一、溫度
植物生長和溫度的關(guān)系存在“三基點”——最低溫度、最適溫度、最高溫度。
(一)藥用植物對溫度的要求
·耐寒植物:人參、細辛、平貝母、大黃、羌活、五味子、刺五加;
·半耐寒植物:蘿卜、菘藍、黃連、枸杞、知母及芥菜;
·喜溫植物:顛茄、枳殼、川芎、金銀花;
·耐熱植物:檳榔、砂仁、蘇木、絲瓜、羅漢果、刀豆、冬瓜及南瓜。
(二)高溫和低溫的障礙
自然氣候的變化總體上有一定的規(guī)律,但是超出規(guī)律的變化(如溫度過高或過低)也時有發(fā)生。溫度過高或過低,都會給植物造成障礙,使生產(chǎn)受到損失。高溫障礙:高溫障礙是與強烈的陽光和急劇的蒸騰作用結(jié)合引起的。植物過度失水→降低生長速度→損傷莖葉→引起落花落果。低溫障礙:會致冷害與凍害。冷害是指生長季節(jié)內(nèi)0℃以上的低溫對藥用植物的傷害;凍害指由于氣溫急劇下降到0℃以下(或降至臨界溫度以下),使莖葉等器官受害。
(三)春化作用
春化作用是指由低溫誘導(dǎo)而促使植物開花的現(xiàn)象。藥用植物通過春化的方式有兩種:一是萌動種子的低溫春化,如芥菜、大葉藜、蘿卜等;二是營養(yǎng)體的低溫春化,如當(dāng)歸、白芷、牛蒡及菊花等。
二、光照
(一)光照強度對藥用植物生長發(fā)育的影響
陽生植物:北沙參、地黃、菊花、紅花、芍藥、薯蕷、枸杞、薏苡及知母。陰生植物:人參、西洋參、三七、石斛、黃連、細辛及淫羊藿。中間型植物:天門冬、麥冬、冬花、豆蔻、款冬、萵苣、紫花地丁及大葉柴胡。
(二)光質(zhì)對藥用植物生長發(fā)育的影響
光質(zhì)(或稱光的組成)對藥用植物的生長發(fā)育也有一定的影響。太陽光中被葉綠素吸收最多的是紅光,紅光對植物的作用最大,黃光次之。
·紅光能加速長日植物的生長發(fā)育,而延長短日植物的生長發(fā)育;
·藍紫光能加速短日植物的生長發(fā)育,而延遲長日植物的生長發(fā)育。
·紅光利于糖類的合成,藍光對蛋白質(zhì)合成有利,紫外線照射對果實成熟起良好作用,并能增加果實的含糖量。
·通常在長波長光照下生長的藥用植物,節(jié)間較長而莖較細;在短波長光照下栽培的植物,節(jié)間短而粗,后者利于培育壯苗。
(三)光周期的作用
植物通過感受晝夜長短變化而控制開花的現(xiàn)象稱為光周期現(xiàn)象。植物在生長發(fā)育進程中,必須經(jīng)過一定時間的適宜光周期后才能開花,否則一直處于營養(yǎng)生長狀態(tài)。
1.長日植物:日照必須大于某一臨界日長(一般12~14 h以上),或者暗期必須短于一定時數(shù)才能成花的植物。例如紅花、當(dāng)歸、牛蒡、蘿卜、紫菀及除蟲菊等。
2.短日植物:日照長度只有短于其所要求的臨界日長(一般12~14 h以下),或者暗期必須超過一定時數(shù)才開花的植物。例如紫蘇、菊花、穿心蓮、蒼耳、大麻及龍膽等。
3.日中性植物:對光照長短沒有嚴格要求,任何日照下都能開花的植物。例如曼陀羅、顛茄、地黃、蒲公英及千里光等。
4.中日性植物:只能在一定的日照長度下開花,延長或縮短日照時數(shù)都抑制其開花,例如某些甘蔗品種,只有在日照12.5 h下才能開花。
三、水
水不僅是植物體的組成成分之一,而且在植物體生命活動的各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用。
(一)藥用植物對水的適應(yīng)性
旱生植物:蘆薈、仙人掌、麻黃、駱駝刺以及景天科植物。濕生植物:水菖蒲、水蜈蚣、毛茛、半邊蓮、秋海棠及燈芯草。中生植物:絕大多數(shù)陸生的藥用植物均屬此類。水生植物:澤瀉、蓮、芡實、浮萍、滿江紅、金魚藻。
(二)藥用植物的需水量和需水臨界期
植物在生長發(fā)育期間所消耗的水分中主要是植物的蒸騰耗水,所蒸騰的水量約占總耗水量的80%,蒸騰耗水量稱為植物的生理需水量,以蒸騰系數(shù)來表示。蒸騰系數(shù)是指每形成1 g干物質(zhì)所消耗的水分克數(shù)。
(三)旱澇對藥用植物的危害
1.干旱
缺水是常見的自然現(xiàn)象,嚴重缺水叫作干旱。干旱分大氣干旱和土壤干旱。干旱對植物造成的危害主要表現(xiàn)在:
干旱影響原生質(zhì)的膠體性質(zhì),使原生質(zhì)結(jié)構(gòu)遭受破壞;干旱使細胞缺水,膨壓消失,植物呈現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象;干旱可以使植物氣孔關(guān)閉,蒸騰減弱,氣體交換和礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收與運輸緩慢;淀粉水解成糖,干物質(zhì)消耗多于積累;干旱使植物生長發(fā)育受到抑制,會招致細胞的死亡,植株干枯。
2.澇害
澇害是指長期持續(xù)陰雨致使地表水泛濫淹沒農(nóng)田,或田間積水、水分過多使土層中缺乏氧氣,根系呼吸減弱,植物最終窒息死亡。水澇對植物造成的危害主要表現(xiàn)在:
由于土壤空隙充滿水分,氧氣缺乏,植物根部正常呼吸受阻,影響水分和礦物質(zhì)元素的吸收;由于無氧呼吸而積累乙醇等有害物質(zhì),植物因而中毒;氧氣缺乏,好氣性細菌如硝化細菌、氨化細菌等活動受阻,影響植物對氮素等物質(zhì)的利用;嫌氣性細菌活動大為活躍(如丁酸細菌等),在土壤中積累有機酸和無機酸,增大土壤溶液的酸性,同時產(chǎn)生有毒的產(chǎn)物如硫化氫、氧化亞鐵等,使植物根部細胞色素多酚氧化酶遭受破壞,呼吸窒息。
四、土壤
土壤是藥用植物栽培的基礎(chǔ),是藥用植物生長發(fā)育所必需的水、肥、氣、熱的供給者。創(chuàng)造良好的土壤結(jié)構(gòu),改良土壤性狀,不斷提高土壤肥力,提供適合藥用植物生長發(fā)育的土壤條件,是搞好藥用植物栽培的基礎(chǔ)。
(一)土壤的組成、結(jié)構(gòu)與質(zhì)地
土壤是由固體、液體、氣體三部分物質(zhì)組成的復(fù)雜整體。固體部分包括礦物質(zhì)顆粒、有機質(zhì)、微生物。其中土壤礦物質(zhì)是土壤的“骨架”,是組成土壤固體部分的最主要、最基本物質(zhì),占土壤總重量的90%。土壤結(jié)構(gòu)以團粒結(jié)構(gòu)最好,團粒結(jié)構(gòu)是由腐殖質(zhì)與鈣質(zhì)將分散的土粒膠結(jié)在一起所形成的大小不同的結(jié)構(gòu),它可以調(diào)節(jié)土壤水分和空氣的矛盾,能夠保墑蓄水、疏松通氣,并可不斷向植物提供養(yǎng)分。
土壤按質(zhì)地可分為沙土、黏土和壤土。
土壤顆粒中直徑為0.01~0.03 mm的土壤顆粒占50%~90%的土壤稱為沙土。沙土通氣透水性良好,耕作阻力小,土溫變化快,保水保肥能力差,易發(fā)生干旱。適合在沙土種植的藥用植物有仙人掌、北沙參等。含直徑小于0.01 mm的土壤顆粒在80%以上的土壤稱為黏土。黏土通氣透水能力差,土壤結(jié)構(gòu)致密,耕作阻力大,但保水保肥能力強,供肥慢,肥效持久、穩(wěn)定。壤土的性質(zhì)介于沙土與黏土之間,是最優(yōu)良的土質(zhì)。壤土土質(zhì)疏松,容易耕作,透水良好,又有相當(dāng)強的保水保肥能力,適宜種植多種藥用植物。
(二)土壤肥力
土壤肥力是指土壤供給植物正常生長發(fā)育所需水、肥、氣、熱的能力。衡量土壤肥力高低,不僅要看每個肥力因素的絕對儲備量,而且還要看各個肥力因素間搭配是否適當(dāng)。
(三)土壤酸堿度
各種藥用植物對土壤酸堿度(pH值)都有一定的要求。多數(shù)藥用植物適于在微酸性或中性土壤中生長。有些藥用植物(蕎麥、肉桂、黃連、檳榔、白木香和蘿芙木等)比較耐酸,另有些藥用植物(寧夏枸杞、土荊芥、藜、紅花和甘草等)比較耐鹽堿。
(四)藥用植物與土壤養(yǎng)分
藥用植物生長和產(chǎn)量形成需要有營養(yǎng)保證。藥用植物生長發(fā)育所需的營養(yǎng)元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cl、Mn、Zn、Cu、Mo、B等。這些營養(yǎng)元素除空氣中能供給一部分C、H、O外,其他元素均由土壤提供。這里主要介紹下藥用植物三要素(肥料三要素)氮、磷、鉀。
1.氮(N)是蛋白質(zhì)、葉綠素和酶的主要成分。缺乏N,植物體中蛋白質(zhì)、葉綠素和酶的合成受阻,從而導(dǎo)致植物生長發(fā)育緩慢甚至停滯,光合作用減弱,植物體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化也將受到影響或停止,植株葉片變黃,生長瘦弱,開花早,結(jié)實少,產(chǎn)量低。例如西洋參根在缺氮時生長發(fā)育較差,根細,體輕。氮素充足時,植物枝葉茂盛,葉色濃綠,光合作用旺盛,制造有機物質(zhì)能力強,營養(yǎng)體生長健壯,為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。氮素過多時,植物組織柔軟,莖葉徒長,易倒伏,抵抗病蟲害能力減弱,阻礙發(fā)育過程,延遲成熟期。
2.磷(P)具有提高藥用植物的抗逆性,提高原生質(zhì)膠體的保水能力,減少水分損失,促進碳水化合物代謝增強抗寒性,加速細胞分裂和生殖器官的發(fā)育形成等作用。例如人參在開花前噴施磷肥,可以促進參根的形成和長大,對提高參根質(zhì)量和產(chǎn)量均有顯著作用。磷不足,蛋白質(zhì)合成下降,糖的運輸受阻,營養(yǎng)器官中糖的含量相對提高,有利于花青素的形成,此時葉子呈現(xiàn)不正常的暗綠色或紫紅色,這是缺磷的表現(xiàn)。缺磷時老葉中的磷向幼嫩組織中轉(zhuǎn)移,因此缺磷時老葉先出現(xiàn)。磷過多時,葉上出現(xiàn)小焦斑,是磷酸鈣沉淀所致。磷過多,會阻礙硅的吸收,易招致植株感病。磷還會與土壤中的鋅結(jié)合,所以磷過多會引起缺鋅病。
3.鉀(K)能增強植物的光合作用,促進碳水化合物的形成、運轉(zhuǎn)和貯藏,促進氮的吸收,加速蛋白質(zhì)的合成,促進維管束的正常發(fā)育,抗倒伏,抗病蟲害,促進塊根塊莖的發(fā)育,果實種子肥大飽滿,品質(zhì)好。缺鉀時,莖稈生長柔弱,易倒伏,抗旱、抗寒、抗病蟲能力減弱,新生根量減少。例如黃連缺鉀時根系發(fā)育不良,須根長度及稠密情況都不及正常植株,幾乎無新生須根。
·喜氮的藥用植物,如芝麻、薄荷、紫蘇、云木香、地黃、荊芥和藿香等。
·喜磷的藥用植物,如薏苡、五味子、枸杞、蕎麥、補骨脂和望江南等。
·喜鉀的藥用植物,如人參、甘草、黃芪、黃連、麥冬、山藥和芝麻等。
除氮、磷、鉀外,藥用植物生長發(fā)育還需要一定量的微量元素。例如施用硫酸鋅可提高丹參產(chǎn)量;施用Mo、Zn、Mn、Fe等微肥可使黨參獲得增產(chǎn);對于人參,單施Mn肥比單施Cu肥和單施Zn肥的增產(chǎn)幅度大,而施用Cu、Zn、Mo、Co等微量元素可增加皂苷的含量。但微量元素含量過高會產(chǎn)生毒害作用,因此在栽培中施用微量元素時應(yīng)根據(jù)土壤中微量元素種類和不同藥材的需求合理進行。
(五)藥用植物栽培常用基質(zhì)
1.蛭石:由黑云母和金云母風(fēng)化而成的次生物。能吸收大量的水,保水、持肥、吸熱、保溫。
2.珍珠巖:由一種含鋁硅酸鹽火山石經(jīng)粉碎加熱膨脹而形成。通氣性能好,易消毒和貯藏,而有效水量和吸收能力差。
3.泥炭:亦稱草炭、黑土,是古代湖沼植物埋藏于地下,在缺氧條件下分解不完全的有機物。酸性反應(yīng),對水及氨的吸附能力極強。
4.鋸末木屑與稻殼:質(zhì)地較輕、容易獲取、價格便宜,混合使用效果尤佳。
農(nóng)村農(nóng)業(yè)農(nóng)民·A版2021年12期