影响药用植物生长发育的环境因子

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。

（一）药用植物对温度的要求

·耐寒植物：人参、细辛、平贝母、大黄、羌活、五味子、刺五加；

·半耐寒植物：萝卜、菘蓝、黄连、枸杞、知母及芥菜；

·喜温植物：颠茄、枳壳、川芎、金银花；

·耐热植物：槟榔、砂仁、苏木、丝瓜、罗汉果、刀豆、冬瓜及南瓜。

（二）高温和低温的障碍

自然气候的变化总体上有一定的规律，但是超出规律的变化（如温度过高或过低）也时有发生。温度过高或过低，都会给植物造成障碍，使生产受到损失。高温障碍：高温障碍是与强烈的阳光和急剧的蒸腾作用结合引起的。植物过度失水→降低生长速度→损伤茎叶→引起落花落果。低温障碍：会致冷害与冻害。冷害是指生长季节内0℃以上的低温对药用植物的伤害；冻害指由于气温急剧下降到0℃以下（或降至临界温度以下），使茎叶等器官受害。

（三）春化作用

春化作用是指由低温诱导而促使植物开花的现象。药用植物通过春化的方式有两种：一是萌动种子的低温春化，如芥菜、大叶藜、萝卜等；二是营养体的低温春化，如当归、白芷、牛蒡及菊花等。

二、光照

（一）光照强度对药用植物生长发育的影响

阳生植物：北沙参、地黄、菊花、红花、芍药、薯蓣、枸杞、薏苡及知母。阴生植物：人参、西洋参、三七、石斛、黄连、细辛及淫羊藿。中间型植物：天门冬、麦冬、冬花、豆蔻、款冬、莴苣、紫花地丁及大叶柴胡。

（二）光质对药用植物生长发育的影响

光质（或称光的组成）对药用植物的生长发育也有一定的影响。太阳光中被叶绿素吸收最多的是红光，红光对植物的作用最大，黄光次之。

·红光能加速长日植物的生长发育，而延长短日植物的生长发育；

·蓝紫光能加速短日植物的生长发育，而延迟长日植物的生长发育。

·红光利于糖类的合成，蓝光对蛋白质合成有利，紫外线照射对果实成熟起良好作用，并能增加果实的含糖量。

·通常在长波长光照下生长的药用植物，节间较长而茎较细；在短波长光照下栽培的植物，节间短而粗，后者利于培育壮苗。

（三）光周期的作用

植物通过感受昼夜长短变化而控制开花的现象称为光周期现象。植物在生长发育进程中，必须经过一定时间的适宜光周期后才能开花，否则一直处于营养生长状态。

1.长日植物：日照必须大于某一临界日长（一般12～14 h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、萝卜、紫菀及除虫菊等。

2.短日植物：日照长度只有短于其所要求的临界日长（一般12～14 h以下），或者暗期必须超过一定时数才开花的植物。例如紫苏、菊花、穿心莲、苍耳、大麻及龙胆等。

3.日中性植物：对光照长短没有严格要求，任何日照下都能开花的植物。例如曼陀罗、颠茄、地黄、蒲公英及千里光等。

4.中日性植物：只能在一定的日照长度下开花，延长或缩短日照时数都抑制其开花，例如某些甘蔗品种，只有在日照12.5 h下才能开花。

三、水

水不仅是植物体的组成成分之一，而且在植物体生命活动的各个环节中发挥着重要的作用。

（一）药用植物对水的适应性

旱生植物：芦荟、仙人掌、麻黄、骆驼刺以及景天科植物。湿生植物：水菖蒲、水蜈蚣、毛茛、半边莲、秋海棠及灯芯草。中生植物：绝大多数陆生的药用植物均属此类。水生植物：泽泻、莲、芡实、浮萍、满江红、金鱼藻。

（二）药用植物的需水量和需水临界期

植物在生长发育期间所消耗的水分中主要是植物的蒸腾耗水，所蒸腾的水量约占总耗水量的80%，蒸腾耗水量称为植物的生理需水量，以蒸腾系数来表示。蒸腾系数是指每形成1 g干物质所消耗的水分克数。

（三）旱涝对药用植物的危害

1.干旱

缺水是常见的自然现象，严重缺水叫作干旱。干旱分大气干旱和土壤干旱。干旱对植物造成的危害主要表现在：

干旱影响原生质的胶体性质，使原生质结构遭受破坏；干旱使细胞缺水，膨压消失，植物呈现萎蔫现象；干旱可以使植物气孔关闭，蒸腾减弱，气体交换和矿质营养的吸收与运输缓慢；淀粉水解成糖，干物质消耗多于积累；干旱使植物生长发育受到抑制，会招致细胞的死亡，植株干枯。

2.涝害

涝害是指长期持续阴雨致使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。水涝对植物造成的危害主要表现在：

由于土壤空隙充满水分，氧气缺乏，植物根部正常呼吸受阻，影响水分和矿物质元素的吸收；由于无氧呼吸而积累乙醇等有害物质，植物因而中毒；氧气缺乏，好气性细菌如硝化细菌、氨化细菌等活动受阻，影响植物对氮素等物质的利用；嫌气性细菌活动大为活跃（如丁酸细菌等），在土壤中积累有机酸和无机酸，增大土壤溶液的酸性，同时产生有毒的产物如硫化氢、氧化亚铁等，使植物根部细胞色素多酚氧化酶遭受破坏，呼吸窒息。

四、土壤

土壤是药用植物栽培的基础，是药用植物生长发育所必需的水、肥、气、热的供给者。创造良好的土壤结构，改良土壤性状，不断提高土壤肥力，提供适合药用植物生长发育的土壤条件，是搞好药用植物栽培的基础。

（一）土壤的组成、结构与质地

土壤是由固体、液体、气体三部分物质组成的复杂整体。固体部分包括矿物质颗粒、有机质、微生物。其中土壤矿物质是土壤的“骨架”，是组成土壤固体部分的最主要、最基本物质，占土壤总重量的90%。土壤结构以团粒结构最好，团粒结构是由腐殖质与钙质将分散的土粒胶结在一起所形成的大小不同的结构，它可以调节土壤水分和空气的矛盾，能够保墒蓄水、疏松通气，并可不断向植物提供养分。

土壤按质地可分为沙土、黏土和壤土。

土壤颗粒中直径为0.01～0.03 mm的土壤颗粒占50%～90%的土壤称为沙土。沙土通气透水性良好，耕作阻力小，土温变化快，保水保肥能力差，易发生干旱。适合在沙土种植的药用植物有仙人掌、北沙参等。含直径小于0.01 mm的土壤颗粒在80%以上的土壤称为黏土。黏土通气透水能力差，土壤结构致密，耕作阻力大，但保水保肥能力强，供肥慢，肥效持久、稳定。壤土的性质介于沙土与黏土之间，是最优良的土质。壤土土质疏松，容易耕作，透水良好，又有相当强的保水保肥能力，适宜种植多种药用植物。

（二）土壤肥力

土壤肥力是指土壤供给植物正常生长发育所需水、肥、气、热的能力。衡量土壤肥力高低，不仅要看每个肥力因素的绝对储备量，而且还要看各个肥力因素间搭配是否适当。

（三）土壤酸碱度

各种药用植物对土壤酸碱度（pH值）都有一定的要求。多数药用植物适于在微酸性或中性土壤中生长。有些药用植物（荞麦、肉桂、黄连、槟榔、白木香和萝芙木等）比较耐酸，另有些药用植物（宁夏枸杞、土荆芥、藜、红花和甘草等）比较耐盐碱。

（四）药用植物与土壤养分

药用植物生长和产量形成需要有营养保证。药用植物生长发育所需的营养元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cl、Mn、Zn、Cu、Mo、B等。这些营养元素除空气中能供给一部分C、H、O外，其他元素均由土壤提供。这里主要介绍下药用植物三要素（肥料三要素）氮、磷、钾。

1.氮（N）是蛋白质、叶绿素和酶的主要成分。缺乏N，植物体中蛋白质、叶绿素和酶的合成受阻，从而导致植物生长发育缓慢甚至停滞，光合作用减弱，植物体内物质转化也将受到影响或停止，植株叶片变黄，生长瘦弱，开花早，结实少，产量低。例如西洋参根在缺氮时生长发育较差，根细，体轻。氮素充足时，植物枝叶茂盛，叶色浓绿，光合作用旺盛，制造有机物质能力强，营养体生长健壮，为优质高产打下了物质基础。氮素过多时，植物组织柔软，茎叶徒长，易倒伏，抵抗病虫害能力减弱，阻碍发育过程，延迟成熟期。

2.磷（P）具有提高药用植物的抗逆性，提高原生质胶体的保水能力，减少水分损失，促进碳水化合物代谢增强抗寒性，加速细胞分裂和生殖器官的发育形成等作用。例如人参在开花前喷施磷肥，可以促进参根的形成和长大，对提高参根质量和产量均有显著作用。磷不足，蛋白质合成下降，糖的运输受阻，营养器官中糖的含量相对提高，有利于花青素的形成，此时叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色，这是缺磷的表现。缺磷时老叶中的磷向幼嫩组织中转移，因此缺磷时老叶先出现。磷过多时，叶上出现小焦斑，是磷酸钙沉淀所致。磷过多，会阻碍硅的吸收，易招致植株感病。磷还会与土壤中的锌结合，所以磷过多会引起缺锌病。

3.钾（K）能增强植物的光合作用，促进碳水化合物的形成、运转和贮藏，促进氮的吸收，加速蛋白质的合成，促进维管束的正常发育，抗倒伏，抗病虫害，促进块根块茎的发育，果实种子肥大饱满，品质好。缺钾时，茎秆生长柔弱，易倒伏，抗旱、抗寒、抗病虫能力减弱，新生根量减少。例如黄连缺钾时根系发育不良，须根长度及稠密情况都不及正常植株，几乎无新生须根。

·喜氮的药用植物，如芝麻、薄荷、紫苏、云木香、地黄、荆芥和藿香等。

·喜磷的药用植物，如薏苡、五味子、枸杞、荞麦、补骨脂和望江南等。

·喜钾的药用植物，如人参、甘草、黄芪、黄连、麦冬、山药和芝麻等。

除氮、磷、钾外，药用植物生长发育还需要一定量的微量元素。例如施用硫酸锌可提高丹参产量；施用Mo、Zn、Mn、Fe等微肥可使党参获得增产；对于人参，单施Mn肥比单施Cu肥和单施Zn肥的增产幅度大，而施用Cu、Zn、Mo、Co等微量元素可增加皂苷的含量。但微量元素含量过高会产生毒害作用，因此在栽培中施用微量元素时应根据土壤中微量元素种类和不同药材的需求合理进行。

（五）药用植物栽培常用基质

1.蛭石：由黑云母和金云母风化而成的次生物。能吸收大量的水，保水、持肥、吸热、保温。

2.珍珠岩：由一种含铝硅酸盐火山石经粉碎加热膨胀而形成。通气性能好，易消毒和贮藏，而有效水量和吸收能力差。

3.泥炭：亦称草炭、黑土，是古代湖沼植物埋藏于地下，在缺氧条件下分解不完全的有机物。酸性反应，对水及氨的吸附能力极强。

4.锯末木屑与稻壳：质地较轻、容易获取、价格便宜，混合使用效果尤佳。