区划

一、我国药用植物资源

中药包括药用植物、药用动物和矿物药材三大类。

我国中药资源物种数已达12772种，药用植物占全部种数的87％，涉及385科，2312属，计11118种（包括9905种、1208个种以下单位）。

二、区划

1、中药区划的概念

研究中药资源与中药生产地域系统，通过分析中药资源区域分布与中药生产规律，从自然、经济和技术角度，进行生态环境、地理分布、区域特征、历史成因、时空变化、区域变异，以及与中药数量、质量等相关因素的综合研究，按区域相似性和区际差异性，将全国划分成不同级别的中药资源保护和中药生产区域。

2、中药区划的目的：

揭示中药资源与中药生产的地域分异规律，明确各区域开发中药资源和发展中药生产的优势，为因地制宜地调整中药材生产结构和布局，正确地选建优质药材商品生产基地，逐步实现区域化、专业化生产提供科学依据。

3、中药区划的原则依据：

生产条件、特点的相对一致性；

生产发展方向、途径、措施的相对一致性；

中药区划与农业区划的相协调；

不同等级中药区划的相衔接性；

保持一定行政区划单元的完整性。

中药区划应以自然区划（包括植被、农业气候、土壤区划等）为基础，也应与农业区划（包括种植业、畜牧业、林业及渔业区划等）和综合农业区划相协调。

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从量变到质变的过程，是植物按照自身固有遗传模式和顺序，在一定外界环境下，利用外界物质和能量进行分生、分化的结果。

生长（Growth）是植物植物体积和重量的量变过程。

生长可分为营养生长和生殖生长。

发育（Development）是植物一生中形态、结构、机能的质变过程。

经过一系列的质变以后，产生与其相似个体的现象。

发育的结果，产生新的器官—花、种子、果实。

一、药用植物的营养生长

（一）根：

胚根发育而成。

根的生理功能：

固定植株，从土壤中吸收水分和矿质养分，合成细胞分裂素、氨基酸等。

许多药用植物的根是重要的药用部位。

二、药用植物的生殖生长

（一）花（flower）的形成

当植物生长到一定时期，受到外界条件的刺激（主要是日照和温度变化）生长锥发生花芽分化，然后现蕾、开花、结实形成种子。

因此，花芽分化是营养生长到生殖生长的转折点。

典型的被子植物的花一般都具有如下结构：

花梗、花托、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊等。

其中具有花萼、花冠、雄蕊和雌蕊四部分的称完全花，缺少其中一部分或几部分的称为不完全花。

花在花枝或花轴上的排列方式或开放次序称为花序。

根据花轴的生长和分枝方式、开花次序以及花梗长短，花序可分为无限花序（总状花序、圆锥花序、伞房花序、伞形花序、穗状花序、葇荑花序、头状花序、隐头花序）和有限花序。

自然界中花序的类型比较复杂，有些植物是有限花序和无限花序混生的。

（二）开花和传粉

植物开花的龄期、季节、花期长短不同。

1～2年生草本药用植物一生只开一次花，多年生植物生长到一定时期才能开花。

多数植物一旦开花，每年都开花（条件不适宜不开花），直到枯萎死亡为止。

花粉粒成熟，借外力的作用，从雄蕊的花药传到雌蕊柱头上的过程，称为传粉。

传粉的方式分为：

①自花传粉：

指成熟的花粉粒落到同一朵花的柱头上的过程。

②异花传粉：

是指不同花朵之间的传粉，在栽培学上常指不同植株间的传粉，如薏苡、益母草、丝瓜等。

③常异花传粉：

是指异花传粉介于5%～50%的传粉方式，以这种形式传粉的植物称常异花传粉植物。

（三）果实和种子：

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，内含种子。

种子由子房内的胚珠发育而成。

三、植物的生命周期及生长发育过程

（一）植物的生命周期：

植物体从种子到新种子的过程，称为植物的生命周期。

一年生植物一年内完成种子萌发、开花结实、植株衰老死亡的过程的植物。

如薏苡、红花等。

二年生植物第一年种子萌发后进行营养生长，第二年抽薹开花结实至衰老死亡的植物。

如当归、菘蓝等。

多年生植物完成一个生命周期需三年或三年以上的时间。

大部分多年生草本植物的地上部分，每年在开花结实之后枯萎而死，地下部分则可存活多年。

如人参、贝母、延胡索等。

多年生植物大多可多次开花结实，少数一生只开花结实一次，如天麻等。

也有个别植物一年多次开花，如忍冬等。

（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。

种子时期：

从种子的形成至开始萌发的阶段。

这个时期可分为胚胎发育期、种子休眠期、发芽期三个阶段。

营养生长时期：

植株的根、茎、叶等营养体生长阶段。

生殖生长时期：

在营养生长基础上，内部开始发生一系列质的变化，逐渐转向生殖生长，孕蕾、开花、结实。

这一时期可分为花芽分化期、开花期、结果期。

（三）植物生长发育的周期性

1、植物生长曲线和生长大周期

植物生长的基本方式呈现“慢-快-慢”的“S”形变化曲线，这种曲线称为植物生长的Logistic曲线。

其生长速率呈周期性变化所经历的三个阶段过程称为生长大周期。

2、季节周期性：

各种植物都有自身的年生长周期。

休眠是植物在进化过程中所形成的对不良环境适应性的表现。

药用植物体内某些活性成分也呈现周期性的变化，例如，三棵针在营养生长期与开花期小檗碱的含量变化不大，到结果期含量可增加一倍以上。

3、日生长周期性：

植物生长速率的日变化，与温度密切关系。

植物正常的生长发育既需要光与暗的昼夜节奏，也要求温度的昼夜差异。

通常在植物体内水分不亏缺的条件下，白昼适当高温有利于光合作用增强，夜间适当低温使植物呼吸作用减弱，对光合产物的消耗减少，净积累增多。

因此，在一定温度范围的昼夜变化中，昼夜温差越大，植物的产量越高，质量就好。

四、植物生长发育的相关性：

高等植物的各种器官是一个统一整体。

植株体内不同器官之间相互依存、相互制约的关系称为生长的相关性。

（一）顶芽与侧芽、主根与侧根的相关性

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。

由于顶端优势的存在，决定了侧芽是否萌发生长、侧芽萌发生长的快慢及侧枝生长的角度。

顶芽抑制侧芽生长与内源激素和营养有关。

（二）地上部分与地下部分的相关性：

地下部分和地上部分重量（鲜重或干重）之比。

称为根冠比（R/T）。

地上部分和地下部分生长的相互影响，主要通过物质的分配实现，有时受环境条件的影响。

在药用植物的生产中，适当调整和控制根和地下茎类药物的根冠比，对药用植物产量的提高有很大关系。

在生长前期，以茎叶生长为主，根冠比值较低。

所以，根和地下茎类（薯蓣、白芷、地黄等）在生产前期要求较高的温度，充足的土壤水分和适量的N肥；

而到了生长后期，就应适当降低土壤温度，施足P肥，使根冠比增大，从而提高产量。

（三）营养生长与生殖生长的相关性

通过协调生殖生长和营养生长间的关系来调节产量。

大小年现象。

主要原因：

（1）与树体的营养条件有关。

结实过多时，营养大量消耗，枝条中的养料不足，花芽数减少，第二年花果数减少，出现小年。

小年结实少，消耗有机营养少，树体积累营养较多，结果枝数量增加，并有足够养分集中于花芽形成，花芽多而饱满，出现大年。

（2）与体内激素变化有关。

特别是赤霉素影响花芽的分化。

由于大年形成的果实多，种子多，种子中产生的赤霉素抑制了树体的花芽分化。

当结果少时，种子产生的赤霉素少，花芽分化就多，从而形成大年。

生产上常用修剪及生长调节剂来疏花疏果，调节营养生长和生殖生长的矛盾，确保年年丰收。

（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）。

极性产生的原因与生长素的极性运输有关。

不同器官生长素的极性运输强弱不同，茎>

根>

叶。

由于茎的极性强，所以扦插繁殖时，应注意将形态学下端插入土中，而不可倒插。

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。

植物的器官、组织或单个细胞利用组织培养技术再生出完整的植株，甚至分化程度高的生殖细胞（花粉）也能诱导出完整植株。

生产上扦插、分根等无性繁殖，就是再生能力的应用。

第二节药用植物生长发育所需的环境条件

温度三基点：

最高温度、适宜温度、最低温度。

（一）药用植物对温度的要求依据对温度的不同要求分为四类：

1、耐寒药用植物一般能耐-2～-1℃的低温，短期内可以忍耐-10～-5℃低温，最适同化作用温度为15～20℃。

特别是根茎类药用植物地下部分越冬能耐0℃以下，甚至-10℃的低温。

（二）高温和低温障碍：

温度过高或过低都会给植物造成障碍，使生产受损。

低温障碍指过低的温度可使植物生理活动停止，甚至死亡。

低温对药用植物的伤害主要是冷害（＞0℃）和冻害（＜0℃或＜临界温度）。

高温障碍是与强烈的阳光和急剧的蒸腾作用相结合而引起的。

（三）春化作用：

春化作用指由低温诱导而促使植物开花的现象。

需要春化的有一年生、大多数二年生和多年生植物。

2、分类植物春化作用有效温度一般在0～10℃，最适温度为1～7℃，但因植物种类或品种的不同，各植物所要求的春化作用温度也有所不同。

药用植物通过春化的方式有两种：

一种是萌动种子的低温春化，如芥菜、大叶藜、萝卜等；

另一种是营养体的低温春化，如当归、白芷、牛蒡及菊花等。

3、处理方法种子春化处理在种子萌动期，控制水分是关键。

营养体春化处理需在植株或器官长到一定大小时进行，没有一定的生长量，即使遇到低温，也不进行春化作用。

当归幼苗根重小于0.2g时对春化处理没有反应；

大于2g春化处理后全部抽薹开花；

0.2～2g开花率与根重、春化温度和时间有关。

二、光照：

1、光合作用2、成花生理：

光调节植物的生长发育过程3、形态建成：

依靠光来控制植物的生长、发育和分化称为光的形态建成4、光补偿点：

光合速率等于呼吸速率时的光照强度。

5、光饱和点：

当达到某一光照度时，光合速率就不再增加的现象称光饱和现象，此时的光照度称为光饱和点。

（一）光照强度对药用植物生长发育的影响：

根据各种植物对光照强度的需求不同，分为阳生植物、阴生植物和中间型植物。

（1）阳生植物：

要求生长在直射光充足的地方，光饱和点为全光照的100%，光补偿点为全光照的3%～5%，缺乏光照植株生长不良，产量低。

植物对于日照长短的反应，称光周期现象。

（1）长日植物：

日照必须大于某一临界日长（一般12～14h以上），或者暗期必须短于一定时数才能成花的植物。

例如红花、当归、牛蒡、紫菀、除虫菊等。

*临界日长：

昼夜周期中诱导短日植物开花所需的最长日照或诱导长日植物开花所的最短日照。

认识和了解药用植物的光周期反应，在药用植物栽培中具有重要的作用：

1、引种过程中，首先考虑引进的药用植物是否在当地的光周期诱导下能够正常生长发育、开花结实。

短日植物：

北种南引，开花提前，应引晚熟种；

南种北引，开花推迟，应引早熟种。

长日植物：

北种南引，开花推迟，应引早熟种；

南种北引，开花提前，应引晚熟种。

2、栽培时根据植物对光周期的反应确定适宜的播种期；

3、通过人工调节光周期，促进或延迟开花，在药用植物育种中发挥作用。

如便于杂交、加速良种繁育、缩短育种年限等。

（二）药用植物对水的适应性：

（1）旱生植物能在干旱的气候和土壤环境中维持正常的生长发育，抗旱能力强。

如芦荟、仙人掌、麻黄、骆驼刺等。

1、干旱缺水是常见的自然现象，严重缺水叫做干旱。

2、涝害地表水泛滥淹没农田，或田间积水、水分过多使土层中缺乏氧气，根系呼吸减弱，植物最终窒息死亡的现象。

涝害对植物所造成的危害不是直接作用，而是间接影响。

四、土壤

（一）土壤的组成、结构与质地

土壤是在岩石矿物风化的基础上，经过长期的形成因素和成土过程的作用而产生。

至少包括：

土壤肥力指标：

有机质、结构、pH、紧实度、渗滤性、持水率、耕层厚度、土壤质地、通气性、侵蚀状况、速效养分含量；

土壤环境质量指标：

背景值、污染指数、污染物种类、环境容量、地表水地下水污染物；

土壤生物活性指标：

微生物量、C/N、土壤呼吸、微生物区系、酶活性；

土壤生态指标：

土壤动物类型数量、杂草、种群丰富度、多样性指数、均匀度指数、优势性指数等。

（二）土壤酸碱度：

土壤的酸碱度影响土壤养分的有效程度，过酸过碱的土壤易使磷素固定，难被植物吸收，也使氮素的转化受到影响。

红黄壤酸性重，应施用一些石灰以中和酸性，施磷肥时不宜施酸性的过磷酸钙，要施碱性的钙镁磷肥。

五、微生物：

植物与周围环境生物的互相作用是一种普遍现象。

其中植物－微生物的相互作用是重要形式之一。

在叶围和根围区域植物体时刻与众多的有害、有益和中性微生物共同生存，并产生直接或间接的接触。

植物为了适应复杂的生态环境，进化成很多形式的植物－微生物共生体系统。

1、根瘤菌固N微生物，G－细菌，与豆科植物形成共生关系，将空气中分子态N转化为植物可利用的化合态N。

2、菌根是自然界中一种普遍的植物共生现象，是土壤真菌与植物根系形成的互惠共生体。

3、内生菌指一类在其部分或全部生活史存活于健康植物组织内部、不引发宿主植物表现出明显感染症状的微生物。

包括内生真菌和内生细菌。

内生菌在植物体内广泛存在，其分布于植物的根、茎、叶、花、果实和种子等器官组织的细胞或细胞间隙。

4、兰科植物共生菌兰科植物普遍存在共生菌现象，以天麻和石斛为典型代表。

第三节药用植物产量构成与品质形成

一、药用植物产量及其构成因素

（一）药作植物产量生物产量指全生育期内通过光合作用和吸收作用，即通过物质和能量的转化所生产和积累的各种有机物的总量。

生物产量通常不包括根系（根和根茎类除外）。

经济产量指目标产品的收获量。

药用植物中可供直接药用或供制药工业提取原料的药用部位产量为经济产量。

经济产量占生物产量的比例，即生物产量转化为经济产量的效率，称为经济系数或收获指数。

经济产量＝生物产量×

经济系数。

同一药用植物，因栽培的目不同，经济产量的概念也不同。

（二）产量构成因素：

药用植物的产量是指单位土地面积上药用植物群体的产量，即由个体产量和个体数量构成。

由于药用植物种类不同，构成产量的因素各异。

单位土地面积上的药用植物产量随产量构成各因素而变化。

（三）药用植物产量形成的特点：

干物质积累动态是Logistic曲线（"

S"

形曲线）模式，经历缓慢增长期、指数增长期、直线增长期和减慢停止期。

相对生长率（RGR）:

即单位时间内单位重量植株的重量增加值。

受比叶面积（SLA）、叶干重比（LWR）、净同化率（NAR）的影响。

净同化率（NAR）：

表示单位叶面积在单位时间内的干物质增长量。

叶面积比率（LAR）：

叶面积与植株干重之比（L/W）称叶面积比率，即单位干重的叶面积。

比叶面积（SLA）：

又称叶面积干重比，为单位叶面积与叶干重之比，在某种意义上是叶子相对厚度的一种度量。

叶干重比（LWR）：

叶的干重与植株干重之比。

植物生长率（CGR）：

又叫做群体生长率，表示单位时间、单位土地面积上所增加的干物重。

药用植物产量取决于叶面积指数，叶面积指数随药用植物种类、生育时期、种植密度及栽培环境等变化。

二、药用植物品质及其形成

（一）药用植物品质的内涵：

药用植物品质关系到中药质量及临床疗效。

评价指标：

一是化学成分，主要指药用成分或活性成分的多少，以及有害物质如化学农药、有毒金属元素的含量等；

二是物理指标，主要是指产品的外观性状，如色泽、质地、大小、整齐度和形状等。

1、化学成分：

药用植物的功效是由所含的有效成分或叫活性成分作用的结果。

活性成分含量、各种成分的比例等是衡量药用植物产品质量的主要指标。

中药防病治病的物质基础是其所含化学成分，目前已明确的药用化学成分种类有：

糖类、苷类、木质素类、萜类、挥发油、鞣质类、生物碱类、氨基酸、多肽、蛋白质和酶、脂类、有机酸类、树脂类、植物色素类及无机成分等。

2、农药残留物与重金属等外源性有害物质：

栽培药用植物有时需使用农药，虽然药用器官禁用，但也应检查有无化学农药残留。

残留物超过规定者禁止作为药材。

3、色泽：

色泽是药材的外观性状之一，每种药材都有自己的色泽特征。

许多药材本身含有天然色素成分，有些药效成分本身带有一定的色泽特征。

不同质量的药材采用同种工艺加工或相同质量的药材采用不同工艺加工，加工后的色泽，不论是整体药材外观色泽，还是断面色泽，都有一定的区别。

4.质地、大小与形状，药材的质地既包括质地构成（如肉质、木质、纤维质、革质和油质等），又包括药材的硬韧度（如体轻、质实、质坚、质硬、质韧、质柔韧（润）及质脆等）。

用药材大小和形状进行分等是传统方法。

将药效成分与外观性状结合起来分等分级才更为科学。

（二）药用植物品质形成的生理生化基础

品质则取决于所形成的特定物质，并随种质、品种类型和环境条件而有很大变化。

这是由系统发育过程中生理生化作用所形成的机能决定的。

药用植物产品器官多样，化学成分亦多种多样，结构复杂，效用各异，其品质和产量都是通过生长发育和代谢活动及其他生理生化过程实现的。

初生代谢产物。

通过体内一系列酶的作用使光合产物转化，形成结构复杂的次生代谢产物。

药用植物活性成分绝大多数为次生代谢产物。

途径有四条：

莽草酸、氨基酸、乙酸、甲瓦龙酸产生的代谢产物，亦有混合途径。

药用植物代谢类型可分为糖类与蛋白质类。

含鞣质、油脂、树脂及树胶等的多为糖类代谢类型；

含生物碱等的多为蛋白质类代谢类型。

药用植物品质形成决定于代谢途径。

代谢活动是在酶的控制下进行的，也就是由植物个体的遗传信息，通过转录和转译生成的酶来决定其代谢途径与能力。

这一过程与外界环境条件有密切关系。

如栽培中增加磷、钾和创造湿润环境，可促进糖类代谢过程，提高油脂等物质累积；

氮素营养和适度干旱条件，促进蛋白质和氨基酸转化，加速生物碱等有效成分的积累。

（三）影响药用植物品质形成的因素

1.对药材外观性状、质地和气味的影响因素:

药材的色泽、形状、质地及气味等是鉴别药材品质的重要内容，是由药用植物种类、品种的遗传性和外界环境条件决定的。

多年生药用植物的品质与栽培年限关系也很密切。

采收季节、时间也极重要。

2.有效成分积累的影响因素

（1）遗传物质:

每种植物都有其独特的生物发育节律，植物遗传差异是造成其品质变化的内因。

我国忍冬属植物有98种，其中有10多种植物的花蕾作为金银花用，含有绿原酸、异绿原酸等多种有效成分，但由于药用植物种类不同，其有效成分各异。

（2）生长年限:

药用植物体内有效成分的形成和积累也与生长年限密切相关。

（3）物候期:

药用植物体内有效成分的累积，不仅随不同株龄有很大变化，而且随季节、物候期而变化。

地上部分入药的，以生长旺盛的花蕾、花期有效成分积累高；

地下部分入药的，休眠期积累高。

（4）不同器官与组织:

不同部位的有效成分积累规律不同。

如薄荷主要有效成分是薄荷醇、薄荷酮等挥发油类以及黄酮类成分；

栽培薄荷以获得薄荷醇型（或薄荷醇+薄荷酮型）为主。

经测定，不同部位叶片中精油成分差异很大，茎上部至下部叶含薄荷醇量逐渐增高，而薄荷酮含量逐渐减少。

（5）环境条件:

药用植物各种生化反应的原料（物质、能量和信息）部分来自空气，受气温、光照、水分等因素影响；

另一部分则由植物根系从土壤中吸取，“地质背景系统”（GBS）制约着其的分布、生长发育、产量及品质。

环境条件对品质的影响是复杂的，在不同生态因子作用下，活性物质变化与生态因子影响植物的代谢过程密切相关。

（6）栽培技术;

药用植物野生－人工栽培，由于环境条件的改善，植株生长发育良好，为其活性成分的形成、转化和积累提供了良好条件，利于优质、高产。

在药用植物栽培中，合理施肥也与产品品质关系密切。

同种药用植物在不同产地，植株体内各器官积累N、P、K的数量不同。

第三章药用植物种植制度与土壤耕作

第一节药用植物种植制度

*2.熟制：

是我国对耕地利用程度的另一种表示方法，它以年为单位表示种植的季数。

一年三熟、一年两熟、两年三熟、一年一熟、五年四熟等都称为熟制。

其中，对年播种面积大于耕地面积的熟制，又称多熟制。

3.休闲：

指耕地在可种植植物的季节只耕不种或不耕不种等方式。

1.药用植物化感自毒作用与连作障碍

（1）植物化感自毒作用

植物化感作用是指一种活体植物（供体）产生并以挥发、淋溶