第一章绪论一、药用植物栽培在国民经济中的意义
(一)药用植物栽培的含义中药是我国劳动人民自古以来向疾病作斗争的有力武器,是保证人民健康的物质基础。我国人民习惯把中医用以防病治病的药物统称为中药;而把民间流传的用以防病治病的药物统称为草药。许许多多草药在长期实践中证明疗效显著,被中医认可并应用,许多草药都被收载在“本草”之中,所以,就有了中草药之称。在商品经营和流通中,把化学合成药物及其制品称作西药,把来自天然的植物药、动物药、矿物药及其制品统称中药或中药材,简称药材。把中药称为药材的另个原因是,药材含义中还包括西医应用的天然药物(如洋地黄、麦角等)。在医药教育和科研机构中,把药材称作生药。
药用植物栽培是指药用植物的选地、整地、播种、育苗、移栽、管理、采收、产地加工等整个生产过程。药用植物栽培的任务是生产出优质、高产、低耗的多种药材,充分满足人民医疗保健对药材的需求,特别是需要量大,而自然资源少的药材品种。农业是国民经济的基础,药用植物栽培是农业的组成部分,随着农业生产的发展,药材生产也应不断提高,才能不断满足人民对医疗保健事业增长的需要。
(二)药用植物栽培在国民经济中的意义
1 扩大药材来源,保护人民身体健康 中药是祖国医药学遗产的一个重要组成部分。我国中医的丰富经验,中药的卓越疗效,博得了国内外人民的拥戴。
中药绝大部分是野生和栽培植物,来源丰富,价格便宜,使用简单,不仅对预伤和治疗疾病有特殊的疗效,而且还有补益身体的功能。随着社会的发展,人民生活水平的不断提高,人民对预防和治疗疾病的要求更加迫切,药材的需要量也大大增加。因此,许多药材品种单靠野生资源就无法满足人民用药之需。而药用植物栽培则是通过野生变家植,建立和扩大药用植物栽培生产基地、优质高产栽培技术的实施、植物细胞的工业化生产等措施,在不破坏自然资源的前提下,不断扩大药材的来源,改变供不应求的局面,特别是在保证稀贵的、需要量较大的常用药材的供应,具有重要的意义。另外,扩大了药材来源,保证用药的需求,这不仅有利于医疗事业的发展,而且对预防和减少疾病的发生,对提高中华民族乃至世界人民的身体健康素质具有重要的作用。
2.合理利用土地,增加农业收入 药材生产是整个农业生产的组成部分,早在《全国农业发展纲要》中就明确规定,“在优先发展粮食生产的条件下,各地应当发展多种经济,保证完成国家所规定的药材等项农作物的计划指标”。药材生产属多种经营范畴,由于品种繁多,生物学特性各异,容易搭配间混套种,合理利用土地。如药用植物中,深根系与浅根系,喜肥的和耐脊薄的,喜温的与耐寒的,喜湿和耐旱的,耐阴和喜阳的,以及早、中、晚熟的种类很多,这不仅便于因地、因时搭配种植,合理利用地力、空间和时间,而且还能调节农业生产力,提高单位面积产量。
发展药材生产,除通过提高单位土地面积产量,增加农业收入外,还因许多药材产值高,因而又增加了农业收入,提高了农民的生活和生产水平。如人参、西洋参、黄连、夫麻、枸杞、砂仁、三七等药材的产值都很高,按亩产值比较,药材是一般农作物的2—3倍,人参、西洋参可达10余倍。据河北省报道,平泉地区引种人参,在较脊薄的山地种植,农民说,“只要保住3—4成苗,其产值就是种玉米的3倍左右”;又如吉林省集安市发展人参生产不占农田,使用劳力不足农业劳力的10%,但参业产值却占农业收入的30%左右,人参的利税占全市总收入的50%。
3.满足国外用药需求,增加外汇收入中药不仅是我国人民医疗保健事业不可缺少的,也是世界人民,特别是旅居海外的侨胞,防病治病所必需的。所以,我国的中药是传统的出口商品。随着社会的发展,世界上越来越多的人民喜欢利用中国的天然中药防病治病,所以中药的出口量日益增多。从增进世界各国人民间的友谊出发,适当发展药材生产,供应出口,不仅能为世界人民的健康生活、工作作出贡献,而且还可换取外汇收入。如1974年前,我国人参平均年出口量为27t,1980年达402t,1989年近1000t,仅人参一个品种年创汇达5000万美元左右。
二、我国药用植物栽培概况
(一)药用植物栽培的悠久历史我国古代人民,在与自然作斗争中,在发现和应用药用植物治疗疾病的过程中,对药用植物的栽培也积累了极其丰富的经验。我国古籍中有关药用植物栽培的记载,可追溯到2 600多年以前,如《诗经》(公元前11—6世纪中叶)中不仅记述蒿、芩、葛、芍药等药用植物,也记述了枣、桃、梅等当时已有栽培,既供果用,又资入药;汉代张骞(公元前123年前后)出使西域,引种栽培了红花、安石榴、胡桃、胡麻、大蒜等许多药用植物;《千金算方》(公元581—682年)中记述的百合栽培法已很详细,“上好肥地加粪熟鼢讫,春中取根大者,擘取瓣于畦中种,如蒜法,五寸一瓣种之,直作行,又加粪灌水,苗出,即锄四边,绝令无草,春后看稀稠所得,稠处更别移亦得,畦中干,即灌水,三年后其大小如芋……,又取子种亦得,一年以后二年以来始生,甚小,不如种瓣”;《齐民要术》(公元533—544)中,记述了地黄、红花、吴茱萸、竹、姜、栀、桑、胡麻、蒜等20余种药用植物栽培法;隋代(6世纪末至7世纪初)朝庭太医署下设立了药园师之职,掌管药用植物栽培,并设立了药用植物引种园,“以时种莳,采收诸药”。《隋书》中还有种植药法的记述;南宋时代韩彦直《橘录》(1178年)等书中记述了橘类、枇杷、通脱木、黄精等10种药用植物栽培方法;明、清时代(14—19世纪)有关本草学和农学名著更多:如明代王象晋的《群芳谱}(1521年)、徐光敝的《农政全书}(1639年),清代吴其浚《植物名实图考》(1848)等都对多种药用植物栽培法作了详细论述。特别是明代李时珍(1518—1593)在《本草纲目}(1590)这部医药巨著的草部中,就记述了麦冬、荆芥等62种药用植物的人工栽培。总之,在长期生产实践中,对药用植物的分类、品种鉴定、选育繁殖、栽培管理、采收加工等都积累了丰富的经验。其品种数量之多,记述之早和技术的完整性等都是前所未有的。这些宝贵的经验不仅在当时对药用植物栽培起了很大的作用,而且对我们今天发展药材生产也具有现实意义。所以,我们应当努力继承,并使之不断完善提高,更好地为我国人民的医疗保健事业服务,为社会主义建设作出新的贡献。
(二)建国后药材生产的发展中华人民共和国成立后,随着医药卫生事业的发展,药材生产也得到了迅速的恢复和发展。药用植物栽培业的发展十分突出。为了保证药材生产的计划发展,国家首先颁布了一系列的方针政策,并建立了相应的组织机构,统管药材生产事宜。全国药农在各级政府的带领下,认真贯彻执行各项方针政策,使药材生产的面积、单产、总产都得到了提高。如1958年药材生产面积较1957年扩大了80%,1963年比1962年又有大幅度的增长。现在药材生产的总面积是建国初期的几十倍。如1983年人参存留面积是建国初期的十几倍,近年面积又有大幅度的增加。栽培药材不仅面积扩大,而且药材的产量和质量都有大幅度的提高,如人参单产已由每平方米鲜重不足0.5kg,提高到2—2.5kg,高产者超过5kg。栽培药材的种类逐年增加,现在大面积栽培的约200种以上,引种试栽成功的约1000余种。许多野生药材家植成功并大规模生产的有细辛、天麻、甘草、茯苓、五味子、龙胆……等。从国外引种成功并规模生产的有西洋参、番红花等,其中西洋参已售往国外。药材生产的发展还表现在原有栽培品种的生产区域扩大,如地黄过去只产于河南,现在湖南、湖北、江苏、福建广东、四川、河北、安徽、辽宁、吉林等地都有栽培,川芎从四川扩展到陕西、青海、河南、山西、湖北等地,人参从吉林、辽宁、黑龙江扩展到山东、山西、北京、陕西、湖北、四川、云南等地。为不断搞好药材生产,提高药材的产量和品质,全国各省(区)先后成立了专门研究机构;国家有计划的设置了学校,培训了专门人材。
总之,药材生产与其他事业一样,获得了空前的发展。
三、药用植物栽培的特点
(一)栽培种类多,学科范围宽我国幅员辽阔,自然条件优越,蕴藏着极其丰富的天然药物资源,其种类之多是一大特点。已知可供药用的植物、动物和矿物药有5000多种,其中植物药约占90%,4500种左右。目前引种栽培的已超过千种,这千余种植物的栽培技术分别与粮食、油料、蔬菜、果树、花卉、林木等多学科相近,即学科范围宽。如薏苡、黑豆、补骨脂、望江南、红花等栽培技术与粮食油料作物相近;当归、白芷、桔梗、地黄、丝瓜、栝楼、欠实、泽泻等栽培技术与蔬菜作物相近;枸杞、五味子、诃子、栀子、忍冬等栽培技术与果树相近;芍药、牡丹、菊花、除虫菊、曼陀罗等的栽培技术与花卉相近;黄柏、杜仲、厚朴、喜树、安息香等与林木栽培技术相似。
除了上述情况外,还有诸多种类的栽培技术是超出上述学科涉及的范畴,如天麻、麦角是菌类与植物共生或寄生关系;虫草、白疆蚕是菌类寄生于昆虫幼虫的产物;猪苓是菌类之间的共生生长;槲寄生、兔丝子、列当等植物要寄生栽培。人参、西洋参、三七、黄连等均是遮荫栽培……等。
(二)多数药材的生产、研究处于开发利用的初级阶段 我国药用植物栽培历史悠久,开发利用之早,品种之多,是世人公认的。但是由于只限于用于防病治病,面积较小,无法与粮食、蔬菜相比。投入的人财物力较少,加之封建社会的社会制度的限定,所以多数品种的生产、研究水平都处于只知怎么种的开发利用的初级阶段。有些具有特殊生物学性状或适应范围较窄的品种,其生产水平提高的步伐更慢。中华人民共和国成立后,这种局面日趋改变。如人参的栽培始于1660年前,规模化生产已有400余年的历史。建国初期还是传统的全阴棚栽培,平均单产不足0.5ks/m’。自60年代开始,从人参的生理、生态、药化、临床入手,阐明了一些基础理论,从而改进了栽培技术,使人参单产得以大幅度提高。诸如细辛、北五味子、天麻、猪苓、龙胆、马兜铃、白木香、白疆蚕的野生家植的迅速成功,都与从基础研究入手,研,究与生产相结合分不开的。
(三)药材生产对产品质量性状要求严格 粮食、蔬菜、果品等类的生产,不仅要求产量,也要求产品品质,这是当今农业生产与以往相比的进步。药材生产对产品质量性状的要求更严格。它不仅要求产品的外观性状好,更要求产品的内在质量。所以,对采收期、加工工艺要求很严。粮食、蔬菜、果品的质量好坏只是同种成分含量高低的差别,或是品味的优劣,其内不含有害成分。而药材不是如此,如照山白,其叶除了含总黄酮治病外,还含有毒性成分——根木毒素I。就产量而言,6、7、8月三个月最高,但因总黄酮含量低,且含较高的枝木毒素I,所以6、7、8月不能采收。如果此时采收,毒性成分含量高,这样的药不但达不到治病目的,反倒会害人;又如生附子,因其有毒不能生入药,必须经胆包(主含氯化镁)浸泡、漂洗后,使其毒性成分转化或被漂洗掉,才能入药。辽宁引种伊贝母,虽然外观形态及质地没有变化,总生物碱含量也不低,但终因查其药效成分中,由于薄层板上多了个斑点而不能入药。我国从美国、加拿大引种西洋参,是经过多次与进口产品并行提取分析,证实与进口西洋参各种成分无异后,于1988年经卫生部,批准入药的。
(四)药材生产的地道性强 在众多的药材品种中,有部分药材地道性很强。如吉林人参、甘肃当归、四川的黄连、云南的三七、辽五味(北五味子)、宁夏枸杞等等,药材的地道性受气候、土质等多种因素影响,这种气候、土质的影响不单单是限定生长发育,更重要的是限定了次生代谢产物及有益元素的种类和存在状态,这是引种后不能入药或药效不佳的主要原因。如前面例举的伊贝母,从新疆引种到辽宁后,生长发育、产量都很好,贝母生物碱也不少,只是多了一种尚不清楚的成分’。应当指出,药材的地道性并非所有品种都很强,有的品种是由于过去受技术、交通等原因限制形成的,这类地道药材引种后生长发育、内外在质量与原产地一致,均可以入药,如山药、地黄、芍药忍冬等。就是地道性强的品种,也并不只限手原来的产地,因为我国幅员辽阔,地形、地势复杂,总可以在全国各地找到气候、土质类似的地方。有些地方气候相同,土质不同还可以通过改良使之相同就可以引种栽培。如人参、西洋参、枸杞、黄连等。
(五)药材生产计划的特殊性药材生产计划强调品种全,品种、面积比例适当。群众说“药材没有不行,多了也不行。药材是防病治病的物质,中药又是多味配伍入药,各品种功效,不同,品种间不能相互替代。而常用中药又不下400种(栽培的约占50%),这些常用药材都,必须有一定规模的生产面积,保证供应。但是生产面积又不能一次性安排过多。面积过大,不仅影响其它作物的生产,而且还造成损失和浪费。因为许多药材不能久贮,久贮后易降低药效甚至失效。特别是象当归、白芷、肉桂、细辛、荆芥、罗勒、杏仁、桃仁、洋地黄、麦角等主含挥发性、脂肪性、易变质性成分的药材,久贮后就失去药用价值。
一般人类多发病、用量大的品种,种植面积应适当增加。这样就可以保证常年供应。但是这种平衡常被突发性的流行性疾病所破坏。所以药材生产计划还要随时调整品种和面积的比例,以求建立新的平衡关系。
四 发展药材生产的方向党和人民政府为了保证人民的健康,发扬祖国医药遗产,制定并颁布了发展药材生产的一系列方针政策,使药材生产健康蓬勃的发展有了可靠保证。1950年召开的全国第一次卫生会议就提出,“团结中西医,发扬祖国医药遗产”的方针;1955年全国药材会议提出,对野生药材除采取保护外,进行部分试种,逐步转为人工栽培的要求。随后,《全国农业发展纲要》第十七条又规定,“发展药材生产,注意保护野生药材,并且根据可能条件逐步进行部分人工栽培”。从此,在我国历史上,开始把药材生产列入了农业生产规划。1958年10月,国务院又颁布了“关于发展药材生产问题的指示”,指示中明确指出,“实行就地生产,就地供应”,“积极地有步骤地变野生动植物药材为家养家种”、“在安排药材生产的同时,各级人民政府必须加强对中药材经营工作的领导”。这是发展药材生产,解决中药供应的三个根本性的方针。1978年又提出“以粮为纲,全面发展”的方针。要求各地统筹安排,合理布局,宜粮则粮,宜林则林,宜药则药,或者以其中一项为主,搞好多种经营,有计划的建设药材生产基地。在安排药材生产时,尽可能实行农药、林药间作、套作和轮作,或利用房前屋后宅基地和其它闲散地种植。在品种搭配上,要兼顾当年生和多年生,大宗药材和小药材,地道药材和一般药材。既要完成产量计划,又要保证品种齐全。在种好栽培药材的同时,还要切实保护好野生药材资源。在开发野生药材资源时,必须坚持开发与保护并重的原则,一定要搞好野生药材的繁殖、人工管理,要坚持挖大留小,边采边种,这样才能保证丰富药材资源久丰不衰,永为中华民族乃至世界人民造福。
五、我国药用植物栽培种类的分布概况我国可供药用的植物种类很多,约4500余种,是种质资源的重要财富。在4500余种中,
约有‘2000多种进行了野生家种或引种栽培,家种成功的约1000余种,大面积栽培生产过的有200余种。这里仅就这200余种按照植物分类系统,将其分布概况简介如下。
菌类植物·
1.灰色链霉菌(Streptomyce$griseus)
2.金色放线菌(J.aureofaciens)
3.龟裂放线菌(d.rimosus)
4.氯霉素放线菌(J.venezuelae)
5.黄青霉(Penicillium chrysogenum Thom.)
6.点青霉(户.notatum Westling)
7.麦角菌(Clavicepspurpurea(Fr)Tul.)
以上数种均用来工业发酵,生产抗菌素(麦角菌生产麦角)。
8.冬虫夏草菌(Cordyceps09eqsis(Berk.)Sacc.)“虫草”主产西南、西北各省区。现已人工生产“虫草”。
9.银耳(白木耳)(TremellafuciformiaBerk.)江苏、浙江、福建、四川、贵州等省(区)。
10.黑木耳(Aurwularmdurwula(L.exHook.)Underw.)吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古等省(区)栽培·,
11.猴头菌CHericium ersnacen8(Bull.ex(Fr.)Pets.)从黑龙江、吉林、北京直到广西等百余个省(区)。
12.茯苓CPor/aCOC08(Schw.)Wolf.)全国各地。
13.灵芝[Ganoderina lucidum(Leyss.ex Fr,、)Karst.)、紫芝CG·3aponwumtFr●)Llo.yd.)
我国许多省(区)都有栽培。
14.猪苓[Polyporusumbellatus(Pets.)Fr●(GrifolaumbellataPilat))栽培成功。我国许多省(区)都有分布。
15.球孢白僵菌[Beauveriabassiana(Bals.)VuiH.)我国许多省(区)都有分布。用此生产僵蚕。
裸子植物’
1.苏铁科(Cycadaceae),
苏铁(铁树)(CycasrevolutaThunb.)分布在我国南方各省(区)。—
2.银杏科(Ginkgoaceae)
银杏(白果、公孙树)(GinkgobilobaL.)辽宁、山东、河南、湖北、四川等省。
3.松科(Pinaceae)
(1)马尾松(PinusmaaaonmnaLamb.)长江流域及其以南各省(区)。‘.
(2)油松(PlanstabulaeformisCarr.)分布在我国北部及西部省(区)。——
(3)红松(PinuskoraienaisSieb.etZucc.)分布在东北各省(区)。—·
(4)云南松(Pinus?[nnnanens~Franch.)分布在西南各省(区)。
(5)黑松(日本黑松)(PinusthunbergiiParl.)分布在辽宁、山东、江苏、浙江、福建、台湾等地。·
4.松科(Taxodiaceae)
(1)杉木(杉)[Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)从河南、安徽至广东、广西均有栽培。·
(2)水杉(MetasequoiayJ2/ptostroboideoHuetCheng)在江苏、浙江、上海等地栽培。
5.柏科(Cupressaceae)
(1)侧柏[Biota~rientalis(L.)Endl.)除新疆、青海外,全国各地均有栽培。
(2)柏木(柏、柏树》(CupresausfunebrisEndl.)分布在华东、中南、西南各省(区)。
(3)圆柏(桧、桧柏)[Sabinachinensia(L.)Antoine3除黑龙江、新疆、青海、西藏外均有栽培。
6.麻黄科(Ephedraceae)
草麻黄(麻黄)(Ephed,o 8~nwaStapf)东北三省、内蒙古、河北、山西、陕西等地栽培。
被子植物
1.胡椒科(Piperaceae)·.
(1)胡椒(Piperndyrum 1.)广东、广西、云南、台湾有栽培。,
第二章药用植物的生长发育第一节药用植物的生长与发育植物总是由生到死的不断演化;从生命中的某一个阶段(孢子、合子、种子)开始,经过一些发展阶段,再出现当初这个阶段的整个过程,其中包括生长和发育上的各个方面的发展和变化,叫作个体发育。药用植物种类很多,概括起来有孢子植物和种子植物两大类。由于种类不同,其生长发育模式与过程也是不同的,各种植物的生长发育是按照自身固有的遗传特性和顺序进行的。就药用种子植物来说,它的个体发育是从种子萌发开始,经过幼苗、成长植株、一直到开花结籽的整个过程。所以,种子是种子植物个体发育的开始,也是个体发育的终结。了解药用植物生长发育的机理和特点,我们可以采取科学的栽培技术和措施,定向地改造其特性,以达到优质高产的目的。
一、生长和发育的概念生长是植物(包括各种作物)体积和重量的量变过程。它是通过细胞分裂、伸长来体现的,这种体积和重量的增长是不可逆的,植物的生长可分为营养体生长和生殖体生长两部分,体现在于整个生命活动的过程中。
发育是植物一生中形态、结构、机能的质变过程。从种子萌发开始,按着物种特有的规律,有顺序地由营养体向生殖体的转变,直到死亡的全部过程。它是通过细胞、组织、器官的分化来体现的。
植物的生长是从受精卵分裂开始,受精卵连续分裂形成遗传上同质的细胞,进而出现形态、机能及化学构成上异质的细胞。这种由受精卵或遗传上同质的细胞,转变出形态、机能及化学构成上异质细胞的现象称为细胞分化。分化也是质的变化,从植物器官水平上讲,分化是新器官的出现。细胞的分裂,分化多在茎(或枝)端、根端的分生组织内进行,特别是茎端分生组织,它要进行叶芽和花芽的分化,由叶芽发展为茎叶,由花芽发展为花或花序。植物分裂、分化除了顶端分生组织外,在器官发生过程中形成的侧生、居间分生组织也能分裂和分化。所以,由于分生组织的不断分裂和分化,它使植物能够不断地生长和加粗。此外,植物的薄壁组织,在一定条件下也可以恢复分生能力。例如离体器官(根、茎、叶)在适宜环境下能形成一个新的植株。生产上的菊花、薄荷、枸杞、马兜铃、金银花、巴戟、地黄等的扦插繁殖,分割繁殖就是利用此种分生能力。从细胞全能性看,几乎每个生活细胞、器官或组织都能再生为一个完整的植株。这点已被许多利用组织培养手段获得药用植物的再生植株所证明。
纵观药用植物的个体发育,从形态和生理上可分为三个阶段:即胚胎发生、营养器官发生和生殖器官发生。胚胎的发生是随着种子形成过程在母体上发育的。营养器官发生阶段主要是种子萌发后根、茎、叶等营养器官的生长,其分化比较简单,分化后生长占优势;而生殖器官发生阶段,主要是以生殖器官的分化占优势,此阶段的分化较前阶段分化复杂。但生殖器官发生阶段,也伴有营养器官的生长,只是不占优势。由营养器官发生阶段转到生殖器官发生阶段,各种药用植物都要满足其特定的光,温等环境条件。以花、果实或种子为主要产品的药用植物,这一转变能否顺利进行,直接关系到产品的数量和质量。因此,有关学者都很重视药用植物生育过程中这一重要的质变阶段。
生长是量的增加,发育是质的变化。生长是发育的基础,没有相伴的生长,发育是不能继续正常进行。许多事例表明,花芽多少与营养器官生长量紧密相关。所以,植物的生长与发育是相互依存不可分割的,总是密切联系在一起的。
药用植物的生长与发育之间,并非始终是相互协调的。在生长发育过程中,千变万化的环境条件,难免不出现只利于某一方面而不利于另一方面的情况,一旦此种情况出现,势必导致生长与发育的不协调,最终造成减产或品质低劣。药用植物栽培管理,就是通过人为措施调节相互关系,使之符合人们栽培的要求。
二、药用植物各器官的生长发育
(一)根的生长根是植物体生长在土壤中的营养器官,具有向地性、向湿性和背光性,没有节和节间的区分。根主要有吸收、输导、固着、支持、贮藏及繁殖等功能。有些植物的根还具有合成氨基酸、生物激素、生物碱等有机物的能力。许多药用植物的根或根皮是重要的中药材。例如人参、西洋参、三七、党参、黄芪、龙胆、玄参、何首乌、牡丹等。
根有定根、不定根之分。定根是直接或间接起源于胚根的根。不定根是由胚轴、茎、叶或老根上发生的根。我们把一个植物体所有的根称做根系。植物根系按其形态不同分为直根系和须根系。
1.直根系主根发达、较粗大,垂直向下生长。其中侧根小或少的药用植物有人参、西洋参、党参、桔梗、当归、白芷、黄芪等;主根发达较粗,但侧根也发达的药用植物有牛膝、紫菀、黄芩等。直根系的植物种类很多,绝大多数双子叶植物的根均属直根系。
直根系药用植物、种子萌发后,主根生长较快,入土较深,进.入生长中、后期、根粗膨大较快。地上部枝叶临近枯萎时,根的生长减缓下来,物质积累加快。
2.须根系主根不发达或早期死亡,从茎的基部节上生出许多大小,长短相仿的不定根,簇生呈胡须状,没有主次之分。单子叶植物的根属于须根系,某些多年生双子叶植物的根——细辛、龙胆等也是须根系。禾本科药用植物的须根系由种子根(初生根)和节根(次生根)组成。种子萌发时,先长出初生胚根,接着从下胚轴上生出数条次生胚根,这些统称种子根。节根是须根系构成的主要部分,它是从基部茎节长出的不定根,节根长出的顺序是从下位节移向上位节,数目不等。薏苡等禾谷类药用植物近地面的茎节,常生长一轮或几轮较粗的节根(又叫支持根),入土后对抗倒伏和吸收都有一定的作用。
禾谷类药用植物须根的数量和重量随分蘖节的发生而不断增加,分蘖盛期时,须根数量最多,抽穗前后,根的重量最高。细辛、龙胆等植物须根的数量随年生的增长而增加,每年9月间须根重量最大。
3.根的变态与根系在土壤中的分布植物根在长期的历史发展过程中,由于适应生活环境条件,其形态、构造和生理功能上产生了许多异常的变化。常见的变态根有:
(1)贮藏根根的一部或全部肥大肉质,其内贮藏营养物质。依形态的不同主要有:圆锥根,如胡萝卜、白芷、桔梗;圆柱根,如丹参、菘蓝;块根,如何首乌、麦冬、乌头等。
(2)气生根生长在空气中的根。如吊兰、石斛等。
(3)支持根自茎上产生一些不定根深入土中,增强支持作用。如薏苡、甘蔗等。
(4)寄生根插入寄生体内,吸收营养物质。如菟丝子、列当、桑寄生、槲寄生等。
(5)攀缘根(又叫附着根)不定根具有攀附作用。如常春藤、薜荔、凌霄等。
(6)水生根水生植物的飘浮在水中的根。如浮萍。
根系在土壤中的分布因植物种类不同而不同,一般分为深根系和浅根系两类。象甘草、黄芪、红花等为深根系植物,其根入土深度超过200cm;象贝母、半夏、天南星、延胡索、川芎、白芷、当归、白术、番红花、砂仁、山药、百合等为线根系植物,其中平贝母、半夏、天南星、延胡索、川芎等根系入土最浅。浅根系药用植物的根系绝大部分都分布在耕层中,就深根系植物来讲,其根系的80%左右,在田间条件下,也主要集中在耕层之内。
4.根系生长的特性植物根系生长有趋肥性,即根系生长多偏向肥料集中的地方,耕层根系分布较多与趋肥特性有关。施磷肥有促进根系生长的作用,适当增施K肥利于根中干物质积累。植物根系生长有向水性,一般旱地植物根系入土较深,湿地与水中生长的植物,根系入土较浅。如水蓼在湿地或浅水中生长时,根系多分布在20cm表层内,在旱地生长时,根系多分布在10—35cm层内。又如黄芪生长在砂土、砂质壤土中,主根粗长,侧根少,入土深度超过200em,粗大根体长达?0—90em(俗称鞭杆芪),如果生长粘壤或土层较浅的地方,主根入土深70—110cm,主体短粗(30cm左右)、侧根多而粗大(商品称鸡爪芪)。土壤肥水状况对苗期根系生长影响极大,人工控制苗期肥水供应,对定植成活和后期健壮生长发育具有重要作用。
植物根系生长有向氧性、趋温性。土壤通气良好,是根系生长的必要条件。人参须根的向氧性、趋温性较为明显。生长在林下的人参须根,多生长在温暖通气良好的表层(俗称返须),人工栽培条件下,参须也伸展在表层土壤中;薏苡能够生长在低湿的地块,是因为它的根系中有比较发达的通气组织。土壤中CO:浓度低时,对根系生长有利,CO。浓度高时,有害于根系生长发育。疏松土壤通气良好,CO。浓度低,地温适宜,所以根系生长发育良好。
(二)茎的生长 茎是植物体的营养器官,是绝大多数植物体地上部分的躯干。其上有芽、节和节间,并着生叶、花、果实和种子,具有背地性,有输导、支持、贮藏和繁殖的功能。许多药用植物的茎或茎皮都是常用的药材。如麻黄、荆芥、延胡索、天麻、半夏、杜仲、肉桂、黄柏等。
茎是由芽发育而来的,一个植物体最初的茎是由种子胚芽发育而成的,主茎是地上部分的躯干,茎上的分枝是由腋芽发育而成。生长在茎顶或枝端的芽称为顶芽,生长在叶腋中的称作腋芽(又称侧芽),顶芽、腋芽均属定芽;在老茎、根、叶上产生的芽,因没有固定位置,称作不定芽。芽从其生理活动状态分为活动芽、休眠芽两种。通常条件下,正在生长的芽为活动芽,植物茎顶枝端的顶芽和上部的腋芽常是活动芽,枝干下部的腋芽往往是休眠芽。活动芽和休眠芽也受条件影响,在特定条件下,两者可以互相转变。温带地区冬季寒冷,越冬芽也是休眠芽。自然条件不能满足通过休眠的条件,它就不萌发生长。如人参、西洋参、细辛、平贝母等。
植物茎有地上地下之分。地下茎是茎的变态,在长期历史发展过程中,由于适应环境的变化,形态构造和生理功能上产生了许多变化。药用植物地下茎常见的变态有根茎、块茎、球茎、鳞茎等。
根茎又叫根状茎,有明显的节和节间,节上的叶已退化成鳞片状,或全部退化,节上有胚芽,有的还有顶芽。根茎多延长横生(又叫横卧茎),其上生有不定根。根茎的形态及节间的长短因植物种类而异,有的细长,如五味子、枸杞、芦苇、款冬、薄荷等,其中五味子、芦苇的根茎特别发达;有的根茎短粗或肉质,如姜、郁金、知母、射干、藕等;有些学者把短缩的地中茎(茎很短,节密集的)也列为根茎之中,如人参、西洋参、三七、龙胆、细辛等。
块茎是膨大成不规则的块状的地下茎,肉质,节间很短,叶退化成小鳞片或枯萎脱落,如天麻、土贝母、独角莲、半夏、天南星、延胡索等。
球茎是一种膨大呈球形或扁球形的地下茎,肉质,有明显的节和短缩的节间,节上有较大的膜质鳞片,顶芽发达·,靠近顶芽的腋芽常生长发育,基部着生不定根,如番红花、荸荠、慈姑等。
鳞茎是一种茎、叶变态呈球形或扁球形的地下茎,其茎高度短缩,茎节密集成圆盘状(鳞茎盘),盘上着生许多肉质肥厚的鳞片状的变态叶。顶芽位于(或者称为包被在)鳞片之中央,鳞片腋间生有腋芽,鳞茎盘基部生不定根,如百合、贝母(平贝、浙贝、伊贝、川贝)、洋葱等。
地下茎主要具有贮藏、繁殖的功能,了解地下茎生长发育特点,便于改进栽培措施,促进生长发育,这对扩大繁殖、提高产量,具有重要意义。有些根茎虽然不入药,但对产品器官的形成和产量有影响,如款冬是未开放的花蕾入药,其花着生在根茎上,根茎生长的好坏,与花蕾的形成和产量的多少影响很大。又如番红花是柱头入药,不开花就没有产量,试验表明,球茎达到一定重量后才开花,在此重量以上,球茎越大开花越多,若使球茎长得大,就要施肥灌水,还必须适当疏出腋芽。
地上茎的变态也很多,如叶状茎或叶状枝(仙人掌、天门冬)、刺状茎(山楂、酸橙、皂荚)、茎卷须(栝楼、丝瓜、南瓜、罗汉果、木鳖),以及大蒜、卷丹等的珠芽等。地上茎变态部分入药不多,但对栽培管理、产量有一定影响。
药用植物茎的生长,从其生长习性看,有直立生长(乔木类——松、杉、女贞、杜仲、川楝、黄柏,灌木类——栀子、枳壳、枸杞,草本——牛膝、白术、缬草、甘草、黄芪、独活、玄参、白芍)、缠绕生长(五味子、乌兜铃、何首乌、扁豆)、攀援生长(栝楼、丝瓜、山葡萄)、匍匐生长(砂仁、蛇莓)。植物生长习性是确定某些栽培管理措施的依据。
茎的分枝是由腋芽发育而成的,由于顶芽和腋芽存在着一定的生长相关性,这种相关性受着遗传特性和外界条件的影响,因此,每种植物都有一定的分枝方式。植物的分枝方式有单轴分枝和合轴分枝两种。单轴分枝又叫总状分枝,即主茎的顶芽活动从出苗起不断生长,始终占据优势,最终形成一个直立的主轴(其侧枝的生长始终处于弱势状态)。以茎皮、树干为收获目的的药用植物,在栽培时,注意保持顶端生长优势,是培植优质产品的重要措施之一。合轴分枝的特点是顶芽活动到一定时间后死亡,或是分化为花芽,由靠近顶芽的腋芽迅速发育成新枝,代替主茎的位置,生长不久后,新枝的顶芽又同样停止生长、再由侧边腋芽代替生长的一种分枝方式。有的药用植物自身两种分枝方式都有,如枸杞、山茱萸等结果类药用植物的结果枝为合轴分枝,徒长枝为单轴分枝。
禾本科地下茎节(分蘖节)可以产生分蘖;天南星科、鸢尾科、兰科中的部分药用植物的块茎、球茎上可以产生新的小块茎、小球茎,这是良好的繁殖材料。
植物分枝(分蘖)的发生是有一定顺序的,从主茎上发生的分枝(分蘖)为第一级分枝(分蘖),从第一级分枝(分蘖)上产生的分枝(分蘖)为二级分枝(分蘖),依此类推。由于田间栽培时,有些第二级分枝或分蘖对产量无价值,反而消耗了植物体的营养,因此,从事生产时,必须掌握好播种密度,或通过植株调整技术(摘心、打杈、修剪等)控制无效分枝(分蘖),使田间有个合理的密度和良好的株型。
茎秆的健壮生长是确保正常生长发育,获得高产的基础。栽培药用植物生长的好坏,不能只看高度一项指标,一般土壤肥力过高,或肥料比例失调(特别是氮肥过多),种植密度过大,光照不足,培土过浅,多雨或刮风等都会引起植物倒伏。植物倒伏后,地上部株体不能正常伸展生长,枝、叶间相互遮挡,光合积累受到严重影响,轻者减收,重者植体死亡,使生产频临绝收境地。
(三)叶的生长
1.叶的主要生理功能及其形态变化 叶是植物的重要的营养器官,一般为绿色的扁平体,具有向光性。植物的叶有规律地生于茎(枝)上,担负着光合作用、气体交换和蒸腾作用。光合作用是极其复杂的生理生化过程,概括地说,是植物体中的叶绿体利用太阳光能,把吸收来的二氧化碳和水合成为碳水化合物,并释放出氧气的过程。光合作用所产生的葡萄糖是植物生长发育所必需的有机物质,也是植物进一步合成淀粉、蛋白质、纤维素和其它有机物的重要原料。一句话,植物的机体及其内含物,无一不是光合作用的直接或间接的产物。因此,叶的生长发育程度和叶的总面积大小,对植物生长发育和产量影响极大。
植物叶表面上有很多气孔,是植物光合作用和呼吸作用中气体交换的主要通道。叶是植物蒸腾作用的重要器官,根部吸收的水分,绝大部分以水汽形式从叶面扩散到体外,从而调节植物体内温度变化,促进水和无机盐的吸收。
有些植物的叶除上述主要功能外,还有贮藏作用,如贝母、百合、洋葱的肉质鳞片叶,还有少数植物的叶有繁殖作用,如落地生根、秋海棠等。
叶与人类生活关系密切,除供食用外,有许多植物的叶可供药用,如大青叶、枇杷叶、桑叶、艾叶、细辛叶、苏叶等。
植物的叶是由叶片、叶柄和托叶三部分组成。三部分具全者称为完全叶,如桑、桃、甘草、黄芪、棉花等;缺少任何一部分或两部分的叶,称作不完全叶,如女贞、芥菜、油菜、龙胆、莴苣、石竹、连翘等。植物叶片、叶端、叶基、叶缘的形状;叶脉的类形;叶片的质地;叶面的附属物等的不同,是区别植物种类、品种、生药的种类等的标志之一。应当指出,药用植物中,具有异形叶性的(即同一植株上具有不同形状的叶子)植物种类很多,如蓝桉幼枝上的叶是对生无柄的椭圆形叶,而老枝上的叶是互生有柄的镰形叶;益母草基生叶略呈圆形,中部叶椭圆形,掌状分裂,顶生叶不分裂,呈线形近于无柄;水毛莨在水中的叶细裂如丝状,而在水面上的叶是掌状深裂;又如慈姑水中叶呈线形,浮在水面的叶是肾形,露出水面的呈箭形等。
植物的叶分单叶和复叶。复叶中又分单身复叶(橙、柚)、三出复叶(赤小豆、绿豆、半夏、酢浆草)、掌状复叶(人参、大麻等)、羽状复叶(有奇数羽状复叶——苦参、刺槐、盐肤木;偶数羽状复叶——皂角、决明;二回羽状复叶——合欢、云实;三回羽状复叶——南天竹、苦楝等)。叶在枝上的排列顺序叫叶序,植物的叶序一般分为互生、对生、轮生、簇生几种。植物的叶也有变态现象,常见的变态类型有苞叶、鳞叶、刺状叶、叶卷须、叶刺等。
2.叶的分化与生长 叶的形成是从生长锥细胞的分化开始。先分化形成叶原基,叶原基进一步分化形成雏叶,条件适宜时,雏叶便长成幼叶。在寒冷地区,多年生植物于秋季形成越冬芽,越冬芽分化完毕后不萌动,直接进入休眠阶段,翌春条件适宜时,越冬芽中的雏叶伸出芽鳞,叶片、叶柄便快速生长。雏叶叶片各部位通常是平均生长的。植物叶片生长的大小取决于植物种类和品种,同时也受温、光、水、肥等外界条件的影响。例如马牙型人参的叶片大,叶基夹角大,而长勃型人参的叶片略狭,叶基夹角也小;红花叶片以植株中部稍偏上(株高1/2至2/3)处为最大,枝顶处叶片最小。通常情况下,气温偏高时,叶片长度生长快,气温偏低时,对叶片宽度、厚度生长有利;适当增施氮肥能促进叶面积增大;生育前期适当增施磷肥,也有促进叶面积增大的作用,生育后期施磷肥,会加速叶片的老化:K肥有延缓叶片衰老的作用。
多数药用植物的叶片是随着植株的生长而陆续生长增多。但是,像人参、西洋参等少数药用植物,全株叶片总数少,这些叶片为一次性长出,一旦受损伤后,当年不再长茎叶。至于叶片功能期的长短,因植物而异。人参、西洋参叶片一次长出,枯萎时死亡,功能期最长(110—150天)。红花同一植株上中部叶片功能期最长。
3.与叶片有关的几个生理指标
(1)叶面积指数(LAI)叶面积指数是指群体的总绿色叶面积与该群体所占的土地面积的比值。即:叶面积指数(LAI)=
叶面积指数是用来表示绿叶面积大小。在田间直接测定叶面积指数是比较困难的,通常采用取样的方法间接测定。其做法:在药用植物群体中间,取一定土地面积为样方,先计算样方内所有植株的总叶重(1r),然后用总叶重乘以单位叶面积与叶重之比(1/w),求得总叶面积(L),最后用总叶面积除以样方面积,就得叶面积指数。高棵药用植物,也可取有代表性的植株数株,求其叶面积,而后按种植密度换算出叶面积指数。
药用植物群体的叶面积指数随生长时间而变化,一般出苗时叶面积指数最小,随着植株生长发育,叶面积指数增大,植物群体最繁茂的时候(禾谷类齐穗期,其它单子叶植物和双子叶植物盛花至结果期)叶面积指数值最大,此期过后,部分叶片老化变黄脱落,叶面积指数变小。当多数叶片处于光饱和点的光强之下,最底层叶片又能获得大约二倍于光补偿点的光强时,植物群体的物质生产可达到最大值。此时的叶面积指数称作最适叶面积指数。最适叶面积指数的大小因生产水平、药用植物种类和品种而异。经验认为,叶片上冲(斜向向上伸展),株型紧凑的药用植物或品种,最适叶面积指数较大,凡叶片平展披伏、株型松散的药用植物或品种,最适叶面积指数较小。应当指出,有些药用植物(忍冬、党参、五味子等)叶面积指数过大,会导致相互遮蔽,减低透光强度,不是引起倒伏,就是引起落花(蕾)、落果(荚)。
(2)净同化率是测定群体条件下药用植物叶片光合生产率的指标。所谓净同化率是指单位叶面积在单位时间内所积累的干物质的数量。假设某植物在t2-t1时间内,平均有1/2(I1+I2)的叶面积进行光合生产,净积累干物质重量为W2-W1,其净同化率(NAR)应为:
净同化率是以“g/(m2d)”来表示的,净同化率因药用植物种类和栽培条件的不同而有差异,通常变化在2—4至10—12g/(m2d)范围内。
请注意,药用植物与作物一样,净同化率与产量不存在恒定的相关性(A.A.
HHqHHOpOBHq,1979)。且不可误解净同化率高,产量就高。
(四)生殖器官的分化发育 花是种子植物所特有的繁殖器官,通过传粉、受精作用,产生果实和种子,使物种或品种得以延续。因为非种子植物是不开花的,所以种子植物又叫有花植物或显花植物。裸子植物的花较简单,无花被,成雄球花和雌球花。一般讲花多指被子植物而言。
花的形态构造随植物种类而异,就同一物种来说,花的形态构造特征,较其它器官稳定,变异较小,植物在进化中会发生变化,这种变化也往往反映到花的构造方面。因此,掌握花的特征,对研究植物分类、药材原植物的鉴别及花类药材的鉴定等均具有重要意义。
许多植物的花可供药用,如金银花、又叫双花)、红花、菊花、款冬花、洋金花、旋复花、番红花、槐花、除虫菊、辛夷等。
1.花的分化发育 典型被子植物的花一般由花梗、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群等部分组成,其中雄蕊和雌蕊是花中最重要的生殖部分,花萼花冠(合称花被)有保护花和引诱昆虫传粉的作用。植物学中讲过,一朵花凡具有花萼、花冠、雄蕊和雌蕊四部分的称为完全花,缺少其中一部分或几部分的称为不完全花;一朵花中具有雄蕊和雌蕊的称为两性花,只具有雄蕊或雌蕊的叫单性花。单性花中,雄花和雌花同生于一个植株上的称为雌雄同株,如蓖麻、丝瓜、冬瓜、五味子、胡桃。雌花和雄花分别生于不同植株上的称雌雄异株。花在花枝或花轴上排列的方式或开放的次序称为花序。花序分无限花序(地黄、芥菜、远志、南天竹、牛膝、知母、小茴香、白芷等)、有限花序(鸢尾、姜、紫草、附地菜、石竹、卫矛、大戟、甘遂、夏枯草、益母草、薄荷等)。
花是由花芽发育而成的。花是一种适应于繁殖的,节间极度缩短的,没有顶芽和腋芽的枝条。双子叶植物花芽分化发育过程大致分为花萼形成,花冠和雄、雌蕊形成,花粉母细胞和胚囊母细胞形成,胚囊母细胞和花粉母细胞减数分裂形成四分体,胚囊和花粉成熟等阶段,各期的先后因植物而异。有人把禾谷类作物穗的分化发育分为生长锥伸长,穗轴节片或枝梗分化,颖花分化,雌雄蕊分化,生殖细胞减数分裂四分体形成,花粉粒充实完成几个阶段。
2.开花和传粉 植物种类不同,开花的龄期,开花的季节,花期的长短都不完全相同。1—2年生草本植物一生中只开一次花,多年生植物(不论草本、木本)生长到一定时期才能开花,少数植物开花后死亡,多数植物一但开花,每年到时开花,直到枯萎死亡为止。进入开花年龄的多年生植物,由于条件不适宜,也有时不开花。多年生植物中,竹类一生只开一次花。具有分枝(蘖)习性的药用植物通常主茎先开花,然后第一、第二级分枝(蘖)渐次开放。同一花序上的小花开放的顺序也因植物而异。有些植物小花由下向上逐渐开放,如芥菜、荠菜、远志、地黄、牛膝、车前、知母;有的由外向内开放,如当归、白芷等;有的上部小花先开,然后渐次向下开放,如鸢尾、姜、紫草、石竹等。植物的花开放后,花粉粒成熟,通过自花传粉和异花传粉方式,将花粉传到雌蕊柱头上。自花授粉的药用植物有甘草、黄芪、望江南、黑豆等,异花传粉植物有薏苡、芥菜、益母草、丝瓜、罗汉果等。自然界异花授粉植物极普遍,这是进化过程中自然选择的结果。自花授粉植物中,有些植物异交率较高,一般30%以上,高者达40%,这些植物属常异花授粉植物。
3.果实和种子的生长发育 果实是由受精后的子房或连同花的其他部分发育而成,内含种子。种子是由胚珠受精后发育而成。果实是由果皮和种子组成的。药用植物果实的构造变化较大,如桃子、毛曼陀罗外果皮上有毛茸,曼陀罗外果皮上有刺,厚朴外果皮上有蜡被,荔枝有瘤突,五味子果皮表皮细胞间嵌有油细胞;人参、西洋参、三七、枸杞、桃、李、杏的中果皮肉质多汁,丝瓜络、桔络是维管束网。许多植物的果实和种子都是药材,如枸杞子、五味子、芥子、葶历子、莱菔子、薏苡仁、芦芭子、杏仁、扁豆、绿豆等。
多数药用植物的果实和种子的生长,时间较短,速度较快,此时营养不足或环境条件不适宜,都会影响其正常生长和发育。靠种子繁殖的植物必须保证采种田果实和种子的正常发育。
应当指出,许多药用植物的种子,其生长和发育要求的条件复杂,在年生育期间内自然气候条件很难满足多变的要求,或因种子含有发芽抑制物质,所以,种子自然成熟时,其胚尚未生长发育成熟,即种子有后熟特性,生产中应给予重视。如人参、西洋参、吴茱萸、细辛、贝母、黄连、芍药、牡丹等。三、药用植物生育进程和生长相关
(一)S形生长进程 许多观测结果表明:同时同田的不同药用植物,同一药用植物的不同单株,同株的不同器官,甚至同一器官的不同部位,其生长速度不同。换句话说,药用植物的生长并非均一的。纵观药用植物(不论是细胞、组织、器官、全株、群体)一生的生长过程,其生长速度是不均衡的。一般初期较慢,以后逐渐加快,高峰期后又日渐减慢,直至停止生长,简述为慢一快一慢的过程。如在药用植物一生中,每隔一段时间测量一次株高、茎粗、叶面积、干重或鲜重,最后将其生长量随时间的变化绘成一条座标线,则近似于“s”形(图2—1),所以,又叫s曲线。s形生长曲线表明,药用植物生长过程一般可分为三个时期:
1.前期 生长率不断提高,又称作指数(对数)增长期,生长过程可用下式表示:
w=woeKm(t-t0或lnW/W0=Km(t-t0)式中w和W。分别为t和t0时测定项目(长度或干重等)之量,Km为t0至t期间的增长系数,e为自然对数的底。
2.中期 增长最显著,生长率保持稳定势态,生长曲线接近直线,称为直线增长期。可用下式表示。
W2=W1+p(t2-t1)
式中w1和w2分别为该期内t1和t2时测定之量,p为增长速度。
3.后期由于逐渐衰老,生长率日益下降,最后降到零,称为生长减缓停滞期。其生长过程可用下式表示。W 2=W1e—Km(t2-t1 )
(二)植物生长的相关 植物的细胞、组织、器官之间,有密切的协调,又有明确的分工;有相互促进的方面,又有彼此抑制的一面,这种现象被称为生长相关性。例如人们悉知的顶芽对腋芽的抑制作用。
药用植物地上部分与地下部分存在密切的关系。正常生长发育需要的根系与树冠,经常保持一定的比例(即根冠比),这个比值可以反映出植物生长状况。温度、光照、水分等生态条件常可影响根冠比值。通常情况下,光照强度增加,促进叶子光合作用,增加光合积累,有利于根与冠的生长,但光照过强,对地上部分会有抑制作用,从而增大根冠比;土温适宜,昼夜气温温差大时,利于根及根茎类药材的生长;氮肥过多能降低根冠比,适当增施磷肥,利于根系发育。在生产上,控制与调整根和地下茎类药用植物的根冠比,是提高产量和品质的重要措施之一。一般在生长前期,以茎叶生长为主(根冠比低),生长中期逐步提高根冠比,在生长后期,应以地下部增大为主,根冠比达最高值。
营养生长主要指根、茎、叶等营养器官的生长。花、果实、种子等生殖器官的生长称为生殖生长。药用植物同其它植物一样,生殖生长前均需进行一定的营养生长,营养生长是生殖生长的必要准备。营养生长与生殖生长两者难以截然分开,一般药用植物在生育中期,有一个相当长的时期里,营养生长尚在继续,而生殖生长与之相并进行。此期间植物的光合产物既要供给生长中的营养器官,又要输送给发育中的生殖器官。由于花和幼果此时常成为植物体营养分配中心,营养优先供给花与果,这样势必影响营养器官的生长。特别是以根、根茎入药的药用植物,花果多,花果期长,就会影响其产量和品质。例如人参,在5年生留种一次,参根减产14%,6年生留种一次,减产19%,在5,6年生连续留种(二次),其参根减产27%,若在4,5,6年生连续三次留种,参根减产44%,平贝母、地黄等也有类似现象。一、二年生植物,一旦开花结实,其营养体就渐次衰退,果实成熟,营养体趋于消亡。多数药用植物的营养生长与生殖生长所要求的环境条件不尽相同,以碳氮比而论,适宜生殖生长的碳氮比,比营养生长低。如果生长中氮肥过多,光照不足,其碳氮比偏低,利于营养生长,甚至引起倒伏或生殖生长受阻。
植物各器官的分化和形成是有一定程序的,各器官的建成有一定的相应关系,如禾谷类作物叶片出生与穗分化之间存在着相关性。了解药用植物器官相关的外在表相,对于判断各部位的生育进程,对于指导生产过程中的技术实施,具有重要意义。药用植物有以花、果实及种子为产品的,也有以营养贮藏器官为产品的(如花、花穗、块茎、块根、肉质根、球茎、鳞茎等),这些器官中除含水、糖、淀粉外,还含有药用活性成分和少量其它有机物。这些器官的形成,一方面受同一个体的不同器官生长的影响,另一方面又有其各自对外界环境的特殊要求。了解掌握各个药用植物相应器官生长相关性及其所需的特 殊条件,是搞好生产的必要基础。例如红花莲座叶丛期需要一定的低温短日照条件促进其营养生长;平贝母在低温短日照条件下鳞茎生长快,番红花球茎的形成(大小)也有类似情况,而洋葱、大蒜鳞茎的形成则要求较长的日照(13小时)和较高的温度(15—20℃),非此条件很难获得优质高产。
药用植物和作物一样,个体间的发育及其对外界环境条件的要求也不尽一致,通过选择培育或遗传工程,可以培育出性状不同的品种。
四、药用植物的生长发育过程
(一)植物发育的理论 药用植物从种子到种子不管要通过一年或二年,都有其前后的连续与相关性。任何一个生长发育时期,都和前一个时期有密切的关连。没有良好的营养生长就没有良好的生殖生长。在栽培上,不论是叶入药类、根入药类或果实、种子入药类,要获得优质高产,总是从种子发芽或育苗开始,要有一个良好的基础。
关于植物发育的理论,有各种不同的学说:
早期的植物生理学者如Sach就提出过植物的开花受“开花素”的控制,目前虽然有许多间接的试验,证明植物的开花发育,受一种激素物质(称为“开花素”)的控制,但具体的“开花素”还未分析出来。
许多越冬药用植物(也包括作物等),通过低温处理,可以促进抽穗(薹)开花,这点早被人们认识。《齐民要术》中已有记载。其它各国也有类似的认识。
碳、氮比率(c/N)学说认为,植物由营养生长过渡到生殖生长,是受植物体中碳水化合物与氮化合物的比例(c/N)的控制。当c/N比率小时,趋向于营养生长,c/N比率大时,趋向于生殖生长。
1920年Garner和Allard光周期的发现,使人们认识到,植物的开花不仅受温度影响,同时也受日照长短的影响;
阶段发育学说指出,植物的生长与发育不是一回事;一、二年生植物的整个发育过程具有不同的阶段,每一阶段对环境有不同的要求,而且阶段总是一个接着一个地进行。目前明确了两个阶段,即春化阶段和光照阶段。
药用植物种类繁多,它们对发育条件的要求也不相同。甚至同一种类的不同品种,对发育的要求也可以不同。阶段发育的理论可以说明许多二年生药用植物的发育现象,但不能用来说明一年生和木本药用植物的发育现象。
各种药用植物通过生长发育的途径与其物种的地理起源有关。起源于热带的种类,大多是在温度高而日照短的环境下生长发育,所以它们的发育也都是在此种环境下i匠过的。在这些地区原产的瓜类、茄果类及豆类等,都不要求经过低温;而是在较短的日照下,通过光照阶段。起源于亚热带及温带的种类,是在一年中的温度及日照长度有明显差别的条件下通过发育的。一般都要求在低温条件下通过春化阶段,而后在长日照条件下抽薹开花。
植物的发育阶段是有其顺序性和局限性的,所谓“顺序性”是指前一阶段完成以后,后一阶段才能出现,后阶段不能超越,即没有通过春化阶段的,就不能通过光照阶段,也不能先通过光照阶段而后通过春化阶段。所谓“局限性”是指春化阶段的通过,局限在植株的生长点上,是由细胞分裂的方式来传递的。而且不同的生长部位,可以有不同的阶段性。任何植物体顶端的芽,在生长年龄上是较幼的,但在阶段性上又是较老的。波菜、芹菜都要求低温通过春化,但都局限在生长点上,只要其胚(种子春化)或顶芽(绿体春化)经过一段时间的低温处理(不需整株冷冻),就会抽薹开花。必须指出,春化阶段的通过,虽然只限于在生长点上,但与茎叶生长状态有密切的关系或者说受营养条件的影响。
(二)药用植物的生长发育过程 由于药用植物的种类繁多,由种子到种子的生长发育过程所经过的时间长短不一,按周期长短分有一年生、二年生、多年生。其中绝大多数是用种子繁殖,但也有相当多的药用植物用营养繁殖或两者兼而有之。
1.一年生药用植物在播种当年能开花结实,可以收获果实或种子者。如部分禾谷类、茄果类、瓜类及喜温的豆类{薏苡、曼陀罗、丝瓜、赤小豆、绿豆、王不留行、颠茄、红花、苋菜、续随子、补骨脂、扁豆等)。一年生药用植物出苗后,幼苗成长不久,就开始花芽分化,一般开花结果期较长(图2—2)。
2.二年生药用植物在播种的当年为营养生长,经过一个冬季,到第二年才抽薹开花、结实。如当归、白芷、独活、牛蒡、水飞蓟、菘蓝等(图2—3)。
3.多年生药用植物在一次播种或栽植以后,可以采收多年,不需每年繁殖。也可以说是植物连续生二年以上,其生命周期超过二年者。多年生药用植物有草本、木本和藤本的区别:草本植物如人参、细辛、党参、大黄、百合、贝母、芍药、沿阶草等;木本分乔木(如:杜仲、桉树、厚朴、胡桃、水曲柳、黄柏、松等)和灌木(如夹竹桃、刺五加、紫薇、连翘、六月雪、小檗等);藤本(鸡血藤、木通、五味子、葡萄等)。
木本植物中,其叶在冬季或旱季脱落的分别称落叶乔木、落叶灌木、落叶藤本;反之冬季或旱季不落叶的分别称常绿乔木、常绿灌木、常绿藤本。采用无性繁殖的药用植物,它们的生长过程是从营养器官(块茎、球茎、根茎、鳞茎、块根、茎、叶等)到产品器官(块茎、球茎、根茎、鳞茎、根、茎、叶、花、果实、种子)形成并收获。全生育过程所经过的时间也有长有短,也可分为一年生、二年生及多年生。以营养器官做播种材料,生长发育起来的植物体仍能开花结实。这类药用植物在生产中多不用种子繁殖,只是在品种复壮或用作育种亲本时,采用种子繁殖。由于有些药用植物的营养器官具有休眠特性,利用此类营养器官进行繁殖时,必须注意调整播期,或采用相应的技术措施,使之顺利地通过休眠阶段,这样才能保证播种后该植物的正常生长发育。
应当说明:一年生和二年生之间,或二年生与多年生之间,有时是不容易截然分别的。如红花、月见草、秋播,当年形成叶丛,而后越冬,第二年春天抽薹开花,表现为典型的二年生药用植物。但是若将这些二年生药用植物于春季气温尚冷时播种,则当年也可抽薹开花。
(三)药用植物的生育期和生育时期 药用植物的生育期和生育时期是两个概念。生育期是指从出苗到成熟之间的总天数,即药用植物的一生所需的天数,亦称全生育期;生育时期是指药用植物一生中,其外部形态上呈现显著变化的若干阶段。以籽实为播种材料又以籽实为收获产品的药用植物,其全生育期是指从籽实出苗到新籽实成熟所持续的总天数。以营养体或花、花蕾为收获对象的药用植物,其全生育期是指从播种材料出苗到主产品适期收获的总天数。实行育苗移栽制的药用植物的全生育期分苗(秧)田生育期和本田(田间)生育期。植物全生育期的长短主要受遗传性和所处的环境条件决定的。同一植物的生育期也有长短之分,一般按成熟先后分早熟、中熟、晚熟三种。一个作物的早、中、晚熟的品种是通过选择培育而成的,在作物、蔬菜种类中选育出的较多,在药用植物方面此项工作刚刚开始,仅红花、地黄、罗汉果等少数种类中有品种之别。
药用植物生育期的长短受环境条件(特别是光照、温度)的影响很大。同一种药用植物在不同地区栽培,由于温度、光照的差异,生育期也发生变化。以紫苏为例,紫苏是喜温的短日照药用植物,对温度和日照敏感,当从南方向北方引种(从低纬度向高纬度引种)时,由于纬度增高,生长季节的白天长,温度低,生育期延长,反之生育期缩短。同一品种从低海拔向高海拔引种或者反之,也有类似现象。此外,土壤肥沃或施氮肥较多时,由于土壤中碳氮比低,常常因茎叶生长过旺而延迟成熟期。
在药用植物的一生中,其外部形态特征总是呈现若干次显著的变化,依据其变化可将全生育期划分为若干个生育时期。作物栽培学中是按作物分别划分出若干个时期,如:禾谷类分出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期;豆类分出苗期、开花期、结荚期、成熟期;油莱分出苗期、现蕾期、抽薹期、开花期、成熟期;甘蔗分发芽期、分蘖期、蔗茎伸长期、工艺成熟期……等。蔬菜栽培学中,是把植物的一生分为种子时期、营养生长时期、生殖生长时期三大段,每一段内再分若干个时期。例如种子时期又分胚胎发育期、种子休眠期和发芽期,而营养生长期又分幼苗期、营养生长旺盛期、营养休眠期;生殖生长时期分花芽分化期、开花期、结果期等。
药用植物生育时期的划分要因植物而异。像薏苡等一年生的禾谷类或绿豆、望江南、补骨脂一年生的豆类,可参照作物栽培学中的生育时期划分标准进行划分;像当归、白芷等可参照蔬菜栽培学中的生育时期划分标准划分;像枸杞、山茱萸等可参照果树栽培学中的时期与标准划分,这些不一一叙述。需要补充说明的是许多多年生草本药用植物生育时期的划分,像细辛、贝母、延胡索、人参之类的药用植物生育时期,既有从种子播种到新种子形成的全生育期中各生育时期的划分,又有每年内从出苗生长,到开花结实枯萎休眠中的各生育时期的划分。这类药用植物在开花前,每年只有出苗期、展叶期、产品器官形成期、营养体休眠期;进入生殖生长期后,每年都要增加现蕾期、开花期、结实期等。
借用作物、蔬菜、果树等作物划分生育时期与标准时,必须使划分的时期符合药用植物生长发育特点,防止不考虑药用植物生育特点,全盘搬用其它作物的生育时期。有些药用植物的某个或某几个时期还可细分的,就进一步细分。
关于生育时期的含义解释,当前有两种,其一认为,生育时期是指符合该生育时期的植株达到规定百分率的日期。其二认为,生育时期是指从始期到终止的总天数。实际多用的是前者,即指进入该生育时期的日期。通常以达到10%为始期,大于50%为盛期。
第二节生长发育与环境条件一、环境条件及其相互作用药用植物生活在田间,周围环境中的各种因子都与其发生直接或间接的关系,其作用可能是有利的,也可能不利,环境中的各种因子就是药用植物的生态因子。
生态因子可划分为气候因子、土壤因子、地形因子和生物因子。气候因子包括光照强弱、日照长短、光谱成分、温度高低、温度变化、水的形态、数量、持续时间、蒸发量、空气、风速、雷电等。土壤因子包括土壤结构、有机质、地温、土壤水分、养分、土壤空气、酸碱度。地形因子包括海拔高度、地形起伏、坡向、坡度等。生物因子通常指动物因子、植物因子、微生物因子。如药用植物的间种、混种、套种中搭配的作物,田间杂草,有益有害的昆虫、哺乳动物、病原菌、土壤微生物及其它生物等。
上述诸多生态因子对药用植物生长发育的作用程度并不是等同的。其中日光、热量、水分、养分、空气等是药用植物生命活动不可缺少的,缺少其中任何一个,药用植物就无法生存。这些不可缺少的因子又称为药用植物的生活因子或基本条件。生活因子以外的其它因子对药用植物也有一定的影响作用。这些作用有的(如杂草、病虫害等)直接影响植物本身;有的(如有机质、地形,土壤质地)屈过生活因子而影响药用植物生长发育。
药用植物的诸多生态因子,都不是孤立存在,而是相互联系,相互影响,彼此制约的,一个因子的变化,也会影响其它因子的变化。对药用植物生长发育的影响,往往是综合作用的结果。如阳光充足,温度就随着上升;温度升高,土壤水分蒸发和植物的蒸腾就会增加,土壤微生物活动旺盛等,从而加快药用植物的生长;植物生长繁茂后,又会遮盖土壤表面,减少土壤水分的蒸发,与之同时,增加地表层空气温度,土壤湿度也相应提高,这不仅影响地温变化,也影响土壤微生物的活动和根对土壤水分、养分的吸收与运输。
各种栽培措施、田间管理等也是一种因子,它属于人为因子。人为因子的影响,远远超过其它所有自然因子。因为人为的活动,往往是有目的,有意识的。像整枝、打杈、摘心、摘蕾等措施直接作用于药用植物,而适时播种、施肥灌水、合理密植、中耕除草、防病等措施,则是改善生活因子或生态因子,促进正常生长发育。我们栽培药用植物,进行药材生产,面对的是各种各样的药用植物种类,具有不同习性的各个品种;遇到的是千变万化的错综复杂的环境条件,只有采取科学的“应变”措施,处理好药用植物与环境的相互关系,既要让植物适应当地的环境条件,又要使环境条件满足作物的要求,运筹帷幄,才能夺取优质高产。
二、温度与药用植物生长发育每一种药用植物的生长发育都只能在一定的温度区间进行,都有温度“三基点”——最低温度、最适温度、最高温度。超过这个温度区间范围(即超出最低、最高温度),生理活动就会停止,甚至全株死亡。在此温度区间内,植物处在最适温度条件下的时间越长,对其生长发育和代谢最为有益。了解每种药用植物对温度适应范围,及其与生长发育的关系,是确定生产分布范围和按排生产季节,夺取优质高产的重要依据。
(一)药用植物对温度的要求 药用植物种类很多,对温度的要求也各不一样,通常人们都以其对寒温热反应划分类别。
1.耐寒的药用植物 不论是一年生、二年生、还是多年生的药用植物,只要能耐一1一一2℃的低温,短期内可以忍耐一5一一10℃低温,同化作用最旺盛的温度为15—20℃,或到了冬季地上部分枯死,地下部分越冬能耐0℃以下,甚至到一10℃低温的药用植物均属此类。如人参、细辛、百合、平贝母、五味子、薤白、石刁柏、刺五加等。
2.半耐寒的药用植物能耐短时间一1一一2℃的低温,在长江以南可以露地越冬,在华,南各地冬季可以露地生长的,最适同化作用温度为17—23℃的药用植物。如萝卜、菘蓝、芥菜等。
3.喜温的药用植物种子萌发、幼苗生长,开花结果都要求较高的温度,同化作用最适温度为20—30℃,花期气温低于10—15℃则授粉不良或落花落果,如曼陀罗、颠茄、望江南等。
4.耐热的药用植物生长发育要求温度较高,它们的同化作用温度多在30℃左右,个别药用植物可在40℃下正常生长。如丝瓜、罗汉果、刀豆、冬瓜、南瓜等。
药用植物生长发育对温度的要求不仅因品种而异,就同一品种来讲,生育时期不同,对温度的要求也有区别。一般种子萌发时期、幼苗时期要求温度略低,营养生长期温度渐渐增高,生殖生长期要求温度较高,产品器官形成期——花果类要高,根及根茎类要求昼夜温差大些。应当指出,植物生长发育的各个时期对温度要求都有三基点,各时期的三基点也不相同。植物发育过程中,花期对温度变化最敏感。了解掌握药用植物各生育时期对温度要求的特牲,是合理安排播期和科学管理的依据。
温度对植物的影响主要是气温和地温两方面。通常情况下,地温变化较小,距地面愈深温度变化愈小,根在土壤中与地温差异不大。一般气温变化较大,特别是近于地面处的气温变幅大,每日13时左右温度最高,而夜间(1—3时)温度最低。植物出现日烧多与气温短时间急剧增高有关。
药用植物根及地下茎类的生长,受温度影响很大,一般植物的根系在20℃左右条件下,生长较快,地温低于15℃虽然根仍能生长,但生长速度减慢。有些药用植物的根,在昼夜温差大的时候,生长速度快。一般低温下生长的根多呈白色,粗大多汁,支根少。植物根对温度的抵抗能力比地上部分差。了解掌握根及地下茎类药材伸长加粗的最适温度环境,是调节播期,改进栽培措施的基础工作。在最适温度范围内,根及地下茎类生长量的大小、生长率的高低与温度高低成正相关。
温度不仅影响生长,也影响物质积累和转化。药用植物干物质的积累与光合作用和呼吸作用有很大关系。如莴苣在5℃才有明显净光合作用,黄瓜接近20℃时才有明显的净光合作用。耐寒植物光合作用冷限与细胞组织结冰的温度相近。而起源于热带的药用植物,温度降至5—10℃时,光合功能即受到破坏。一般植物在自然条件下(光饱和点以上的光强,CO2浓度0.03%),在最适光合作用温度下,光合积累较多。在栽培上,要注重提高光合作用的总积累。总积累增加了,产量也就提高了。从物质代谢的生化反应看,在一定温度范围内,温度每增高10'C,生化反应的速率按一定的比率增长。
积温是表示某地区热量资源的方法,或是表示某一种药用植物对热量需求的指标。例如,哈尔滨~10~C的积温是3000~C,北京是4200℃,济南5000~C,武汉5300~C,广州8100℃。知道各地热量资源,便千合理按排药用植物的布局(例如哈尔滨地处北纬45~45t,年平均温度3.5'C,伦敦地处北纬51’11,,年平均温度比哈尔滨高6℃以上,但哈尔滨≥10℃的积温比伦敦多500'C,因此,哈尔滨郊区可以种水稻,而伦敦附近只能种马铃薯、甜菜等)。用积温表示药用植物对热量要求指标时,该指标可以是某一生育时期,也可是全生育期要求的温度总和。有了这些参数,可以根据当地气温情况,确定安全播种期;根据植株的长势和气温预报资料,估计药用植物生育速度和各生育时期到来的时间;还可以根据某一植物所需的积温和当地的长期(年的)气温预报资料,对当年该种植物的产量进行预测(属于丰年、平年还是歉年)。
(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。
在温度过低的环境中,植物的生理活性停止,甚至死亡。低温对药用植物的伤害主要是冷害和霜冻。冷害是生长季节内.0℃以上的低温对药用植物的伤害。低温使叶绿体超微结构受到损伤,或引起气孔关闭失调,或使酶钝化,最终破坏了光合能力。低温还影响根系对矿质养分的吸收,影响植物体内物质运转,影响授粉受精。霜冻是指春秋季节里,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。
高温的障碍是与强大的阳光及急剧的蒸腾作用相结合而引起的。高温使植物体非正常失水,进而产生原生质的脱水和原生质中蛋白质的凝固。高温不仅降低生长速度,妨碍花粉的正常发育,还会损伤茎叶功能,引起落花落果等。我国南方的夏天,北方的温室或大棚内容易发生高温障碍。
(三)温周期和春化作用 温度的周期性变化是指温度的季节变化和昼夜变化。在一天中白天温度高些,晚上温度低些。植物的生活也适应了这种昼热夜凉的环境,尤其是大陆性气候区(如西北各地及内蒙古),昼夜温差更大。药用植物白天接受阳光,进行旺盛的光合作用,夜间光合作用停止,低温可以减少呼吸作用降低能量的消耗。因此,有周期性的昼夜温度变化,对药用植物生长发育是有利的。许许多多药用植物都要求有这样的温度变化环境,才能正常生长。如豌豆生长在日温20~C,夜温14℃的植株,都比生长在20℃恒温下的高,而且健壮得多。又如,小麦籽粒中蛋白质含量与昼夜温差成正相关,相关系数达0.85。药用植物生长发育与温度变化的这种同步现象称为温周期。
一般的讲,适宜于光合作用的温度比适宜于生长的温度要高些。在自然条件下,植物夜间及早晨往往生长得较快。适于热带植物的昼夜温差应在3—6℃,温带植物为5—7℃,沙漠植物相差10~C或还多。昼夜温差必须是在适宜的温度范围之内,如果日温过高,而夜温过低,植物也生长不好。
温度季节变化也是一个规律性变化,我国大部分地区有明显的一年四季之分。春季温暖,植物萌芽生长,随着温度渐渐升高,植物繁茂起来,夏季后生长旺盛,鲜花盛开,秋季果实累累,进入冬季便枯萎死亡或休眠越冬。许多植物就是这样年复一年的生活着。有些植物则适应于旱季、雨季交替的周期性变化。植物生长发育与气候季节变化相适应,也是一种温周期。这种周期变化规律是我们安排每年农事,不违农时的重要依据之一。我们的祖先,依据气候的年变化总结出二十四节七十二候,并在《吕氏春秋》审时篇中有“凡农之道,候之为宝’,的记载。这又是我们的祖先运用自然规律指导农事生产的一个例证。
春化作用是指由低温诱导性的影响而促进植物发育的现象。需要春化的植物有冬性的一年生植物(冬性谷类作物)、大多数二年生植物(当归、白芷、牛蒡、芹菜)和有些多年生植物(菊花)。这些植物通过低温春化之后,要在较高的温度下,并且多数还要求在长日照条件下才能开花。所以,春化过程只是对开花起诱导作用。
春化作用是温带植物发育过程表现出来的特征。它们对低温的要求,因植物种类或品种的不同而有差别。如芥菜0—8℃、萝卜5℃,对大多数要求低温的植物来说,1—2℃是最有效的春化温度。要是有足够的时间,一1—9℃范围内都同样有效。药用植物通过春化的方式有萌动种子的低温春化(芥菜、大叶藜、萝卜等)和营养体的低温春化(当归、白芷、牛蒡、洋葱、大蒜、芹菜、菊花等)。萌动种子春化处理掌握好萌动期是关键,控制水分是控制萌动状态的一个有效方法。春化处理的时间因植物种类(或品种)而异,芥菜20天,萝卜3天,通常是10—30天。营养体春化处理必须是在植株或处理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,也没有春化反应。例如当归幼苗根重小于0.28对春化无反应,大于2g的根春化后百分之百抽薹开花,根重在0.2—2g间,抽薹开花率与根重、春化温度和时间有关。这个所谓一定大小的植物标本,可以用日龄、生理年龄、茎的直径、叶片数目或面积来表示。营养体春化部位主要是生长点,有些药用植物(芥菜、萝卜等)是在种子萌动时期通过春化阶段,大多数药用植物是在幼苗期或植株更大时,通过发育的低温阶段。
蔬菜学中介绍,许多二年生蔬菜通过春化阶段后,即生物化学上经过春化以后,生长点的染色特性发生变化,用5%氯化铁及5%亚铁氰化钾处理,完成春化的生长点为深蓝色,未完成春化的生长点不染色,或呈黄色或呈绿色。
许多要求低温春化的植物是属于长日照植物(菊花例外,是春化短日植物),这些植物感受低温之后,必须在长日照下才能开花。而这些植物的春化与光周期的效应有时可以互相代替或互相影响,如甜菜是长日植物,如果春化期限延长,就能在短日照下开花;大蒜鳞茎形成也有光周期现象,即鳞茎形,成要求长日照条件,但用低温处理后,在短日照下也可形成鳞茎。低温长日照植物用一定浓度赤霉素处理后,不经过春化及长日照条件也能开花。
三、光照对生长发育的影响阳光是植物进行光合作用的能量来源。光照强度、日照长短及光的组成(光谱成分)都与药用植物的生长发育有密切的关系,并对药材的产量和品质产生影响。
(一)光照强度对药用植物生长发育的影响 栽培的药用植物,不论是阴性植物(人参、细辛)还是阳性植物,充足的阳光是正常生长发育的必要条件之一。假如植株种植过密,株间光照就不足,由于顶端的趋光性,植株会过度伸长,最终只有株顶少数叶片进行光合作用,光合积累供不上生长发育要求,结果分枝少,叶片少,花芽少,已分化的器官也不能正常生长,甚至早期死亡。
作物对光照强度的要求常用“光补偿点”和“光饱和点”表示,药用植物也采用此种方法表示。人们把植物的光合积累与呼吸消耗相等时(即表观光合强度等于零时)的受光强度叫“光补偿点”。把植物的表观光合强度处于最大值时的植物受光强度叫“光饱和点”,药用植物生长发育中,在自然条件下,接受光饱和点(或略高于光饱和点)左右的光照愈多,时间愈长,光合积累也愈多,生长发育也最佳。一般光强低于光饱和点,就算光照不足,光强略高于补偿点时,植物虽能生长发育,但产量低下,品质不佳。我国各地自.然光照强度因地理位置、地势高低、云量、雨量等而有所差异。一年中以夏季的光照较强,冬季较弱。我国长江中、下游及东南沿海一带,由于云量、雨量多,太阳光照强度都没有东北、华北、西北等省区的强。我国东北、西北各省区的日照最充足,可达100—200kk甚至更高。
一株良好的药用植物都有一定的枝叶,并占据一定的空间,在自然界中其各部位受光强度是不一致的,通常植物体外围茎叶受光强度大(特别是上部和向光方面),植体内部茎叶受光强度小。田间栽培的药用植物,是群体结构状态,群体上层接受的光照强度与自然光强基本一致(遮阳栽培或保护地栽培时,群体上层接受的光照强度也最高),而群体的株高2/3到距地面1/3处,这一层次接受的光照强度则逐渐减弱。一般群体下l/3以下的部位,受光强度均低于光补偿点。群体条件下受光强度问题比较复杂,在同一田间内,植物群体光照强度的变化与种植密度,行的方向,植株调整,以及套种、间种等而不同。光照强度的不同,直接影响到光合作用的强度,这是最根本的。此外,也影响叶片的大小、多少、厚薄,茎的节间长短、粗细等,这些因素都关系到植株的生长及产量的形成。因此,群体条件下,种植密度必须适宜。某些茎皮类入药的药材(含作物中的麻类植物),种植时可稍密些,使株间枝叶相互遮蔽,就可减少分枝,使茎秆挺直粗大,从而获得产量高,质量好的茎皮。了解掌握药用植物需光强度等特性和群体条件下光强分布特点,是确定种植密度和搭配间混套种植物的科学依据。
药用植物种类不同,对光照强度的要求也不同,通常分为阳生植物、阴生植物和中间型植物。
1 阳生植物(喜阳植物)此类药用植物要求有充足的直射阳光,光饱和点在全光照的40—50%以上(40—50kLX或更高),光补偿点为全光照的3—5%,阳光不足生育不良或死亡。如丝瓜、栝楼等瓜类,颠茄、曼陀罗、龙葵、酸浆、枸杞等茄果类,穿山薯蓣、山药、芋等薯芋类,以及红花、薏苡、地黄、薄荷、蛔蒿、知母等。
2.阴生植物(喜阴植物)此类药用植物适宜生长在阴蔽的环境中,光饱和点在全光照的50%以下,一般为全光照的10—30%间,光补偿点为全光照的1%左右(多数不足1%),这类植物在全光照下会被晒伤或晒死。如人参、西洋参、三七、黄连、细辛、天南星、淫洋藿、白及、石斛、刺五加等。许多阳生植物的苗期也需要一定的阴蔽环境,在全光照下生育不良。如五味子、党参、龙胆等。
3.中间型植物此类植物在全光照或稍荫蔽的环境下均能正常生长发育,一般以阳光充足条件下生长健壮,产量高。如麦冬(沿阶草)、连钱草、款冬、紫花地丁、大叶柴胡、莴苣、豆蔻、芹菜等。
不论是阳生、阴生、中间型植物,给予光饱和点或高于光饱和点的光照强度,植物光合积累多,生长发育健壮。光照强度低于光饱和点,光照越弱,光合作用越低,光合积累愈少,这是一般的原则。因此,栽培管理中,保证各类植物都有适宜的光照条件,是基本的要求。
光照的强弱必须与温度的高低相互配合,这样才能有利于植物的生长及器官的形成。有利于植物代谢的平衡和光合积累。例如进行保护地栽培时,阴天或下雪时,室内温度必须适当的降低,室温不降低,呼吸作用增强,能量消耗多,不利于开花结实。人参在透光棚下栽培时,给予25kix光照强度,以20—25℃时光合效率最高。
(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都有一定的作用。据测定,太阳光中可见光部分约占全部辐射光的52%,不可见的红外光(含远红外)约占43%,不可见的紫外光约占5%左右。太阳光中被叶绿素吸收最多的是红光,红光对植物的作用也最大;黄光次之;蓝紫光的同化作用效率仅为红光的14%。在太阳的散射光中,红光和黄光占50—60%;在太阳的直射光中,红光和黄光最多只有37%。一年四季中,太阳光的组成成分比例是有明显变化的。通常春季阳光中的紫外线成分比秋季少,夏季中午阳光中的紫外光的成分增加,与冬季各月相比,多达20倍之多,夏季蓝紫光比冬季各月多4倍。
红光能加速长日照植物的生长发育,而延长短日照植物的生长发育;蓝紫光能加速短日照植物的生长发育,而延迟长日照植物的生长发育。有些产品器官的形成也与光质有关。荷兰一个研究植物辐射的委员会(1951)把太阳辐射对植物的效应,按波长划分为8个光谱带,各光谱带对植物的影响归纳如表2—1。
表2一l植物对不同波长辐射的反应表中的波长范围,>0.72~tm的大致相当于远红光,0.72—0.61;tm为红、橙光,0.61一0.51~tm为绿光,0.51—0。40;tm为蓝、紫光。现已证明,红光利于碳水化合物的合成,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。许多水溶性的色素(如花青甙)要求有强的红光,维生素c要求紫外光等。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。
光的组成也受海拔高低的影响,高海拔的地方(高原、高山)青、蓝、紫等短波光和紫外光较多,所以植株矮小,茎叶中富含花青素,色泽较深。
目前农业生产中多处使用农用塑料薄膜,农用塑料薄膜的组成和色泽与透过光的种类和多少有关,使用时要慎重选择。在人参、西洋参栽培上认为,各种色膜均是色淡者为好,色深者光强不足,生育不良,以淡黄膜、淡绿膜为最佳。
药用植物总是以群体栽培,阳光照射在群体上,经过上层叶片的选择吸收,透射到下部的辐射光,是以远红外光和绿光偏多。因此,在高矮秆药用植物间作的复合群体中,矮秆作物所接受的光线的光谱与高秆作物接受光线的光谱是不完全相同的。如果作物密度适中,各层叶片间接受的光质就比较相近。
(三)光周期的作用 植物的光周期现象是指植物的花芽分化、开花、结实、分枝习性、某些地下器官(块茎、块根、球茎、鳞茎、块茎等)的形成受光周期(即每天日照长短)的影响而言。
所谓光周期是指一天中,日出至日落的理论日照时数,而不是实际有阳光的时数。理论日照时数与该地的纬度有关,实际日照时数还受降雨频率及云雾多少的影响。在北半球,纬度越高,夏季日照越长,而冬季日照越短。因此,我国北方各地一年中的日照时数在季节间相差较大,在南方各地相差较小。如哈尔滨冬季每天日照只有8—9小时,夏季可达15.6小时,相差6.6—7.6小时。而广州冬季的日照时数10—11小时,夏季为13.3小时,相差2.3—3.3小时。各地生长季节特别是由营养生长向生殖生长转移之前,日照时数长短对各类药用植物的发育是个重要的因素。
植物对光周期的反应通常分为长日照植物、短日照植物、中间型日照植物三类。
长日照植物日照长度必须大于某一临界日长(一般为12—14小时以上),或者说暗期必须短于一定时数才能形成花芽,否则,植株就停留在营养生长阶段。属于这类的药用植物有红花、当归、莨菪、大葱、大蒜、芥菜、萝卜等。
短日照植物日照长度只有短于其所要求的临界日长(一般在12—14小时以下),或者说暗期超过一定时数才能开花。如果处于长日照条件下,则只能进行营养生长而不能开花。属于这类的药用植物有紫苏、菊花、苍耳、大麻、龙胆、扁豆、牵牛花等。
中间型植物这类植物的花芽分化受日照长度的影响较小,只要其它条件适宜,一年四季都能开花。属于这类的药用植物有荞麦、丝瓜、曼陀罗、颠茄等。
此外,还有所谓“限光性植物”。这种植物要在一定的光照长度范围内才能开花结实。而日照长些或短些都不能开花。如野生菜豆只能在每天12一16小时的光照条件下才能开花。又如甘蔗的某些品种,它们只能在日照12小时45分钟条件下才开花。
应当指出,植物对日照长度的反应是由营养生长向生殖生长转化的必要条件,是要在其自身发育到一定的生理年龄时才能开始,并非植物的一生都要求这样的日照长度,而绝大多数药用植物也绝不是只有一、二次的光周期处理就能引起花芽原基的分化,一般要有十几次或更多的光周期处理才能引起开花的。
临界日长是区别长日照或短日照的日照长度的标准,是指每天24小时内光照时间的多少而言,一般为12—14小时。短日照植物要求的日照时数必须短于临界日长,长日照植物要求的日照时数必须大于临界日长,否则就不能形成花芽或开花。确切的说,短日照植物并不要求较短的日照,而是要求较长的黑暗,黑暗期的长短对其花芽的形成和开花的影响更为重要。而长日照植物,光照是重要的,黑暗是不重要的,甚至是不必要的。药用植物的种类很多,对光照长短的反应差异很大,长日照与短日照之间的临界时数互相交差的情况也是可见的。
植物的光周期反应要在有一定的温度、植株的生长状态和营养条件等环境下才能进行正常发育。在影响光周期效应中,温度是个重要因素。例如,萝r、、芥菜等长日照植物,将其播种在高温长日照环境中,它们仍不能开花。这是因为高温足以抑制长日照对发育的影响。因此从事生产时,必须把光周期与温度结合起来。同理,还要与植株生长状态、营养环境等因素结合起来。
我国南北各地,由于纬度相差很大,同一生育季节里的温度、湿度、每天的日照时数等也不尽相同,因此同一药用植物的生长发育进程也不一致,也就是说,同一药用植物在各地进入光周期的早晚或通过光周期时间长短也不相同。一般短日照植物在低纬度时进入光周期早,通过的时间也稍短,而长日照植物在高纬度下,进入光周期早,通过时间也快。另外,短日照植物,从北向南引种时,营养生长期缩短,开花结实提前。在作物、蔬菜栽培中,常利用这一特性将北方短日照品种送到南方夏种秋收,争得一茬收成。
我们的祖先在种菜、种药及其它作物上,很早就懂得通过改变播期,调整植物生长发育时期的日照条件和温度条件,达到抑制或促进生长发育的目的。如春播萝卜(中药莱菔子)采籽,秋播萝I、收肉质根。光周期不仅影响药用植物花芽的分化与开花,同时也影响药用植物营养器官的形成。如慈姑、荸荠球茎的形成,都要求较短的日照条件,而洋葱、大蒜鳞茎的形成要求有较长的光照条件。另外,象豇豆、赤小豆的分枝、结果习性也受光周期的影响……等。
四、药用植物与水众所周知,水是农业的命脉,有收无收在于水,这都说明水对植物(包括药用植物)生长、发育、对产量的重要性。
水是药用植物的主要组成成分,其含量约占组织鲜重的70—90%,正在生长的幼叶,水分含量高达90%左右。植物体内含水量多少与其生命活动强弱有直接关系。在一定范围内,组织的代谢强度与其含水量成正相关。
植物必须不断地从土壤中吸收水分,用以补充植物蒸腾作用散失的水分,也就是说,物体内水分总是处于动态的平衡,植物的正常生理活动就是在不断吸水、传导、利用与散失中进行的。
水又是连接土壤一药用植物一大气这一系统的介质,植物通过对水的吸收、输导和蒸腾的过程,把土壤、药用植物、大气联系在一起。栽培中的许许多多措施,都是为着良好地保持药用植物对水的收支平衡。这是创造优质高产的前提条件之一。
(一)药用植物对水的适应性
1.适应类型根据药用植物对水的适应能力和适应方式,将其划分成如下几类。
(1)旱生植物此类药用植物具有高度的抗旱能力,能生存在水分比较缺乏的地方:能适应气候和土壤干燥的环境。旱生植物中又有多浆液植物(仙人掌、芦荟、某些大戟科、景天科的植物等)和少浆液植物(麻黄、骆驼刺等)和深根性(系)植物。
(2)湿生植物生长在沼泽、河滩、山谷等潮湿地区的植物。此类药用植物蒸腾强度大,抗旱能力差,水分不足就会影响生长发育,以致萎蔫,如水菖蒲、水蜈蚣、毛茛、半边莲、秋梅棠科和蕨类的一些植物。
(3)中生植物此类植物对水的适应性介于旱生植物与湿生植物之间,绝大多数陆生的药用植物均属此类。中生植物的根系、输导系统、机械组织和节制蒸腾作用等各种结构都比湿生植物发达,但不如旱生植物。此类植物不耐旱不耐涝。
(4)水生植物此类药用植物根系不发达,根的吸收能力很弱,输导组织简单,但通气组织发达。水生植物中又分挺水植物、浮水植物、沉水植物等。挺水植物,根在水下土壤中,茎、叶露出水面(如泽泻莲、芡实等);漂浮植物,根在水中或水下土中,叶漂浮水面(如浮萍、眼子菜、满江红等);沉水植物的根、茎、叶都在水下或水中(如金鱼藻)。
上述各类中,目前栽培最多的都是中生性药用植物。
2.药用植物对水的反应 栽培的药用植物除莲、泽泻、芡实等要求有一定的水层外,绝大多数都是中生性药用植物,主要靠根从土壤中吸收水分。在土壤处在正常含水量的条件下,根系入土较深,在潮湿的土壤中,药用植物根系不发达,多分布于浅层土壤中,而且生长缓慢。在干旱条件下,药用植物根系下扎,入土较深,直至到土壤深层。
药用植物和作物、蔬菜一样,对土壤含水量要求有高、有低,一般豆类最适土壤含水量相当于田间持水量的70—80%,禾谷类为60—70%。土壤含水量低于最适值时,光合作用降低。空气湿度的多少,不仅直接影响蒸腾速率和受光强度,而且也影响物质积累的数量和质量。
应当指出,有关药用植物需水特性的研究目前很少,需要尽快填补这一空白领域。
(二)药用植物的需水量和需水临界期
1.需水量药用植物的需水量也是以蒸腾系数来表示。蒸腾系数是指每形成一克干物质所消耗的水分的克数。植物种类不同,需水量也不一样,如人参的蒸腾系数在150—200g之间,牛皮菜在400—6flOg间,蚕豆为400—800g,荞麦、豇豆为500—600g,亚麻为800—900g。
药用植物的蒸腾系数也因品种和环境条件的变化而变化。在作物中,同一品种不同地方报道数相差值最大者近一倍。
药用植物需水量的多少受很多因素影响,其中影响最大的应是气候条件和土壤条件。高温、干燥、风速大,作物蒸腾作用强,需水量就多,反之需水量就少;土壤肥力状况和温度状况都影响根系对水分的吸收。在作物的研究报道中指出,土壤中缺乏任何一种元素都会使需水量增加,尤以缺磷和缺氮时,需水最多,缺钾、硫、镁次之,缺钙影响最小。
2.需水临界期 药用植物在一生中(一、二年生植物)或年生育期内(多年生植物),对水分最敏感的时期,称需水临界期。
一般药用植物在生育前期和后期需水较少,生育中期因生长旺盛,需水较多。其需水临界期多在开花前后阶段。例如瓜类在开花至成熟期,荞麦、芥菜在开花期,薏苡在拔节至抽穗期,蛔蒿、黄苠、龙胆在幼苗期。
(三)旱涝对药用植物的危害 缺水是常见的自然现象,对药用植物来讲,严重缺水叫干旱。干旱分大气干旱和土壤干旱两种。通常土壤干旱是伴随大气干旱而来。
干旱易引起植物萎蔫,落花落果,停止生长,甚至死亡。
植物对干旱是有一定的适应能力,人们把这种适应能力叫抗旱性。药用植物中比较抗旱的有知母、甘草、红花、黄芪、绿豆、骆驼刺等。这些抗旱植物在一定的干旱条件下,仍有一定产量,如果在雨量充沛年份或灌溉条件下,其产量可以大幅度地增长。
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,或水分过多缺乏氧气,根系呼吸减弱,最终窒息死亡。
根及根茎类药用植物最怕田间积水或土壤水分过多。红花、芝麻等也不耐涝,地面过湿便易死亡。
五、土壤与药用植物生长发育的关系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。除了少数寄生和漂浮的水生药用植物外,绝大多数药用植物都生长在土壤里oQ因此,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)土壤肥力 从栽培角度讲,土壤最基本的特性是具有肥力。所谓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。水肥气热相互联系,互相制约。衡量土壤肥力高低,不仅要看每个肥力因素的绝对贮备量,而且还要看各个肥力因素间搭配的是否适当。
土壤肥力因素按其来源不同分为自然肥力与人为肥力两种,自然土壤原有的肥力称为自然肥力,它是在生物、气候、母质和地形等外界因素综合作用下,发生发展起来的,这种肥力只有在未开垦的处女地上才能找到。人为肥力是农业土壤所具有的一种肥力,它是在自然土壤的基础上,通过耕作、施肥、种植植物、兴修水利和改良土壤等措施,用劳动创造出来的肥力。自然肥力和人为肥力在栽培植物当季产量上的综合表现,叫作土壤有效肥力。药用植物产量的高低,是土壤有效肥力高低的标志。
我国各地土壤由于质地、结构、组成、反应、所处气候条件等因素不同,加上种植植物种类、密度、管理措施的差异,其土壤肥力差异很大,自然条件下,土壤肥力完全符合药用植物生长发育的极少。自然土壤或农业土壤种植药用植物后,土壤肥力会逐年下降,不保持或提高土壤肥力,就没有稳定的农业生产。如何根据药用植物的特点和土壤肥力状况科学的搭配好药用植物与地块的关系,并通过相应耕作改土、施肥灌水、种植方式等措施来达到既获得优质高产,又能对土壤月2力作到用养结合,这是科学栽培的重要任务之一。
(二)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(表2—2)。
表2—2几种药用植物适宜生长的土壤pH范围多数药用植物适于在微酸性或中性土壤上生长。不过有些药用植物(荞麦、肉桂、白木香、萝芙木等)比较耐酸,有些药用植物(枸杞、土荆芥、藜、红花、甘草等)比较耐盐碱。
各地各类的土壤都有一定的pH值,一般土壤pH值变化在5.5—7.5之间,土壤pH值小于5或大于9的是极少数。土壤pH值可以改变土壤原有养分状态,并影响植物对养分的吸收。土壤pH值在5.5—7.0之间时,植物吸收氮、磷、钾最容易;土壤pH值偏高时,会减弱植物对铁、钾、钙的吸收量,也会减少土壤中可给态铁的数量;在强酸(pH小于5)或强碱(pH≥9时)条件下,土壤中铝的溶解度增大,易引起植物中毒,也不利于土壤中有益微生物的活动。此外,土壤pH值的变化与病害发生也有关,一般酸性土壤中立枯病较重。总之,选择或创造适宜于药用植物生长发育的土壤pH值,也是创优质高产不可缺少的条件。
土壤pH值也受种植植物(特别是多年生的药用植物)、灌溉、施肥等栽培措施的影响。通常情况下,种植植物后,略向酸的方向变化。如人参种在pH为6的腐殖土上,三年收获后,土壤pH为5.5左右。种植落叶松的土壤,几年后,pH值就变化在4—5之间。某种药用植物在一地连续种植多年引起土壤pH值变酸,这也是许多多年生药用植物不能连作的原因之一。
(三)药用植物与土壤养分 药用植物生长和形成产量需要有营养保证。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、M。、B等。这些营养元素除了空气中能供给一部分c、O外,其它元素均是土壤提供的。其中N、P、K的需要量大,土壤又不足,必须通过施肥补足。药用植物种类不同,吸收营养的种类、数量,相互间比例等也不同。从其吸肥量的多少看,药用植物有吸肥量大的(如地黄、薏苡、大黄、玄参、枸杞等);有吸肥量中等的(酸浆、曼陀罗、补骨脂、贝母、当归等);吸肥量小的(莴苣、小茴香、芹菜、柴胡、王不留行等);吸肥量很小的(马齿苋、地丁、高山红景天、石斛、夏枯草等)。从其需要N、P、K的多少上看,有喜氮的药用植物(芝麻、薄花、紫苏、云木香、地黄、薏苡等),喜磷的药用植物(荞麦、蚕豆、补骨脂、望江南等),喜钾的药用植物(人参、麦冬、山药、芝麻等),像莴苣、芹菜需钙较多。药用植物所需微量元素的多少也不一样。各种药用植物吸收氮、磷、钾的比例也不一样,人参所需N:P:K=2;0.5:3,芝麻所需N:P:K=2:0.5:2。药用植物各生育时期所需营养元素的种类、数量和比例也不一样。一般根茎类入药药材的幼苗期需要多量的氮,适量的磷、少量的钾;到了根茎器官形成期需多量的钾,适量的磷,少量的氮。以花果入药的药用植物,幼苗期需氮较多,磷、钾可少些;进入生殖生长期后,吸收磷的量剧增,吸收氮的量减少,如果后期仍供给多量氮,则茎叶徒长,影响开花结果时期和数量。
土壤所含N、P、K、ca、Mg……等各种营养元素的多少及各种元素含量间的比例受土壤组成、有机质含量多少及分解速度、施肥种类和数量及其它栽培措施的影响。通常情况下,含N、P、K较多,其微量元素的种类和含量并非十分缺乏。一般缺少的种类和数量通过追肥补给。追肥也要因植物种类和植物生育时期而异。最好是依据药用植物需肥特性和土壤供肥状况进行配方施肥。
六、药用植物的相互影响——对等效应
(一)植物分泌物的生物学作用植物群落中(自然植物群落和人工栽培植物群落)的种间相互关系,不但表现在对阳光、空气、水分、养分的竞争或互补上,而且也表现在通过地上和根系分泌物所产生的互斥或互利影响上。植物间的这种现象,在本世纪20年代起就引起了人们的注意。1937年奥地利学者H.Molmch在他的专著《一种植物对另一种植物的影响——对等效应》中,列举了大量事实说明许多植物的花、果、枝条所分泌的气态分泌物对另一种植物芽、叶、根的生长和花粉的萌发起到刺激或抑制作用。人们把植物之间通过生物化学物质所产生的相互影响叫作对等效应(也有的专家译为“异株克生”)。
自然界或田间的植物(药用植物、作物蔬菜等)都能向周围环境分泌一些物质,这些物质有气态的(大麻、艾蒿、薄荷、小茴香、黄花蒿、藿香、荆芥、罗勒等),也有液态的(谷类作物幼苗叶子尖端或边缘的水滴)。
植物分泌物是植物生命活动的产物,每种植物,或同种植物的不同器官(根、茎、叶、花、果、种子)所分泌的物质的化学成分也不尽相同。目前分析结果表明,植物分泌的是多种多样有机物的混合物,其中有碳水化合物、醇类、酚类、酸类、酯类、有机酸、氨基酸等等。如大蒜分泌蒜素,苦艾分泌苦艾苷,高粱根分泌物中有木糖、洒石酸、草酸。植物分泌能力是惊人的。有关资料证明,每公顷柏树每天能分泌30kg挥发油,有一种白鲜(owta址09。fra。mella)所分泌的挥发性物质用火柴可以点燃。作物幼苗根系所分泌的物质占其自身重量的10%,而成株根分泌到体外的物质也占总光合产物的百分之几。
(二)植物分泌物的作用 一种植物向周围环境分泌出具有一定化学成分的物质,不可避免地将被附近生长的另一种植物所吸收、同化并产生一定的作用。
药用植物的分泌物多种多样,其气味作用各异,如大蒜分泌物能够杀死许多细菌、细辛分泌物能驱虫,桉树分泌物能驱蚊蝇,微生物分泌出来的赤霉素有促进植物生长的作用。德国学者G.Grummer在他的专著《高植物的相互影响——对等效应》中指出,作物群落中高等植物(作物、杂草)、微生物之间通过分泌物而产生的相互关系是极其复杂的。由高等植物分泌出来,对其它高等植物的生长发育起抑制作用的物质称抑制素,起刺激作用的称刺激素。由微生物分泌出来的,对另一种微生物起抑制作用的物质称抗生素,起促进作用的物质称促生素。由高等植物分泌出来,对微生物有毒害作用的物质称杀菌素,起有利作用的称生长素。由微生物分泌出来,对高等植物起有害作用的物质nU凋萎素或毒素,起有利作用的称生长素。
(三)药用植物群落中的对等效应 我国部分农民常在棉田、油菜田中种大蒜,它有预防棉蚜和油菜菌核病之作用;利用胡麻、麻籽抑制害虫传播;大麻对大豆生长有抑制作用;荞麦对玉米有抑制作用;鹰嘴豆对蓖麻、玉米、马铃薯有抑制作用;小麦对藜根系有抑制作用;急性子(风仙花)有预防西瓜香瓜霜霉病作用。
应当指出,一种药用植物的分泌物除了直接对另一种植物发生作用外,还可能通过抑制或刺激某些细菌、昆虫对另外一种植物进行间接影响,也可遗留在土壤中对后作产生这样或那样的影响。
植物分泌物在种间关系中起着一定的作用,是药用植物环境中生物因子中的一个方面。了解药用植物的对等效应,便于我们利用有益的对等效应,克服不利的对等效应。这对我们正确选择或搭配间作、混作、套作植物或安排衔接复种、轮作的前后茬植物都是科学的依据之一。
第三节药材的产量与品质一、产量的含义药用植物栽培的目的是获得较多的有经济价值的药材。人们常说的产量是指有经济价值的药材的总量。实际栽培药用植物的产量包含两部分——生物产量和经济产量。
生物产量是指药用植物通过光合作用形成的净的干物质重量,即药用植物根、茎、叶、花和果实等的干物质重量。药用植物生物产量中,90—95%为有机物,其余为矿物质。就此意义上讲,光合作用形成的有机物质的净积累过程就是产量形成的过程,光合作用制造的有机物是产量形成的物质基础。
经济产量是指栽培目的所要求的有经济价值的主产品的数量或重量。由于栽培目的所要求的主产品不同,各种药用植物提供的产品器官也不相同。例如,根及根茎类药材提供产品器官是根、根茎、块茎、球茎、鳞茎等;种子果实类药材提供的产品是果实、种子;花类药材提供产品的器官是花蕾、花冠、柱头、头状花序;皮类药材提供的产品是茎皮、根皮;木类药材提供产品器官是木质部;叶类药材用叶;全草类药材提供产品是全株。药用植物种类不同,入药部位也不相同,例如黄柏、肉桂只用茎皮,党参、桔梗、当归、白芷、玄参只用根;而菘蓝用叶(大青叶)和根(板兰根)入药,人参茎、叶和根都可入药;枸杞果实(枸杞子)、嫩叶(天精草)、根皮(地骨皮)都可入药,幼嫩茎叶还可食用。随着产品综合利用和新药源的开发,原来没有入药的器官,也可能被开发利用,成为主要产品器官,如用黄连茎叶提取黄连素。
应当指出,生物产量与经济产量之间有一定的比例关系,人们把经济产量与生物产量的比例叫经济系数(K),又有叫相对生产率或收获指数。如果以r,代表生物产量,r。代表经济产量,则Y。=Yb·K。通常情况下生物产量高,经济产量也高,所以,要想使根及根茎类药材产量高,就必须使其地上茎叶繁茂,增加光合积累;同理,果实种子类药材,要获得高产,也必须有繁茂的茎叶器官作保证。植物只有徒长时,即根冠比例失调或营养生长与生殖生长失调时,主产品器官的产量才低,因为徒长植株的经济系数小。植物种类不同,可利用的主产品器官不同,他们的经济系数也不一样,作物栽培学中报道:小麦、水稻的经济系数为0.35—0.50;薯类为0.7—0.8;甜菜为0.60;油菜为0.28;大豆为·0.25—0.35;烟草为0.6—0.9;叶菜类接近1.0。
二、产量的构成因素药材生产和农业生产一样,产量的计量是按单位土地面积上有经济价值的产品数量来计量的。关于禾谷类产量,日本人松岛(1957)提出:
产量=穗数X单穗颖花数X结实率X粒重。
药用植物产量构成因种类不同而异。
对于果菜类每亩产量=每亩株数X单株平均果数X单果平均重。
根类药材产量=有效根数X单根重;
块茎、球茎、鳞茎类药材产量=株数X每株块(球、鳞)茎个数X每个块(球鳞)茎重;
果实种子类药材中:豆类产量=株数X每株有效分枝数X每个分枝上荚数X每荚粒数X粒重,
禾谷类产量=穗数X单穗粒数X粒重,
芥子、牛蒡、小茴香类药材产量=株数X每株有效分枝数X每个分枝上的果(果穗)
数X每个果(果穗)的粒数X粒重;—-
叶类药材产量=株数X每株叶数X叶重;
全草类药材产量=株数X单株重;
花类药材产量:株数X有效分枝数X每个分枝上花(花头花冠、柱头)数X单花(花头、花冠、柱头)重;
皮类药材产量=株数X单株皮重。·
上述各类药材,只要构成产量的各个因素的数值愈大,产量愈高。实际上这些因素很难同步增长,因为它们之间有一定的相互制约的关系。如红花是花冠入药,花头多,花冠大而长,产量高,而花头多少除与品种遗传性状有关外,还与密度有关,分枝多少与密度成负相关,花头多少即分枝多少与花头大小成负相关,花头大小一定时,花冠大小与小花数目多少成负相关。要想获得高产就必须适当密植,即增加播种量。而播种量的增加,在一定范围内,单位面积上株数随之增加,超过规定范围后,单位面积株数也不再增加。这是因为药用植物群体发展过程中,超过一定密度后,就有自然稀疏现象。自然稀疏程度的大小与播种密度有关,播种愈密,稀疏程度越大。经验认为,以能保持上部6个分枝正常发育的密度为最好。
三、提高药材产量的途径
(一)药用植物生育模式和生长分析
1.生育模式药用植物的产量形成过程,是其植物体在生长期中,利用光合器官将太阳能转化为化学能,将无机物转化为有机物,最后转化为有经济价值的产品数量的过程。药用植物要想完成此过程,必须先形成光合器官和吸收器官,继之形成产量的容器,最后是产量内容的形成、运输和积累。这是药用植物生育模式的骨架。
药用植物的个体和群体的生长和繁殖过程均按罗辑斯蒂曲线的生长模式进行。一般干物质积累过程经历缓慢增长期、指数增长期、直线增长期和减缓停滞期几个阶段。一般生长初期株体幼小,叶片和分枝(蘖)不断发生,并进行再生产,干物质积累与叶面积成正比。株体干物量的增长决定于初始干物重、相对生长率(干重增长系数)和生长时间的长短。这种关系可用指数方程表示:’
W=WoeRT
(w为株体干重;w。为初始干重;R为生长率¨为时间se为自然对数的底)。生长率只是随株体大小、环境条件的变化而变化。随着株体的生长,叶面积增加,叶片相互荫蔽,单位叶面积的净光合率则随叶面积的增加而下降,但是,由于此期单位土地面积上叶面积总量大,因此群体干物重的积累几乎近于直线增长。此后,随着叶片衰老,功能减退,同化物分配中心调整(转向生殖生长),群体干物积累速度减慢。当植株进入成熟期时,干物质积累因生,长停止而停止。植株进入衰老期时,干物质有减少的趋势(如图2—4)。
应当指出,药用植物种类或品种不同,环境或栽培条件不同,它们的干物积累速度、各阶段经历的时间和干物积累总量也不同。因此,选择适合当地环境条件的优良品种、创造最佳的栽培条件(提高干物积累速度,延长直线增长时间》是高产生育模式不可忽视的因素。
2.生长分析 栽培状态下的生产,从来都是群体结构状态,所以栽培条件,下的产量是单位面积上群体的有经济价值的产品器官的数量或重量的总和。由于群体是许多个体组成的,因此了解、研究单位面积上个体和整个群体的生物产量的增长、增长速度、单位光合器官生产干物质的能力,以及它们之间的相互关系。是我们研究提高药用植物产量的基础工作。
药用植物的相对生长率是以完整个体为对象来阐述其生长的增长率。产量是物质积累的一种方式。干物质积累是以光合作用为基础,其整株干物质积累与净同化率和整株叶片状况有关。净同化率是表示单位叶面积在单位时间内的干物质增长量。这里说的叶片状况是指叶面积比率(LAR)和比叶面积,LAR只为叶面积对植株干物重之比(L/W),即单位于物重的叶面积,SLA为叶面积与叶重之比,用以表示叶厚。相对生长率与净同化率和叶片状况的关系可用下式表达。
RGR=NRA*SLA*LW/W
关系式表明,相对生长率受净同化率、比叶面积、叶重与株重之比的影响。依据此式我们可以探讨支配相对生长率的主要因素,也可以比较各环境因子对生长率的影响状况。
药用植物生长率(cGR)又叫群体生长率。是表示单位时间、单位土地面积上药用植物群体增加的干物重量。以下式表示:
(F为叶面积指数即F=LAI)
上式表明,产量增长速度与NAR和LAI有关。式中的NAR对于某一药用植物(特别是它的某个时期)来讲,变化幅度很小,可视为常数。所以,某一药用植物的生长率随叶面积指数变化而变化,又因LAI随生长进程不断变化,对药用植物有直接意义的是整个生育期间的平均值或积分值。在上式中,如令NAR一定,把LAI用LAI对时间(J)积分代之,则得下式:
式中JF(dJ)称为叶面积持续期(即LA/))。式中NA月对某一药用植物大致为一常数,所以,群体生长率值的大小取决于叶面积持续期长短。即较长时间保持较大的叶面积是获得高额产量的必要条件之一。
依据上述分析式我们可以用来比较不同药用植物或同种植物不同栽培条件下的生育差别。
(二)提高药材产量的途径
1,药用植物产量的源库关系1919年Blackman提出作物产量的限制因子后,许多学者从事有关研究,到1928年Mason等提出了“源库”学说。按着A.R.Rees等(1972)的说法,源是通过光合作用或贮藏物质再利用产生的同化物;而库则是通过呼吸作用或生长消耗利用同化物。
从同化物形成和贮存的角度看,植株同化物的源应当包括制造光合产物的器官——叶片和吸收水与矿物质的根,根还能吸NH,合成氨基酸、吸收CO:形成苹果酸等。植物同化物的库,广义地说,既包括最终贮存同化物的种子、果实、块根、块茎等,又包括正在生长的需要同化物的幼嫩器官,如根、茎、叶、花、果实、种子等。狭义的库,专指的是收获对象。所谓流是指源与库之间同化物的运输能力。源、库、流三类器官的功能并不是截然分开的,有时也可以互相代替。从生产上考虑,首先必须有大的源以供应大的库;其次,库之间的物质分配问题也很重要,这种分配既有竞争关系,也受外界环境及物种的遗传性所限制。
2.提高药材产量的途径
(1)提高源的供给能力 增加药材产量最根本的因素是提高源的供给能力,即多提供光合产物。多提供光合产物的途径有:增力咣合作用的器官、提高光合效率和增加净同化率。具体措施为:
第一,增加光合作用的器官。目前丰产田的光能利用率不超过光合有效辐射能的2一3%,一般只有1%。叶子是利用光能进行光合作用的主要器官,一个植株或一个群体的叶面积大,接受光能就多,物质生产的容量大,反之,物质生产的容量小。所以增加叶面积是提高源的供给能力的最基本的保证。增加叶面积即提高叶面积指数,对一个群体来说,就要增加栽培密度。种植密度加大,叶面积增加快,达到LA,最大值的时间较早。增加栽培密度不是越密越好,因为在一定的范围内,叶面积与产量成正相关关系,超出此范围后,植株过密,叶层(或称冠层)互相遮荫,底层叶片光照强度低,光合生产率下降,有时会饥饿死亡,反到降低叶面积指数。一般茄科、豆科植物LA/大都在3—4之间为最佳,蔓性瓜类爬地栽培LAI只有1.5,很少超过2,而搭架栽培可达4—5以上。
第二,延长叶子寿命。 一个植株叶片寿命的长短与光、温、水、肥等因素有关,一般光照’强、肥水充足,叶色浓绿,叶子寿命就长,光合强度也高,特别是延长最佳叶龄期的时间,光合积累率高。
第三,增加群体的光照强度。 光是植物光合作用的能源,在饱和光照强度内,光照越强,光合积累愈多,对于阴性植物即遮荫栽培植物,或保护地栽培时,都要保证供给的光照强度不低于光饱和点或接近于光饱和点的光照强度,对于露地栽培的药用植物,要保证群体中各叶层接受光照强度总合为最高值。光强在一个群体的不同叶层的垂直分布,与叶面积指数的关系,服从于“比尔—兰伯特”定律。
群体中各叶层接受光照强度的大小,除与种植密度有关外,还与种植方式和管理措施(如行距、行向、间作、混作、修剪、搭架等)有关。
药用植物种类很多,需光特点各异,它们的光合强度,光饱和点和补偿点都不同(表2—-3),光饱和点低的药用植物,是一种能充分利用弱光的特性,可与需光较强的植物搭配种植,这样不仅提高了叶面积指数,而且也提高了喜光植物群体中各叶层的接光强度,而光饱和点低的植物受光又适宜。,
第四,创造适宜药用植物生长发育的温、水、肥条件。 有了充足适宜的光照条件,没有水、肥基础,光合强度也不会提高。因此,适时适量的灌水、追肥也是不可少的措施。
第五,提高净同化率。净同化率也称“净同化生产率”,是指单位叶面积,在—定时期内,由光合作用所形成的:干物质重量。这个重量是除去呼吸作用所消耗的量之后的净重。
在一定时期内的干物产量是叶面积与净同化率的乘积。净同化率提高,干物质增多,产量也随之增加。提高净同化率不外平提高光合强度,延长光合作用时间和降低呼吸消耗。降低呼吸消耗的有效措施是增加昼夜温差,温差大时,白天光合积累多,而夜间呼吸消耗少。增加昼夜温差对于保护地栽培较为容易,对于露地栽培,应从选地、播期、增设保温棚等措施入手。
净同化率的增加幅度,没有增加叶面积效率大,但是,到了生长发育后期,尤其是产品器官的形成期,叶面积的增加已达到——定限度。这个时候,维持——定强度的同化率使净同化率不下降,就成为影响产量的主要因素。
(2)提高库的贮积能力 第一,满足库生长发育的条件。药用植物贮积能力决定于单位面积上产量容器的大小。药用植物不同,贮积的容器也不同。例如,根及根茎类药材产量的容积取决于单位土地面积上根及根茎类的数量和大小的,—亡限值;花类药材产量容器的容积决定于单位土地面积上分枝数目、分枝上花(花头、花序)的数日和小花大小的上限值;种子果实入药药材产量容器的容积决定于单位:土地面积上的穗数、每穗颖花数和籽粒大小的上,限值。这些容器的数目决定于分化期,而容器容积的大小决定于生长、膨大、灌浆期持续的长短和生长、膨大、灌浆的速度。
在自然情况下,植物的源与库的大小和强度是协调的,源大的时候,必然建立相应的库。人为的能动作用在于促进其生长,保证满足植物分化期、生长期、膨大期、灌浆期的温、光、水、肥、气的条件。
第二,调节同化物的分配去向。植物体内同化物分配总的规律是由源到库。但是,由于植物体存在着许多的源库单位,各个源库对同化物的运输分配都有分工,各个源的光合产物主要供应各自的库。对于生产来讲,有些库并非有经济价值,对于这些没有经济价值的库,就应通过栽培措施除掉,使其光合产物集中供应给有经济价值的库。例如,根及根茎类药材,种子库没有用(繁殖用除外)应当摘蕾,以减少营养损耗。例如,人参摘蕾后,参根产量可增加长14—44%;有些植物有无效分枝(蘖),也应及时摘除。调节同化物分配去向,除摘蕾、打顶、修剪外,还可采用代谢调节(提高或降低叶内K/Na比例)、激素调节和环境调节(防止缺水、光暗处理、增加昼夜温差、氮肥调节)等。
(3)缩短流的途径植物同化物由源到库是由流完成的。植物光合产物很多,如果运输分配不利,经济产量也不会高。同化物运输的途径是韧皮部,据报道,小麦穗部同化物的输入量与韧皮部横切面积成正比,可见韧皮部输导组织的发达程度是制约同化物运输的一个重要因素。适宜的温度、光照强度,充足的肥料(尤其是磷的供应)都可促进光合产物的合成和运输,从而提高贮积能力。库与源相对位置的远近也影响运输效率和同化物的分配。通常情况下,库与源相对位置较近,能分配到的同化物就多。因此,很多育种工作者都致力于矮化株型的研究。现代矮化的新良种收获指数已由原来的30%左右提高到50—55%。这与矮化品种同化物分配输送途径短,穗轴横切面韧皮所占面积扩大有关。
四、药材的品质
(一)药材品质的内涵 药材的品质包括内在质量和外观性状两部分。内在质量主要指药用成分或活性成分的多少、有无农药残留等;外观性状是指药材的色泽(整体外观与断面)、质地、大小和形状等。
1.药用成分 药材的功效是由所含的有效成分或叫活性成分所起的作用,没有药用成分也称不上药材。目前已明确的药用成分种类有:糖类、甙类、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、无机成分等。
糖类包括单糖、低聚糖和多糖。其中特殊的单糖、低聚糖和许多多糖具有药理活性。如具免疫促进作用和抗癌作用,有些已做成成药。
甙类是由糖或糖的衍生物与非糖化合物以甙键方式结合而成的一类化合物。在植物体内广泛分布。含此类成分的药材,很多都是具有一定活性的常用药物(苦杏仁、大黄、黄芩、甘草、洋地黄等)。
木脂素又称木脂体,是一类天然的二聚化合物,具有抑制肿瘤作用,是杀虫增效剂。如五味子素、鬼臼毒素、厚朴酚等。
萜类化合物数量很多,已知单萜约450种,倍半萜约1200种,二萜约1000种,具有降压、镇静、抗炎、祛痰、抗菌、抗肿瘤等多种活性。‘
挥发油又称精油,主要分布在松科、柏科、木兰科、伞形科、唇形科、菊科、姜科等十几个科的植物中。具有发汗解表、理气镇痛、芳香开窍、抑菌、镇咳祛痰、矫味等活性。
鞣质又称鞣酸或单宁,是一类结构复杂的酚类化合物,在植物中广泛分布,尤以树皮为多。具有收敛、止血、抗菌作用。
生物碱是一类含氮的碱性化合物,大多数有复杂的环状结构,氮原子多含在环内。生物碱有显著的生物活性,是药材中的重要有效成分之一。如抗菌消炎的小檗碱,平喘的麻黄碱,降压的利血平,抗肿瘤的喜树碱,抗白血病的长春新碱等,目前分离出3000多种。分布在100多科植物中。生物碱的含量一般都较低,大多低于1%(长春花新碱只有百万分之一),金鸡纳生物碱含量高达10—15%。生物碱在植物体内常与有机酸(草酸、枸橼酸、鞣酸)结合成盐类状态存在,有的与糖结合成甙。
多肽、蛋白质等类成分中近年发现了有不少是具有生物活性的。如肽、引产蛋白。酶是具有催化作用的蛋白质。已发现的约有300种。有助消化、化瘀、杀虫、抗炎等功效。
脂类在肌体代谢中有重要意义。医药上多作为赋形剂。有些含油脂的药材具特殊生物活性。,
有机酸虽然广泛分布在植物体中,但含有机酸类生药(药材)多具有抗菌、利胆、升高白血球等作用。
供药用的树脂类不多,如乳香、没药、血竭、安息香等,是活血、散瘀、止痛、芳香、开窍的药物。
药材中所含的药效成分因种类而异,有的含2—3种,有的含多种。有些成分含量虽微,但生物活性很强。含有多种药效成分的药材,其中必有一种起主导作用,其它是辅助作用。
每种药材所含成分的种类及其比例是该种药材特有药理作用的基础,单看药效成分种类不看比例是不行的。因为许多同科同属不同种的药材,它们所含的成分种类一样或相近,只是各类成分比例不同而已。
药材的药效成分种类、比例、含量等都受环境条件的影响,也可说是在特定的气候、土质、生态等环境条件下的代谢(含次生代谢)产物。有些药材的生境独特,我国虽然幅员广大,但完全相同的生境不多,这可能就是药材地道性的成因之一。
在栽培药用植物时,特别是引种栽培时,必须检查分析成品药材与常用药材或地道药材在成分种类上,各类成分含量比例上有无差异。完全吻合才算栽培或引种成功。尚有部分不吻合时,还要进一步改进栽培管理措施,直至吻合为止。
这里顺便提一点,检查分析成分、含量时,提取方法和测试手段必须一致。
2.农药残留物 栽培药材有时使用农药,虽然用药器官禁用,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(如五味子、枸杞子、黄柏、紫草、红花、藏红花等),有些药效成分本身带有一定的色泽特征(如小蘖碱、蒽甙、黄酮甙、花色甙、某些挥发油等)。从此种意义上说,色泽是某些药效成分的外在表现形式或特征。
药材是将栽培或野生药用植物的入药部位加工(干燥)后的产品。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。所以,色泽又是区别药材质量好坏,加工工艺优劣的性状之一。
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、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)、质脆等。坚韧程度、粉质状况如何,是区别等级的高低的特征性状。
药材的大小,通常用直径、长度等表示,绝大多数药材都是个大者为最佳,小者等级低下。个别药材(如平贝母)是有规定标准的,超过规定的平贝母列为二等。分析测定结果表明,超过规定大小的平贝母;其生物碱含量偏低。
药材的形状是传统用药习惯遗留下来的商品性状,如整体的外观形状——块状、球形、仿锤形、心形、肾形、椭圆形、圆柱形、圆锥状等,纹理,有无抽沟、弯曲或卷曲、突起或凹陷等。
用药材大小和形状进行分等,是传统遗留下来的方法。随着药材活性成分的被揭示,测试手段的改进,将药效成分与外观性状结合起来分等分级才更为科学。
(二)影响药材品质的因素 影响药材品质的因素很多,情况也是错综复杂的,这里只谈几个主要的影响因素。
1.药材的种与品种问题 种与品种问题,说到底是遗传因素的问题。
现阶段我国栽培的药材品种约千种,大面积生产的约300余种,其中半数左右是近几十年野生变家种的药用植物。传统栽培的药用植物选育出一些优良品种、品系或类型,如红花、枸杞、地黄、薄荷等。可是由于各地选育工作进度不一,尚有一些地方和单位仍沿用传统品种栽培。享有盛名的宁夏枸杞,以大麻叶品种最佳、果大、肉厚、汁多、味甜,而其它品种远不及大麻叶。可是现阶段宁夏栽培的枸杞中,仍有许多地区不是大麻叶品种。类似情况在红花、当归、地黄、菊花、人参等药材中都存在,致使这些地区或单位的此类药材品质仍停留在原有的水平上。
有些药材(如黄芪、白头翁、王不留行、独活等)由于产区广泛,地区用语及使用习惯的不同,把同科属不同种植物的入药部位当作一种药材使用,临床应用久远,功效相似,药典已收载准用,近年分析比较,它们的质地、含量、产量等性状也有优劣之差。所以,药材的商品质量差异较大。这些性状的差异,许多都是遗传基因所致。如蒙古黄芪CAstragalusmembranaceusBge.var.mongholicus(Bge.)Hsia03的茎直立性差,根部粉性大;而膜荚黄芪(A.membranaceus(Fisch.)Bge.)茎挺直,根部粉性小。值得注意的是白头翁、独活、王不留行、贯众、石斛等药材,查其全国各地的植物来源,都在10种以上,贯众多达30余种,有的甚至是不同科的植物,严重到以假乱真的地步。
这里说明一点,从植物化学分类角度看,同科不同属植物,特别是同科属不同种植物,虽然形态上有差异,但化学成分及其含量相同或相近的植物是有的,这些植物只要临床应用功效一样或相似,即不影响药材品质,应作特例处理。
再者药材的经济性状在遗传上都是数量性状,容易受环境条件的影响。当环境条件发生改变,就有可能引起一定性状的分离,甚至引起基因突变,不同程度地出现品质变劣的情况也是常有的。
2.气候生态因素的影响 药用植物药效成分的积累、产品的整体形状、色泽等受地理、季节、温光等因素的影响,出现的差异也是很大的。
山莨菪中的山莨菪碱的含量,在一定海拔高度内,有随生长地海拔高度升高而增加的趋势。据报道:在海拔2400m时含量为0.109%,海拔2800m时为0.196%。从纬度看,我国药用植物中挥发油含量,越向南越高,而生物碱、蛋白质越向北含量越高。由于我国各地的经纬度不同,海拔高度不同,地形等的差异。省内地区间气候差异也较大,所以,省内不同地区间药材有效成分含量也会有差异。如同一时期采收的兴安杜鹃,黑龙江五常县的挥发油含量为2.1%,穆林县的为0.3%;就所含的杜鹃素而言,产于乌敏河的为6.0%,产于牡丹江的为2.88%。
光照充足可使某些药材药效成分含量增加。如薄荷中挥发油含量及油中薄荷脑含量均随光照强度增强而提高,晴天比阴天含量高;人参中皂甙含量也随光照强度提高而增加;芸香愈伤组织中,甲基正庚基甲酮类成分和甲基正壬基甲酮类成分含量,有光培养物高于无光培养物。
至于生长季节不同,引起含量差异的事例更多。如灰色糖芥的强心甙含量:莲座叶丛期为1.17%,孕蕾期1.82%,初花期2.15%,盛花期2.31%,种子形成期为1.99%;细辛活性成分花期最高;金银花蕾期最高;人参待枯萎期皂甙含量最高;蛔蒿中山道年含量,是以花蕾变黄时最高等。
根及根茎类药材的形状,受土壤深层地温的影响,砂性土壤深层地温高,表层干燥,所以黄芪根入土深,表层支根少而细,其产品多为鞭杆芪;而粘壤通透性差,深层地温低,黄芪根入土浅,支根多而粗,产品称鸡爪芪。人参根也有类似情况,砂性床土或深翻地高做床的条件下,床土底层温度高,长出的参根主体长而粗,支根少而细,适合加工优质参。
3.栽培与加工技术的影响 栽培与加工技术的优劣对药材质量影响很大。就栽培技术而论,选择的品种优劣,不仅关系到质量,也影响产量(详细内容见品种问题);选地整地是否符合药用植物生长发育或代谢要求,直接关系到生长与代谢,不仅影响产量,也影响有效成分含量与产品形状;播期的早晚关系到各生育时期出现的早晚和时间的长短,特别是产品形成期的气候因子适宜与否对产品的产量、形状、质地、有效成分含量的影响很大;当然,施肥、灌水、生长调节等措施影响的大小也是因品种而异的;栽培措施中,收获期的早晚对产品品质的影响更直接,更明显(特别是花类药材)。红花是花冠入药,商品上以花色鲜红,有油性为佳晶,采收偏早,花色干后黄而不鲜红,降低品质,采收偏晚,阴干后紫红或暗红色,且无油性。番红花柱头入药,采收早了柱头呈黄白色,采收晚了柱头上粘满花粉,干后色泽发黄,另外,采回后的花朵不及时摘下柱头,其产品发暗且无油性;金银花只有在花蕾膨大呈现青白或白色时,其质量最佳。花蕾刚开放时采收,不仅药效成分含量降低,而且折干率也显著下降。
加工技术的优劣直接关系到产品的内在质量与外在质量。例如,含挥发性成分药材,采收后不能在强光下晒干,必须阴干。当归晒干、阴干的产品色泽、气味、油性等性状均不如熏干的好。玄参烘干过程中必须保持一定的湿度,并要取下堆放发汗,使根内部变黑,待内部水分渗透出来后,才能再烘干,否则商品断面不是黑色。烘考温度对产品药效的影响很大,烘烤红参以55—75℃为好,温度过高,虽然干燥速度快,但挥发油含量降低,产品油性小,折干率也低。蒸参、烘参温度超过110℃,皂甙含量也低。而且干燥的人参易出空心或被烤焦。贝母、元胡、枸杞子烘干温度高易出现柔粒,贝母的色泽发黄等。总之,加工工艺的优劣,直接关系到药材商品的质量好坏,不可粗心大意。
(三)提高药材品质的途径
1.重视药材品种的选育工作 提高药材品质的根本办法是进行品种选育,特别是品质育种。在作物、蔬菜、果树等方面的品质育种工作已取得了很大的成效,这些经验很值得我们学习。
药材品种的选育工作,要因品种而异。对栽培历史较久,用量较大,品种资源丰富的那些药材,应把品种选育和良种推广工作结合起来,品种选育应侧重品质育种。据报告,许多药用植物个体间成分含量差异较大,如一年生毛花洋地黄中,毛花洋地黄甙丙的含量高低相差10倍(由0.03%到0.3%)。又如蛔蒿中山道年的含量·,株间个体差异在2.7%到4.7%间,所以,品质选育的潜力很大。品质选育工作,除了采用常规手段外,还应借助组织培养手段,培育高含量水平的药材品种。目前报道组织培养物药效成分含量高的药用植物有人参、三七、长春花、海巴戟等,人参、天然参根含皂甙为3—6%,培养物含皂甙21.1%;天然三七中人参皂甙元含量为6%左右,其培养物含量在10%以上;天然长春花含阿马碱为0.3%,培.养物为1.0%;天然海巴戟中的蒽醌含量为2.2%,培养物中的含量为18.0%;紫草培养物中的紫草宁含量比天然紫草高7倍。
有些药用植物,特别是许多多年生药用植物,应把良种提纯复壮与新品种选育结合起来,当前应适当侧重良种的提纯复壮。
许多野生变家种的药用植物,应广泛收集品种资源,从中选优繁育推广,或为进一步纯化引变育种创造条件。
2.完善栽培技术措施
(1)采用合理的种植方式建立合理的轮作、套种、间种等种植方式,可以消除土壤中有毒物质和病虫杂草的危害,改善土壤结构,提高土地肥力和光能利用率,达到优质高产的目的。
药用植物种类很多,不同植物因产品器官及其内含物的化学成分组成的不同,从土壤中吸收的营养元素也有很大差异。有些植物则因根系入土深度不同,它们从土壤不同层次吸取营养。如豆科植物对ca、P需要量大,而根及根茎类药材吸收K较多。叶类药材、全草入药的药材需N素较多。贝母只能吸收土壤表层营养,而红花、黄芪等则可吸收深层营养元素。把它们搭配起来,合理地轮作、套种或间作,既可合理利用土地,又能达到优质高产的目的。
药用植物中有许多是早春植物,生育期很短,还有些是喜阴植物或耐阴植物,在荫蔽环境中生长良好,这些药用植物还可以与作物、果树等间种,套种,并可收到同样的效果。
(2)采用合理的栽培技术在植物生长发育过程中,采用合理的栽培措施都能提高药用植物的产量和品质,尤以播期、密度、施肥、灌水、喷施生长调节剂、采收时期等措施影响较大。
红花对播期敏感,春播地方应尽力早播,早播红花生长发育健壮,病害少,产花产籽量均高,质量较好。秋播地区则应适时晚播。否则提早抽薹影响安全越冬,薏苡播种早了易粉种,黑粉病增多。当归伏播早了抽薹率高。天麻、贝母、细辛种子播种晚了种子就失去生命力。平贝母适当密植产量最高。当归育苗以均匀的撒播为最好。多数药材密植后,因通风透光不良易感染病害;人参、黄芪密度过大易贪秧。增施氮肥能提高生物碱类药材的成分含量。根及,很茎类药材适当增施P,K肥,不仅产量高,而且内含物中的淀粉和糖类的含量增加。采收期必须适时,要因地区、品种、气候而异。
对于野生变家种的药材,要逐步完善栽培技术。
总之,药材的优质高产,不是单一措施所能奏效的,是综合运筹各项农业技术措施的结果。
3.改进与完善加工工艺和技术 目前多数药材的加工尚停留在传统加工工艺和手段上,传统加工工艺绝大多数是科学的,在当时也是先进的。随着科学的发展,技术的进步、需要我们进一步完善加工工艺艺,在保证加工质量的基础上,不断提高药材加工机械化、自动化的能力。像人参加工那样,建成许许多多的加工基地,以确保加工业尽快走上科学化、规范化的轨道。加工出更多,质量更好的药材。
第三章药用植物栽培技术基础第一节栽培制度一、栽培制度的内函栽培制度是各种栽培植物在农田上的部署和相互结合方式的总称。它是某单位或某地区的所有栽培植物在该地空间上和时间上的配置(布局),以及配置这些植物所采用的单作或间作、套作、轮作、再生作、复种等种植方式所组成的一套种植体系。
由于我国幅员辽阔,气候、土壤、生态条件等都很复杂,加上栽培植物种类、品种繁多,各地的栽培制度差异很大。
栽培制度是发展农业生产带有全局性的措施。它受当地自然条件的限制,又受社会经济条件和科学技术水平的制约,并随其发展而相应的变化。合理的栽培制度既能充分利用自然资源和社会资源,又能保护资源,保持农业生态系统平衡,达到全面持续增产,提高劳动生产率和经济效益,并促进农、林、牧、副、渔各业全面发展。
二、栽培植物的布局栽培植物布局指的是一个单位或地区种植植物的种类、面积及其配置。
合理的布局必须遵循以下原则,
第一,正确贯彻“决不放松粮食生产,积极发展多种经营”的方针。任何单位或地区都必须根据国家计划,结合当地的具体条件,确定种植植物的面积比例。处理好粮食生产与多种经营的关系,既要使粮食生产得到切实保证,又要发展经济植物,发展林、牧、副、渔业,做到统筹兼顾,密切配合,全面发展。
第二,根据栽培植物的特性,因地因时种植,发挥自然优势。各种植物在系统发育过程中,都形成了对一定的自然生态条件的适应性。在其适应的生态条件范围内,才能生存或良好发育。由于我国各地热量条件、生育期等的差异,自然植物(包括栽培植物)的分布,从纬度、经度、海拔高度上都有一定的规律。因此,一个单位栽培的植物种类,都必须具有适应该区自然生态条件的特性,在此基础上,再根据植物对温、光、水、肥等的要求和不同地段特点,把各种植物种在最适宜的自然环境中,发挥自然优势,获得优质高产的效果。
第三,种植的种类、品种,熟制和面积等都必须适应当地生产条件。一个单位或地区的财力、劳力、畜力、动力、水力、肥力等因素都是有限度的。在此限度范围内,通过合理安排和品种的巧搭配,可以错开季节,调节忙闲,合理利用人、财、物力,不违农时,保证达到优质高产。
第四,坚持开发与保护相结合,保持农业生态平衡。农田的用地必须考虑土壤养分的收入和支出,建立相应措施力求达到平衡;水源的积蓄与利用要统一;农田的开发与生态保护要并重。只有建立并保持良好的农业生态条件,才能保证全面持续的增产,达到农、林、牧、副、渔各业全面发展。
三、复种
(一)复种的概念和意义 复种是指在一年内,在同一土地上种收两季或多季植物的种植方式。
复种的类型因分法不同而异。按年和收获次数分有:一年一熟、一年二熟、一年三熟、一年四熟、二年三熟、二年五熟或七熟;按植物类别和水旱方式分有:水田复种、旱地复种、粮食复种、粮肥复种、粮药复种等;按复种方式分有接作复种、套作复种、间、套作复种等。
复种是我国精耕细作集约栽培的传统经验。我国是个人多地少的国家,人们生活和社会发展需要数量大和种类多的种植业产品,复种能使我们在有限的土地上,充分利用自然资源,生产品种多、数量大的农产品,是解决粮食作物和其它作物争地矛盾的有效措施。复种延长了地面覆盖的时间,从而降低了地面的径流量,有利于水土保持。此外,复种还能恢复和提高地力,提高单位面积的产量。所以,建国以来全国开展了以扩大复种面积为中心的种植制度的改革。各地都总结出多种植物搭配形式,多次复种,多种类型复种的经验。
衡量大面积复种程度高低,通常采用复种指数表示。复种指数是以全年播种总面积占耕地总面积的百分数来表示。
目前全国复种指数由1952年的13.09%上升到1978年的151%。其中长江以南多数省分复种指数为230%左右,西南地区及长江以北,淮河秦岭白龙江以南均在150—170%之间,长城以南淮河秦岭白龙江以北的华北各省(除山西省外)多数也在140%以上。
(二)复种的条件 一个地区能否复种和复种程度的大小,是有条件的。超越条件的复种不但不能增产,相反还会减产。影响复种的自然条件主要是热量和降水量,生产条件主要是水利、肥料和人畜动力等。
1.热量条件 热量资源是确定能否复种和复种程度大小的基本条件之一。热能资源一般以积温表示。积温有≥0℃以上的积温,有≥10℃以上的积温(夏收作物为≥0℃以上的积温,秋收作物为≥10℃以上的积温)。安排复种时,既要掌握当地气温变化和全年≥0℃、≥10℃以上的积温状况;又要了解各种植物对平均温度和积温的要求。各种植物所要求的积温有很大差别,按≥10C以上活动积温分,可分为三类:喜凉植物要求J000—2000~C,如胡麻、荞麦、蚕豆、燕麦、油菜等;中温作物要求2000—3000℃,如早芝麻、黑豆、甜菜、高粱等;喜温作物要求3000℃以上,如芝麻、丝瓜、南瓜、郁金等。一般情况下,各地的积温变化较小,≥iO~C以上的积温小于35000C的地方,基本上为一年一熟;3500—5000℃的地方,一年可两熟;5000—6000~C的地方,一年可三熟;~6500~C的地方,一年可三至四熟。
有人以≥IO~C的生长期天数长短分,100—160天生长期的地方,是典型的一年一熟地区;生长期160—220天,是二年三熟及一年两熟地区;生长期220—240天,普遍为一年二熟区;生长期240—300天,则是一年二熟到三熟区;生长期300—360天,为一年三熟区;生育期为350—365天,为一年三至四熟区。
2.水分条件 在热量允许的前提下,水分资源状况也是影响复种的因素之一。水分条件包括降水、灌溉和地下水。年降水量在我国是划分农牧区的标准,年水量小于400mm的地方为牧区,大于400mm的地区为主农区。降水量不仅要看年降水总量,而且还要看月分布量是否合理,如过分集中,必然出现季节性干旱,复种就要受到限制,特别是复种水生植物。如双季稻需水750—900m‘/亩,在秋旱较为严重的地方,不能种植双季稻,只能改为稻麦两熟,或旱作植物套种三熟。此类地区如地下水丰富,搞好水利灌溉,还可种双季稻。
3.肥料与复种 肥料是限制复种指数和复种方式的条件之一。在田间栽培植物时,绝大多数植物都消耗地力。为保证复种有良好收成,或保持地力平衡,除安排必要的养地作物外,还必须扩大肥源,增施肥料,否则会造成土壤肥力降低,多种不多收。
4.劳、畜力、机械与复种 发展多熟复种,还必须与当地生产条件、社会经济条件相适应。复种是人们充分利用自然资源提高单位面积上的产量,增加收入的种植方式,特别是在一年一熟至两熟或两熟至三熟交错地带,时间衔接较紧。每次工作必须及时完成,特别是“抢收”抢种”,有无充足劳畜力和机械化条件,也是事关成败的重要因素。所以,自然条件相同时,当地的生产条件,社会经济条件的承受力则是决定复种的重要依据。
5.技术条件 除了上述自然、经济条件外,还必须有一套相适应的耕作栽培技术,以克服季节与劳力的矛盾,平衡各作物间热能、水分、肥料等的关系,如植物品种的组合,前后茬的搭配,种植方式(套种、育苗移栽),促进早熟措施(免耕播栽、地膜覆盖、密植打顶、使用催熟剂)等。
(三)复种的主要方式 单独药用植物复种的方式少见,一般都结合粮食作物、蔬菜等复种进行,把待种药用植物作为一种作物搭配在复种组合之内。作物的复种方式见图
3——l、3——2。
四、单作与间、混、套作
(一)概念
1.单作 在一块田地上,一个完整的生育期间只种一种植物,称为单作,也称“净种”或“清种”。人参、西洋参、牛膝、当归、郁金、云木香、水稻、小麦、油菜等单作居多。
2.间作 是指在同一块土地上,同时或同季节成行或成带状(若干行)间隔地种植两种或两种以上的生育季节相近的植物。通常把多行成带状间隔种植的称为带状间作。带状间作利于田间作业,提高劳动生产率,同时也便于发挥不同植物各自的增产效能和分带轮作。
3.混作是指在同一块田地上,同时或同季节将两种或两种以上生育季节相近的植物,按一定比例混合撒播或同行混播种植的方式。混作与间作都是由两种或两种以上生育季节相近的植物在田间构成复合群体,提高田间密度,充分利用空间,增加光能和土地利用率。两者只是配置形式不同,间作利用行间,混作利用株间。在生产上有时把间作和混作结合起来。如玉米间大豆,玉米混小豆;玉米混大豆(小豆),间种贝母;果树间小葱,果树混福寿草(或漏斗菜);山茱萸间豌豆(蚕豆),山茱萸混黄芩等。
4.套作是指在同一块田地上,不门季节播种或移栽两种或两种以上生育季节不同的植物。也可说是在前茬植物生育后期,在其行间播种或移栽后作植物的种植方式。它是把两种生育季节不同的植物一前一后结合起来,充分利用时间和空间,使田间在全部生长季节内,始终保持一定的叶面积指数,充分利用植物生育前期和后期的光能,提高土地利用率的一种有效的种植方式,它是一种充分利用季节进行复种的形式。
(二)间、混、套作的技术原理 间、混、套作是在人为调节下,充分利用不同植物间某些互利关系,减少竞争,组成合理的复合群体结构,使复合群体既有较大的叶面积,延长光能利用时间或提高群体的光合效率,又有良好的通风透光条件和多种抗逆性,以便更好地适应不良的环境条件,充分利用光能和地力,保证稳产增收。如果选择植物种类不当,套作时间过长,几种植物搭配比例和行株距不适宜,即不合理的间、混、套作,都会增加植物间的竞争而导致减产。间、混、套作的技术原理归纳如下。
1.选择适宜的植物种类和品种搭配药用植物、蔬菜、作物等都具有不同形态特征,生态生理特性,将它们间、混、套作在一起构成复合群体时,使它们各自互利,减少竞争,就必须;选择适宜的植物种类和品种搭配。考虑品种搭配时,在株型方面要选择高秆与矮秆,垂直叶;与水平叶,圆叶与尖叶,深根与浅根植物搭配。在适应性方面,要选择喜光与耐荫,喜温与喜凉,耗氮与固氮等植物搭配。根系分泌物要互利无害。注意相关效应或异株克生现象。在晶种熟期上,间、套作中的主作物生育期可长些,副作物生育期要短些;在混作中生育期要求要一致。总之,注意选择具有互相促进而较少抑制的植物或品种搭配,这是间、混、套作成败的关键之一。
2.建立合理的密度和田间结构密度和田间结构是解决间、混、套作中植物间一系列矛盾,使复合群体发挥增产潜力的关键措施。间、混、套作时,其植物要有主副之分,既要处理好同一植物个体间的矛盾,又要处理好各间混套作植物间的矛盾,以减少植物间、个体间的竞争。就其密度而言,通常情况下主要植物应占较大的比例,其密度可接近单作时密度,副作物占较小比例,密度小于单作,总的密度要适当,既要通风透光良好,又要尽可能提高叶面积指数。副作植物为套作前作时,一般要为后擂主作植物留好空行,共生期愈长,空行要多,土地利用率控制在单作的70%以下;后播主作植物单独生长盛期的土地利用率应与单作相近。在间作中,主作植物应占有较大的播种面积和更大的利用空间,在早熟的副作植物收获后,也可占有全田空间。高矮秆植物间作时,注意调整好两种植物的高度差与行比。调整的原则是高要窄,矮要宽,即高秆植物行数少,矮秆植物行数要多一些,要使矮植物行的总宽度大致等于高秆植物的株高为宜。间、套作行向,对矮秆植物来说,东西行向比南北行向接受日光的时间要多得多。
3。采用相应的栽培管理措施在间、混、套作情况下,虽然合理安排了田间结构,但仍有争光、争肥、争水的矛盾。为确保丰收,必须提供充足的水分和养分,使间、混、套作植物平衡生长。通常情况下,必须实行精耕细作,因植物、地块增施肥料和合理灌水;因作物品种特性和种植方式调整好播期,搞好间苗定苗,中耕除草等共生期的管理。更要区别植物的不同要求,分别进行追肥与田间管理,这样才能保证间、混、套作植物都丰收。
(三)间混套作类型
1.间混作类型间、混作是我国精耕细作的组成部分,早在2000多年前就有瓜与韭或小豆间作,桑与黍混作的记载。如今全国各地都有本地的间、混、套作经验。间、混作类型很多,除常规的作物、蔬菜间、混作类型外,还有粮药、菜药、果药、林药间、混作类型。·粮药、菜药间、混作中,一类是在作物、蔬菜间、混作中引入药用植物,如玉米+麦冬(芝麻、桔梗、山药、细辛、贝母、川乌、川芎)。一类是在药用植物的间、混作中引入作物和蔬菜,如芍药(牡丹、山茱萸、枸杞)牛豌豆(大豆、小豆、大蒜、波菜,莴苣、芝麻),Jl(乌牛菠菜,杜仲(黄柏、厚朴、诃子、喜树、檀香、儿茶、安息香)+大豆(马铃薯,甘薯),巴戟天+山芋(山姜、花生、木薯)等。
果药间作,幼龄果树行间可间种红花、王不留行、菘蓝、地黄、防风、苍术、穿心莲、知母、百合、长春花等;成龄果树内可间种喜阴矮秆药用植物,如细辛、福寿草、漏斗菜等。林药间作,人工营造林幼树阶段可间、混种龙胆、桔梗、柴胡、防风、穿心莲、苍术、补骨脂、地黄、当归、北沙参、藿香等,人工营造林成树阶段(天然次生林),可间、混种人参、西洋参、黄连、三七、细辛、天南星、淫洋藿、刺五加、石斛、砂仁、草果、豆蔻、天麻等。
2.套作类型 以棉为主的套作区,可用红花、芥子、王不留行、莨菪等代替小麦。以玉米为主的套作,有玉米套郁金,川乌套种玉米。
五、轮作与连作
(一)概念 轮作是指在同一块田地上,按照一定的植物或不同复种方式的顺序,轮换种植植物的栽培方式。前者称植物轮作,后者又叫复种轮作。我国实行计划经济管理,各地区种植种类和面积相对稳定。要确保植物种类和面积的稳定,就必须有计划地进行轮作,即在时间上(年份上)和空间上(田地上)安排好各种植物的轮换。单一植物轮作容易安排;复种轮作时,要按复种中的植物种类和轮作周期的年数划分好地块。通常轮作区数(各区面积大小相近)与轮作周期年数相等,这样才能逐年换地,循环更替,周而复始的正常轮作。
连作是指在同一块田地上重复种植同种植物或同一复种方式连年种植的栽培方式。前者又叫植物连作或单一连作,后者又叫复种连作。复种连作与单一连作也有不同。复种连作在一年之内的不同季节仍有不同植物进行轮换,只是不同年分同一季节栽培植物年年相同,而且它的前后作植物及栽培耕作等也相同。
(二)轮作增产与连作减产的原因 许多药用植物,特别是多年生药用植物连作时,生长发育不良,产量大幅度下降,品质也低下。如红花、薏苡、玄参、北沙参、川乌、白术、天麻、当归、大黄、黄连、三七、人参等。连作生育不良,产量下降的主要原因:第一,植物生长发育全程或某个生育时期所需的养分不足或肥料元素的比例不适宜。由于每个田块都有一定的肥力基础,栽培某种植物后,原有的肥力数量减少,各营养元素之间的比例也发生改变,特别是该植物所需的营养元素种类和数量大幅度减少。在此种情况下,连续种植该植物时,地块中的营养供不应求,其结果势必限制生长发育,引起产量大幅度下降。第二,病菌害虫侵染源增多,发病率、受害率加重。一地种植某种植物,被病菌害虫侵染后,植物残体和土壤中存留了许多病菌害虫侵染源,连作时,这些病菌害虫又遇到适宜寄主,容易连续侵染危害,故发病率,高。又因连作时植物抗病力差,所以受害率高。第三,土壤中该种植物自身代谢产物增多,土壤pu值等理化性状变差,施肥效果降低。第四,伴生杂草增多。总之,连作弊病较多,所以,生产上都采用轮作制。
轮作增产是世界各国的共同经验。其增产原因之一,能充分利用土壤营养元素,提高肥效。一个田块栽培某种植物后,其营养元素总量及其比例必然发生改变,依据改变后地块肥力状况,搭配相适应植物,就可少施肥、少投入,使其良好生育。如豆类对钙、磷和氮吸收较多,且能增加土壤中氮素含量。而根及根茎类入药的药用植物,需钾较多,叶及全草入药的药用植物,需氮、磷较多,豆类、十字花科及荞麦等植物利用土壤中难溶性磷的能力较强。黄芪、甘草、红花、薏苡、山茱萸、枸杞等药用植物根系入土较深;而贝母、半夏、延胡索、孩儿参、漏斗菜等入土较浅。将这些不同植物搭配轮作,容易维持土壤肥力均衡,做到用养结合,充分发挥土壤潜力。增产原因之二是减少病虫害,克服自身排泄物的不利影响。如人参黑斑病、菌核病,薏苡黑粉病,红花炭疽病,黄芪食心虫,大黄根腐病,罗汉果根节线虫等,对寄主都有一定的选择性,它们在土壤中存活都有一定年限。有些专食性或寡食性害虫,在轮作年限长的情况下,很难大量滋生危害。因此,用抗病植物和非寄主植物与容易感染这些病虫害的植物实行定期轮作,就可收到消灭或减少这些病虫害发生危害的效果。药用植物中,类似大蒜、洋葱、黄连等根系分泌物有一定抑菌作用;诸如细辛、续随子、桉树等有驱虫作用,把它们放在易感病、遭虫害的药用植物的前作,就可收到避免病虫发生危害的效果。轮作增产原因之三是改变田间生态条件,减少杂草危害。
这里需要说明一点,有少数作物和药用植物是耐连作的,如水稻、莲、洋葱、大麻、平贝母等。
(三)药用植物轮作应注意的问题 作物、蔬菜轮作在全国各地都有成功的经验,这里不一一介绍。这里提几点安排药用植物轮作应注意的问题。
1.叶类、全草类药用植物,如菘蓝、毛花洋地黄、穿心莲、薄荷、细辛、长春花、颠茄、荆芥、紫苏、泽兰等,要求土壤肥沃,需氮肥较多,应选豆科或蔬菜作前作。
2.用小粒种子进行繁殖的药用植物,如桔梗、柴胡、党参、香薷、藿香、穿心莲、芝麻、紫苏、牛膝、白术等,播种覆土浅,易受草荒危害,应选豆茬或收获期较早的中耕作物作前茬。
3.有些药用植物与作物、蔬菜等都属于某些病害的寄主范围或是某些害虫的同类取食植物,安排轮作时,必须错开此类茬口。如地黄与大豆、花生有相同的胞囊线虫,枸杞与马铃薯有相同的疫病,红花、菊花、水飞蓟、牛蒡、双花等易受蚜虫危害,安排茬口时要特别注意。
4.有些药用植物生长年限长,轮作周期长,可单独安排它的轮作顺序:如人参需轮作10年左右、黄连需轮作?年、大黄需轮作5年。
第二节土壤耕作一、药用植物对土壤的要求药用植物所需的水分、养料、空气、温度等因素,有的直接靠土壤供给,有的受土壤所制约,两者关系十分复杂而密切。药用植物对土壤总的要求是:要具有适宜的土壤肥力,经常不断地提供足够的水分、养料、空气和适宜的温度,并能满足药用植物在不同生长发育阶段对土壤的要求。栽培药用植物理想的土壤应当是:第一,有一个深厚的土层和耕层,整个土层最好深达1m以上,耕层至少在25cm以上,使肥、水、气、热等因素有一个保蓄的地下空间,使药用植物根系有适当伸展和活动的场所。第二,耕层土壤松紧适宜,并相对稳定,保证水、肥、气、热等肥力因素能同时存在,并源源不断供给植物吸收利用。第三,土壤质地砂粘适中,含有较多的有机质,具有良好的团粒结构或团聚体。第四,土壤的pH值适度,地下水位适宜,土壤中不含有过多的重金属和其它有毒物质。
土壤是药用植物生长发育的场所,研究土壤在生产中的变化,如何采用耕作措施调节其变化,使之符合植物生长发育要求,是种植业的重要生产环节之一。已经耕作的土壤,既是历史自然体,又是人类劳动的产物。在栽培生产过程中,太阳辐射、自然降水、风、温等气候条件,经常对土壤发生影响,人类的农业生产活动对土壤的影响更起到决定性作用。
通常情况下,栽培植物和杂草总是要从土壤中吸收大量水分和养料;根系深入土层会对土壤发生理化、生物等作用;病虫杂草不断感染耕层;人类的施肥、耕作、灌溉、排水等作业本身,既有调节、补充土壤中水、肥、气、热因素的一面,又有破坏表土结构,压实耕层的一面。所有这些影响都在年复一年的演变着,纵观演变的结果——经过一季或一年生产活动之后,耕层土壤总是由松变紧,有机质减少,孔隙度越来越小。基于上述原因,在药用植物生产过程中,根据不同植物特点,当地气候、土壤的实际情况,进行正确的土壤耕作,就成为必不可少的生产环节。
二、土壤耕作的基本任务土壤耕作是在种植业的生产过程中,通过农具的物理机械作用,改善土壤耕层构造和地面状况,协调土壤中水、肥、气、热等因素,为栽培植物播种出苗、根系生育、丰产丰收所采取的多种改善土壤环境的技术措施。它包括耕翻、耙地、耢地、镇压、起垅、作畦、中耕等。
土壤耕作的任务可归纳为以下几点:
(一)适当加深耕层,改变耕层土壤的固相、液相、气相比例,调节土壤中水、肥、气、热等因素存在状况 上面提到过,耕地经过一季或一年生产活动后,耕层土壤总是由松变紧,有机质减少,孔隙度变小,进而影响后作植物的生长与产量。耕作的任务之一就是使这些业已紧实的耕层疏松,增加土壤总孔隙和毛管孔隙,从而增加土壤的透水性、通气性和容水量,提高土壤温度,促进微生物活动,加速有机质分解,增加土壤中有效养分含量,为药用植物种子萌发、秧苗移植和植株生育创造适宜的耕层状态。
(二)保持耕层的团粒结构 在药用植物生产过程中,由于自然降水、灌水、有机质的分解,人、畜、机械力等因素的影响,耕层上层0一lOcm的土壤结构受到破坏,逐渐变为紧实无结构状态。但是由于根系活动和微生物作用,结构性能逐渐恢复,土壤下层受破坏轻,结构性能恢复好。通过耕翻等措施,调换上下层位置,可使受到破坏的土壤结构得以恢复。
(三)创造肥土相融的耕层 土壤栽培药用植物之后,地力会逐渐下降。为防止地力下降,人们常常往田内补施各种肥料。而增施的肥料是靠正确的耕作措施翻压、混拌于耕层之中,促进分解,减少损失,使土肥相融,增进肥效。
(四)粉碎、清除或混拌根槎和杂草残体 掩埋带菌体及害虫,减轻病虫危害。
(五)创立适合药用植物生长发育的地表状态 如平作,起垅,畦作等。
上述土壤耕作任务的完成,必须有相应的农具作保证,通过农具对耕层和地面的翻、松、碎、混、压、平等措施的实施来完成。
三、耕作的时间与方法药材用地耕作的时间与方法要依据各地的气候和栽培植物特性来确定。
(一)翻地
1.深耕药材用地总的说来都要求深耕,许多丰产经验表明深耕与丰产有密切关系。我国农民对加深耕层一向极为重视,并积累了丰富的经验,如“深耕细耙,旱涝不怕”,“耕地深一寸,强如施遍粪”等农谚,都反映了农民群众对深耕增产作用早有深刻的认识。
深耕增产并不是越深越好,实践证明在0—50cm范围内,作物产量随深度的增加而有不同程度的提高。超过这一范围,增产、平产、减产均有,而动力或劳力消耗则成几倍地增加。就一般药用植物根系的分布来说,50%的根量集中在0—20cra范围内,80%的根量都集中在0—50cm范围内。这种现象可能与土壤空气中氧的含量由上而下逐渐减少,生育季节深层地温偏低有关。因为达到一定深度后,氧的含量少,温度低,有效养分缺乏,不利于根系的生长。深耕的深度因植物而异,如黄芪、甘草、牛膝、山药应超过一般耕翻深度,而平贝母、川贝母、半夏、漏斗菜、黄连等应低于一般深度。其它药用植物与一般作物耕地相近。·
采用一般农具耕翻地,深度多在16—22cm,用机引有壁犁翻地,深度可达20—25cm,用松土铲进行深松土,深度可达30—35cra。
深耕时应注意以下几点:
第一,不要一次把大量生土翻上来。因为底层生土有机质缺乏,养分少,物理性状差,有的还含有亚氧化物,翻上来对植物生长不利。一般要求熟土在上,不乱土层。机耕应逐年加深耕层,每年加深2—3cm为宜。有的地方是头年先深松,次年再深翻。
第二,深耕应与施月巴和土壤改良结合起来。为着药材的优质高产和稳产,人们常常向田地补施各种胛料,为着提高肥效,使肥土相融,最好把施肥与深翻结合起来。另外翻沙压淤或翻淤压沙渗沙等改良土壤措施和深翻结合进行,省工省力,效果还好。
第三,要注意耕性,不能湿耕,也不能干耕。要适合墒情耕作,尽量减少机车作业次数。
第四,利于水土保持工作。药材用地多为坡地、荒地,坡地应横坡耕作,这样可以减缓径流速度,防止水土流失。
应当指出,深耕的良好作用不仅是当年有效,通常还可延续1年,深度达20—30cm,并结合施入基肥的地块,后效有2—3年。因此,深耕并不需要逐地逐年进行。深耕应视茬口情况而定,一般高粱、薏苡、麦田、黍、稷等茬口应深耕。
2.翻地时期 全田耕翻要在前作收获后才能进行,其时间因地而异。我国东北、华北、西北等地,冬季寒冷,翻耕土地多在春、秋两季进行,即春耕或秋耕;长江以南各地,冬季温暖,许多药材长年均可栽培,一般是随收随耕,多数进行冬耕。
秋耕可使土壤经过冬季冰冻,质地疏松,既能增加土壤的吸水力,又能消灭土壤中的病源和虫源,还能提高春季土壤温度。北方秋耕多在植物收获后,土壤结冻前进行。各地经验认为,植物收获后尽快翻地利于积蓄秋墒,防止春旱。华北有个谚语,“白露耕地一碗油,秋分耕地半碗油,寒露耕地白打牛”。这说明秋耕时间早晚的效果差别很大。
北方的春耕是给已秋耕的地块耙地、镇压保墒和给未秋耕的地块补耕,为春播和秧苗定植作好准备。三北(东北、华北、西北)地区十年九春旱,为防止跑墒,上年秋翻的地块,多在土壤解冻5cm左右时,开始耙地。对于那些因前作收获太晚或因其它原因(畜力、动力不足、土地低洼积水、不宜秋耕等)没能秋耕的地块,第二年必须抓住时机适时早耕翻,早耕温度低,湿度大,易于保墒。适当浅耕(16—20cm),力争随耕随耙,必要时再进行耙耢和镇压作业,以减少对春播植物的影响。
南方冬耕也要求前作收获后及时耕翻,翻埋稻茬(桩),浸泡半月至一月,临冬前再犁耙一次,耙后直接越冬或蓄水越冬。
(二)表土耕作 表土耕作包括耙地、耢地、镇压、起垅、开沟,作畦等作业。通常人们把翻地称为基本耕作,表土耕作看作是配合基本耕作的辅助性措施。表土耕作主要是改善耕翻后土体0—10cm耕层范围内的地面状况,使之符合播种或移裁的要求。
1.耙地通常采厨圆盘耙、丁齿耙、弹簧耙等破碎土垡,平整地面,混拌肥料,耙碎根茬杂草,达到减少蒸发,抗旱保墒的目的。有些只需灭茬,不必耕翻的地块,采用耙地就可收到较好效果。-
2.耢地又称糖地,其工具是由荆条等编制而成。耙后耢地可把耙沟耢平,兼有平土、碎土和轻压的作用,在地表构成厚2cm左右的疏松层,下面形成较紧实的耕层,这是北方干旱地区或轻质土壤常用的保墒措施。耢地常和耙地采用联合作业方式进行。
3.镇压镇压是常用的表土耕作措施,它可使过松的耕层适当紧实,减少水分损失;还可使播后的种子与土壤密接,有利于种子吸收水分,促进发芽和扎根;镇压可以消除耕层的大土块(特别是表层土块)和土壤悬浮,保证播种质量,使之出苗整齐健壮;另外,对防止作物徒长和弥合田间裂隙,也有一定的作用。
4.作畦作畦栽培是农业生产常见的形式。作畦目的主要是控制土壤中的含水量,便于灌溉和排水,改善土壤温度和通气条件。常见的有平畦、低畦、高畦三种。平畦畦面与通路相平,地面整平后不再筑成畦沟畦面,这样节省了畦沟用地,提高土地利用率,增加了单位面积的产量。一般在雨量均匀,不需经常灌溉的地区,或雨量均匀,排渗水良好的地块上采用。在多雨的地区或地下水位较高,排水良的地方不宜采用。低畦是畦间走道比畦面高,畦面低于地面,便于蓄水灌溉。在雨量较少或种植需要经常灌溉植物时,多采用低畦,高畦是在降雨多,地下水位高或排水不良的地方,多采用的畦作方式。高畦畦面凸起,暴露在空气中的土壤面积大,水分蒸发量大,使耕层土壤中含水量适宜,地温较高,适合种植喜温的瓜类、茄果类和豆类(黄芪、甘草除外)药材。在土层较浅的地方种植人参、西洋参、三七、细辛等也采用高畦增加耕层厚度。在冷凉地方栽培根及根茎类药材时,最好也采用高畦,这样既提高了床温,又增长了主根长度。
通常畦宽北方100—150cra,南方130—200~m。高畦畦高多为15—22cm。
有关作畦畦向问题,各地也不尽一致,多数人认为畦的方向不同,可使药用植物,受到不同强度的日光、风和热量,同时也影响水分条件。在坡地畦向有减缓径流水速,防止冲刷的作用。在多风地区,畦向与风向平行,有利于行间通风并可减轻风害,特别是高棵和搭架的药用植物。我国地处北半球,冬季日光入射角较大(杭州冬至日光入射角为53.50),当畦栽植物行向与床向平行时,畦向以东西为好。夏季则以南北畦向为佳(因为入射角变小杭州夏至为6.5’)。
5.垄作垄作栽培是我国劳动人民创造的,它是在耕层筑起垄台和垄沟,垅高20一30cra,垅距30—70cm。植物种在垄台上。垄作栽培在全国各地均有应用,在东北、内蒙古较为普遍。垄作栽培的地面呈波浪形起伏状,地表面积比平作增力口25—30%,增大了接纳太阳辐射量。白天垄温比平作高2—3℃,夜间温度比平作低,所以,垄作土温的日较差大,有利于药用植物生育。垄作便于排水防涝,利于给植物基部培土,促进根系生长,提高抗倒伏能力,还可改善低洼地农田生态条件。
第三节播种和移栽一、播种材料与繁殖农业生产中的种植业生产都离不开种子。药材生产中所说的种子是指能供繁殖后代和扩大再生产的播种材料。从上述定义看出,种植业即栽培上所说的种子涵义比较广。
(一)播种材料 自然界中的每种生物都有自己繁衍后代的方式,生物繁衍后代的方式是其自身在长期历史进化中对自然的一种适应。药用植物种类很多,目前全国可供防治疾病的中草药已达500/~种以上。综合归纳药用植物的繁殖有如下几种类型。
第一,靠真正种子——仅由胚珠形成的播种材料繁殖。如丝瓜、栝楼(瓜楼)等瓜类种子;黄芪、补骨脂、望江南、芦巴子等豆类种子;还有茄果类种子;十字花科和苋科的种子等。
第二,靠果实——由胚珠和子房形成的播种材料繁殖。如菊科、伞形科、黎科等药用植物的繁殖均属此类。果实类型很多;有瘦果、聚合瘦果,如红花、牛蒡、水飞蓟、何首乌、虎杖、毛茛、白头翁、萎陵菜等;有坚果和聚合坚果,如盖母草、紫苏、板栗,莲等;有颖果(薏苡等禾本科药材种子)、胞果(藜、青葙)、双悬果(当归、白芷、小茴香、柴胡、防风、野胡萝卜、前胡等)、聚合果(八角茴香、芍药、厚朴、绣线菊等)。
第三,靠营养器官进行繁殖。这类药用植物数量很多,有靠叶繁殖的,如落地生根、吐根·等;有靠茎繁殖的,如忍冬、连翘,杠柳、肉桂、萝芙木、栀子、肾茶、菊带瞒荷、巴戟天等;靠根。 繁殖的又分为根繁殖(如山药、玄参、川乌、芍药、牡丹、菊花、丁香、大枣、大戟等)、根茎繁殖(如知母、细辛、龙胆、款冬、薄荷、姜、玉竹、藕、枸杞、北五味子等)、鳞茎繁殖(如贝母、百合、洋葱、大蒜、山丹等)、块茎繁殖(如地黄、延胡索、半夏、天麻、独角莲、土贝母等)、球茎繁殖(如蕃红花、唐菖蒲、荸荠、慈姑等)。
第四,靠孢子繁殖,如石松、卷柏、木贼、问荆等。
孢子繁殖是藻类植物、菌类植物、地衣、苔藓植物、蕨类植物等的主要繁殖方式。目前少量引种栽培的有木贼、紫萁、海金沙、金毛狗、贯众等,正研究人工扩繁技术。菌类植物人工栽培较多,如木耳、银耳、茯苓、猪苓、冬虫夏草、灵芝等。菌类除采用孢子繁殖外,还可用菌丝体繁殖,如菌木生产、培养料堆积生产、发酵罐培养等生产形式。
种子繁殖、果实繁殖都是通过性发育阶段,胚珠受精后形成种子,子房形成果实。所以人们把种子、果实繁殖称作有性繁殖,靠营养器官繁殖的统称为营养繁殖。
药用植物在自然条件下,有的只能进行有性繁殖,如人参、西洋参、当归、桔梗、芥子、小茴香、党参、决明子、曼陀罗、牛蒡、黄柏、巴豆、印度马钱等;有的只能进行营养繁殖,如蕃红花、川芎、姜等;有许多植物既能进行有性繁殖,又能进行营养繁殖,如地黄、天麻、玄参、山药、芍药、牡丹、连翘、枸杞、砂仁、诃子、五味子、细辛、龙胆、知母、百合、贝母等。随着科学的发展、技术的进步,采用组织培养方法,在人为努力下,每种药用植物的两种繁殖形式都将成为可能。例如,人参、西洋参离体营养繁殖业已成功。
(二)播种材料与繁殖方式 药用植物生产中经常采用的繁殖方式是营养繁殖和有性繁殖两种,现分述如下。
1.营养繁殖 营养繁殖是由营养器官直接产生新个体(或子代)的一种生殖方式。其子代的变异较小,能保持亲本的优良性状和特性,并能提早开花结实。自然条件下的营养繁殖系数小,利用组织培养技术进行营养繁殖,其繁殖系数可超过或远远超过有性繁殖;
营养繁殖的生物学基础是:第一,利用植物器官的再生能力,使营养体发根或生芽变成独立个体。生产上的扦插、压条、分割繁殖均属此类,其技术关键在于促其迅速再生与分化。第二,是利用植物器官受损伤后,损伤部位可以愈合的性能,把一个个体上的枝或芽移到其它个体上,形成新的个体。生产上嫁接技术的关键在于保证尽,陕愈合。第三;利用生物体细胞在生理上具有潜在全能性的特性,使其药用植物的器官、组织或细胞变成新的独立个体。其技术关键是使潜在全能性再现。
常用的营养繁殖方法简介如下:
(1)分割繁殖又叫分离繁殖或分株繁殖。是用人工方法从母体上把具有根、芽的部分分割下来,变成新的独立的个体。大蒜、平贝母、浙贝母、百合等鳞茎类药材,可将子鳞茎分离或原鳞茎分瓣;蕃红花、唐菖蒲、慈姑等球茎类药材,可分子球茎繁殖;地黄、土贝母、延胡索等块茎类药材,可将块茎分离或分割繁殖;知母、射干、款冬、薄荷、细辛、龙胆、五味子、枸杞等的根茎可分段繁殖;玄参、川乌、山药、芍药、牡丹、孩儿参、栝楼可分根繁殖。百合、山药的珠芽也可采用分割繁殖方法,取其珠芽或腋芽进行繁殖。
分割繁殖多在每年春季萌动前进行,将具有根芽或能很快长出根芽的部分从母体上分离下来。有的分离后还可分段,分段时,每段上要有2—3个节,节上有能萌动的芽。山药之类分根最好纵向分割。玄参之类分根时,块根上端萌芽、生根快,成株率高。
(2)压条繁殖 压条繁殖是把植物的枝条压入或包埋于土中,使其生根,然后与母体分离形成独立新个体。枝条柔软扦插困难,或扦插生根困难时,可采取压条繁殖方式。压条的时期应视药用植物种类和当地气候条件而定。通常多在生长旺盛季节压条,此时生根快、成活率高。药用植物多选取1—3,年生枝条进行压条。1—3年生枝条营养物质丰富,生根快,生根后移植成活率高,并能提早开花结实。生根困难的材料,可用刀将压入土中的茎皮划破,促其愈伤分化生根。
植物株体低矮,枝条柔软的可将枝条弯曲(也可连续弯曲),并部分埋入土中,促其生根,生根后从母体上分离栽植。枝条较硬埋入土中不牢的,可用叉棍插土固定;埋土茎段的皮层可用刀割伤,利于生根;露出地面的枝条可竖起固定在支棍上。如南蛇藤,连翘、使君子、忍冬、橙等。
有些药用植物基部生有许多分枝,枝条较硬脆,不易弯曲,扦插生根困难时,可采取堆土压条方法。即在植物进入旺盛生长期之前,将枝条基部皮层环割,然后取土把环割部分埋入土中,促其生根。生根后与母体分离栽植。如丁香、郁李、辛夷、愠椁等。
对于树身高大,枝条短而硬或弯曲不能触地,扦插生根困难的药用植物,如枳壳、肉桂、含笑等可采用空中压条,即在母株适当位置选取适宜枝条(直径1—2cra),用刀将皮层环割,并用对开竹筒或花盆盛土套缚在环割之处,浇好水分促其生根,亦可用塑料布包裹苔藓与土包缚环割之处,塑料布下端扎紧,上端松扎,扎后调好湿度促进生根,生根后分离。生根期间注意保持竹筒、花盆、塑料代内的土壤湿度,严防过干或过湿。
(3)扦插繁殖扦 插繁殖是指利用植物的根、茎(枝条)、叶、芽等器官或其一部分作插穗,插在一定的基质(土、砂、草炭、蛭石等)中,使其生根、生芽形成独立个体的繁殖方法。扦插繁殖是生产中常用的繁殖方法。依据扦插材料的不同分为:根插(使君子、山楂、大枣、吐根、吴茱萸等)、叶插(落叶生根、叶根、秋海棠)、芽插(芦荟)、枝插(菊花、肾茶、丹参、薄荷、茉莉、忍冬、枸杞、肉桂、萝芙木、大枫子等)。其中根插、枝插应用较多。枝插中,依据枝条的成熟度分硬枝扦插和软枝(又叫绿枝)扦插两种。通常用木本植物枝条(未木质化的除外)扦插叫硬枝扦插,用未木质化的木本植物枝条和草本植物茎作插材的扦插叫绿枝扦插。
扦插时,先将采集的插条剪成10—20cra的小段,每段3—5个芽,插条上端剪口截面与枝条垂直,与芽的间距为1—2cm,插条下端从芽下3—5~m处斜向剪截,剪口为斜面,形似马耳状。绿枝扦插插条可短些,除条顶留1—2个叶片(大叶只留半个叶片)外,其余叶片从叶柄基部剪掉。剪后的插条插在插床或田间,行距15—20cra,先开个浅沟,把插条摆插于沟内,插条上端露出地面(床面)2—4em。插后浇水、保温保湿,并搞好苗床管理。
插条生根成活率的高低因植物种类和枝龄而异。例如,菊花、连翘、忍冬、杠柳等易于生根,成活率高,而杜仲、黄柏、水曲柳很难生根,五味子生根较慢,成活率也低。就枝龄来说,多数植物以1—3年生枝条为好,过嫩或过老成活率低。枝龄大小也因植物而异,枸杞、使君子、云南萝芙木等,l一2年生枝条为好,巴戟天、栀子等2—3年生枝条为好。山楂、大枣、吐根、吴茱萸等根插比枝插成活率高。枝条营养状况也影响扦插成活率。如用印度萝芙木2年生枝条试验,枝条上段插条成活率为8.9%,中段为42.2%,基段为20。0%,海南萝芙木半老枝条和老枝条成活率为80。8%,嫩枝条为14%。另外,插床的温度、水分状况也影响扦插成活率。插床湿度必须适宜,偏湿偏干均会降低成活率。自然插床温度一般以15—20℃为宜,人工插床多控制在20~C左右。有时插床温度也要因植物而异,如山葡萄扦插以25—30℃为宜,五味子则以28—32,C为好。
用激素浸处插条,浓度适宜可提高扦插成活率。使用激素种类与浓度要因植物而异。枳壳用1000ppm2,4—D浸蘸插条切口,成活率可达100%。中华猕猴桃以300ppmNAA为好。
(4)嫁接繁殖嫁接繁殖是指把一种植物的枝条或芽接到其它带根系的植物体上,使其愈合生长成新的独立个体的繁殖方法。人们把嫁接用的枝条或芽叫接穗;承接的带根系的植物叫砧木。
药用植物中采用嫁接繁殖的有诃子、金鸡纳、长籽马钱、木瓜、芍药、牡丹、山楂等。各地多采用芽接。枝接法又分劈接、切接、舌接、靠接等。
嫁接苗既可利用砧木的矮化、乔化、抗寒、抗旱、耐涝、耐盐碱、抗病虫等性状来增强栽培品种的抗性或适应性,便于扩大栽培范围,又能保持接穗的优良种性。既生长快,又结果早,在花果类入药的木本药用植物上应用较多。嫁接苗在果树生产上普遍应用,近年在黄瓜生产上也有应用。
芽接是应用最广泛的嫁接方法。利用接穗最经济,愈合容易,接合牢固,成活率高,操作简便易掌握,工作效率高,可接的时期长。芽接方法无论在南方北方,无论春夏秋,凡皮层容易剥离,砧木已达到要求粗度,接芽已发育充实,都可进行芽接。东北、西北、华北地区一般在7月上旬至9月上旬,华东、华中地区一般在7月中旬至9月中旬,华南、西南落叶树在8—9月,常绿树6—10月为最好。
丁字形芽接(盾状芽接):芽片长1.5—2.5cra,宽0.6cm左右,通常削取时不带木质部,取芽时不要撕去芽片内侧的维管束;砧木在离地面3—5cra处开丁字形切口,长宽比芽片稍大一些,剥开后插入接芽,使芽片上端与砧木横切口紧密相接,然后加以绑,缚(图3—3)。对于枝梢具有棱角或沟纹的树种(枣)或接穗、砧木不易剥离皮部的树种(柑桔)可采用带木质部嵌芽接法,即先从芽的上方0.8—1.Ocm
处向下斜削一刀,长约1.5em,然后在芽的下方0.5—0.8cra处,也向下斜切至第一刀刀口底部,使两刀斜切面夹角呈30‘,取下芽片插入砧木的切口处。砧木切口比芽片稍长,芽片插入后,其上端必须露出一线砧木皮层,最后绑紧(图3—4)。
枝接分劈接、切接、舌接、靠接等形式,最常用的是劈接、切接。切接多在早春树木开始萌动而尚未发芽前进行。砧木横径2—3cm为宜,在离地面2—3cm处横截断,选皮厚纹理顺的部位垂直劈下,劈深3cm左右,取长5—6cm带2—3个芽的接穗削成两个切面。长面在顶芽同侧约3cm,在长面对侧削一短面,长1cm,削后插入砧木切口,使形成层对齐,将砧木切口的皮层包于接穗外面并绑紧,然后埋土(图3—5)。
嫁接成活率的高低受很多因素的影响,其中砧木和接穗的亲合力是主要因素,一般规律是亲缘越近,亲合力越强。另外,嫁接时期的温度是否适宜,砧木和接穗质量、嫁接技术等也影响嫁接成活率的高低。
(5)离体组织培养繁殖 离体组织培养繁殖也是一种无性繁殖方法。它是用组织培养手段使植物离体部分(器官、组织、细胞等)快速繁殖的一种方法。
此种方法多用于加速自然条件下难于繁殖或繁殖速度缓慢的药用植物的繁殖;用于培养繁殖无病毒的材料或特殊的基因类型。
多取年龄幼小枝条的中上部位或者容易增殖不定芽的部位作离体培养材料,经常规消毒分离后,接种在相应的培养基上诱导不定芽或促其侧芽增殖,进而繁育出更多的新个体。诱导不定芽或促其侧芽增殖时,基质中必须加入相应激素成分,其中细胞分裂素量要多,生长素用量要少,一般细胞分裂素的用量是生长素用量的2一10倍。一般BA,K,ZT浓度变化在0.1—10mg八而·NAA,IAA,IBA浓度变化在0.1—3mg几。也有先加入一定浓度的Z,4-D,诱导产生胚状体,然后再将诱导出的胚状体转接到不含2,4-D,含有低浓度其它生长素的相同基质上,使胚状体成熟和生长。
通过上述手段诱导的不带根的小苗,经过锻练移入插床诱导生根(注意保持空气湿度),并培育成壮苗后再定植。
例如月季无性快繁技术:取嫩茎去叶,用70%酒精处理0.5—2秒,再用0.1%升汞消毒5—8分钟,无菌水冲洗3次,分割成长0.5一lcm的小段,接在MS+BA0.5—3mg/1+NAA0.01—0.2mg/1的固体培养基上。在白天光照(10001x)10小时,温度20—25℃,夜间温度15—20C条件下培养20天,就可形成许多丛生芽。将芽切割转接在相同基质上,便可大量增殖。增殖后的月季小苗,割下接在MS-}-BA0.5mg/l+NAA0.01mg/1的固体培养基上壮苗,‘‘当苗高3cra左右时,切下接在MSq--IBA0.5一lmg/l或MS+NAA0.5一lmg/L的固体培养基上诱导生根,7—10天便产生根原基。然后取出扦插在稻壳加土(等量配合)的营养钵中,5—6天生根,一个月后就可定植。
2.有性繁殖 有性繁殖又叫种子繁殖,它是由胚珠或胚珠和子房形成的播种材料。它是植物在长期发展进化中形成的适应环境的一种特性。在自然条件下,种子繁殖方法简便而经济,繁殖系数大,利于引种驯化和培育新的品种。是自然界种子植物繁衍后代的主要方式。栽培药用植物也多用种子作播种材料。
(1)种子形态与结构 种子形态不仅是鉴别药用植物种类、判断种子品质的重要依据,也是确定播种技术的依据之一。
种子的外形、大小、色泽、表面的光洁度、沟、棱、毛刺、网纹、蜡质、突起及附属物等都是区别种类和品质的形态特征。因为这些性状也是由遗传因素决定的。如椰子种子球形,直径为15—20cm;木鳖种子扁平,边缘齿状;细辛种子卵状圆锥形,有种阜;天麻种子呈纺锤形,长不足lmm,宽不到0.2mm。又如,五加科的人参、西洋参、三七的种子,外观形状和色泽相近,是有别于其它科属种子的共性,但它们之间又有大小、皱纹深浅之别。人参种粒小,皱纹细而深,种皮厚而硬,三七种粒大,皱纹粗而浅,种皮最薄,西洋参介于两者之间。伞形科植物从双悬果形状可以判断是哪个属的植物(图3—6)。水飞蓟种子色深发黑者,有效成分含量高,色浅发灰者含量低。新种子色泽鲜艳或洁白,陈种子色泽灰暗或发黄。
种子都有种皮和胚这两部分,有胚乳的种子还含有胚乳。种皮是保护种子内部组织的部分,真正的种皮是由珠被形成的,属于果实类的种子,常说的“种皮”是由子房形成的果皮,真正的种皮成为薄膜状,不是贴于胚外,就是贴于果皮内壁混成一体。种皮上有与胎座相联结的珠柄的断痕,称为种脐,种脐的一端有个小孔,称为珠孔,种子发芽时,胚根从珠孔伸出。
药用植物种子种皮构造比较复杂,如黄芪、甘草、皂角等豆科种子种皮致密,阻碍吸水;桃、杏、郁李、胡桃、诃子等果核木质坚硬,阻碍种子萌发;草果、杜仲种皮表面或种皮含胶质,影响吸水速度;厚朴、辛夷种皮外有蜡质层,妨碍吸水;五味子、荜茇的种皮或种皮表面有油层,也阻碍吸水。上述各类种皮均阻碍正常吸水,影响萌发出苗,给生产带来不便。此外,有的种皮保护性能差,在常规存放条件下,易失水,易霉烂变质等。此类种子采收后应及时播种或拌湿沙(土)暂存。再者,还有少数种子种皮含发芽抑制物质,阻碍发芽。除了上述情况外,多数药用植物种皮与作物、蔬菜种子相近。
胚是构成种子的最主要部分,是新生植物的雏体,是由胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成,有胚乳种子(人参、西洋参、三七、细辛、五味子、黄连、芹菜、韭菜、葱、蓖麻、烟草、桑、薏苡、番木瓜……)的胚埋藏在胚乳之中。在种子发芽过程中,胚利用子叶和胚乳提供的营养物质生长。通常情况下,种子内的胚乳或子叶的营养物质足以满足种胚萌发出土长成小苗,如果胚乳、子叶受损,种胚生长发育就受影响,直至丧失发芽能力。健康种子胚乳、子叶鲜洁,胚乳色白,腐坏后色暗且易崩毁粉碎。在药用植物种子中,有部分种子种胚形态发育不健全(人参、西洋参、黄连、三七、五味子、细辛、山茱萸、银杏、贝母等),有的种胚形态虽然发育健全,但需要生理休眠或种皮、胚乳存在阻碍发芽因素,这类种子都不能正常发芽出苗,此类种子一般播种前要进行种子处理。
有些药用植物(人参、苍耳、橡胶草、牛皮菜等)的果实、种皮(种壳)、胚乳、子叶或胚中,所含的挥发油?生物碱、脱落酸、有机酸、酚类、醛类等物质对种子萌发有抑制作用。这类种子播种前,也要进行种子处理。
药用植物种子大小相差悬殊,大粒种子千粒重在100g,10009以上,甚至几万克,如古,诃、印度马钱、杜果、山核桃、龙眼、山杏、椰子等;千粒重为30—100g的如红花、印度萝芙木、催吐萝芙木、薏苡、三七、北五味子等;千粒重为10—30g的如白豆蔻、番木瓜、安息香、人参、决明子、望江南、黄柏、曼陀罗等;千粒重1一log的,如檀香、土沉香、大枫子、细辛、土木香、菘蓝、紫菀、紫苏、杭白芷、地榆、牛膝、黄连、知母、黄芩、当归、穿心莲等;千粒重0.1—1s的,如地黄、莨菪、藿香、荆芥、旱莲草、枸杞、党参、地肤子等;千粒重小于o.1g的,如龙胆、天麻、草苁蓉等。种子的大小与营养物质的含量有关,对胚的发育有重要的作用,还关系到出苗的难易和幼苗生长速度。种子愈小,种胚营养越少,出土能力越弱,对整地、播种质量要求也高。
(2)种子发芽条件 种子发芽需要水分、氧气和温度等条件。种子吸水是发芽的先决条件,只有吸水后,种子内的各种酶类才能活化,种子中的各类物质才能被水解,由高分子的贮藏态转变成低分子的可利用状态。种子不断吸水,物质不断转化,种胚才能不断生长,直至出苗。
种子吸水可分为两个阶段,开始时,依靠种皮、珠孔等构造的机械吸水膨胀力,吸收的水分主要到达胚及其周围组织,吸水量可达发芽需水量的一半。当种胚吸水萌动后,种子吸水便进入第二阶段,即生理吸水,此期种子吸水受胚的生理活动支配。
种子吸水速度受环境温度的影响,在最适温度范围内,吸水速度随温度升高而加快,超过最适温度后,吸水速度减缓,超过发芽最高温度,种子生理活动受阻,生理吸水也随之受影向。
种子吸水速度和数量也受种皮构造、胚及胚乳的营养成分的影响。种皮致密(有硬实现象)的、种皮木质而坚硬的、种皮表面有腊质、油层、粘液质的、种皮构造内含有油细胞、胶质等的药用植物种子,吸水困难,吸水速度也慢。其它类药用植物种子虽然吸水也有难易、快慢之分,但与上述类型相比,都算吸水容易,吸水速度较快的种子。含蛋白质多的种子,吸水多,吸水快;含脂肪、淀粉多(为主)的种子,吸水少,吸水速度也慢。
生产中对于吸水速度慢或吸水量大的种子,多采用播前浸种、闷种措施,先满足其萌发吸水;对那些种皮有阻碍吸水构造的种子,应进行层积处理、机械处理或酸碱处理等。进行播前浸种处理时,浸种时间应根据种皮透水难易及吸水量而定,通常浸种时间以不超过种子吸胀时间为好,否则浸种时间过长,种内营养成分外渗。
种子发芽过程中,营养物质的分解、转化是靠旺盛的酶促活动。这一活动需要有充足的氧气和能量作保证。发芽环境中氧气含量在20%以内时,种子呼吸强度与氧气含量呈直线关系。氧气含量超过20%时,呼吸强度与氧气含量关系不明显。种子发芽时,胚部位的呼吸强度最高。为常时胚乳部位的3—12倍。所以种子催芽中都非常强调要有良好的通气条件。
种子萌发需要一定的温度条件,一般分为最低、最适、最高三基点。多数药用植物种子萌发所需的最低温度为0—8℃,低于此温度条件种子不萌发;原产热带、亚热带的药用植物种子发芽的最低温度为8—10℃;多数药用植物种子发芽的最适温度为20—30~C,发芽的最高温度为35—40℃。部分药用植物种子发芽所需温度归纳于表3—1。应当指出,有的药用植物种子萌发时,变温条件比恒温条件下发芽快,如白芷在10—30~C的变温条件下比18℃恒温条件下发芽快。
药用植物种子萌发过程中除了要求水分、氧气、温度外,有些药用植物种子发芽还要求表3—1部分药用植物发芽温度条件有光照条件,特别是红光,如龙胆、莴苣、芹菜等,这些种子播种要浅,即覆土要薄。又如天麻种子萌发后必须与蜜环菌(必rmillariameUea)结合,才能继续发育,否则就不能形成块茎。
(3)发芽年限 药用植物种子的发芽年限即种子的寿命,是指种子保持发芽能力的年限。药用植物种类不同,种子发芽年限的长短也不一样,长的可达百年以上,短的仅能存活几周。种子发芽年限的长短受其自身遗传性状影响,还与种子自身状况(组成成分、成熟度等)和贮藏条件有关。多数药用植物种子发芽年限为2—3年,如牛蒡、薏苡、龙胆、水飞蓟、小茴香、曼陀罗、桔梗、青葙、尾穗苋、玄参;菘蓝、红花、枸杞等;像大黄、丝瓜、南瓜以及桃、杏、核桃、黄柏、郁李等木本药用植物种子和黄芪、甘草、皂角等具有硬实特性的种子其发芽年限为5-10年;党参、人参、当归、紫苏、白芷等小粒种子和含油脂高的种子,发芽年限多为1年或1—2年。上述种子发芽年限与一般作物相近,便于生产上掌握。
值得提出的是有部分药用植物种子发芽年限均不足1年或半年,如天麻种子散在自然条件下3天就失去活力,在果实内存放只有15天,肾茶种子发芽年限也只有十几天,细辛种子为30—50天,平贝母60—90天,金莲花、草果为3—4个月,儿茶、金鸡纳、檀香4—7个月,北五味子种子(不带果肉)为6个月。
药用植物的种子,绝大多数种类都是自然干燥后采收的种子发芽年限长。但肾茶、细辛、马兜铃等少数药用植物只要成熟就得采收,如果等其自然干燥,发芽率就降低。又如草果自然成熟后,不等自然干燥就霉烂失去活性,只有及时采收除去果壳并用草木灰除去表面胶层方可凉干保存60天(自然成熟时只能存活15天左右)。
贮藏条件影响种子寿命的长短。通常情况下,低温干燥环境中贮藏的种子寿命长,如细辛种子自然成熟后,在室内存放30天发芽率均由98%降到30%以下,50天后发芽率只有2%,而放在密闭干燥容器内,于4℃条件下存放的种子,300天后发芽率仍在70%以上。又如葱、韭种子,一般室内干存时,寿命只保持1年左右,若改用封严的罐器存放,10年以后种子活力仍很好。这主要是低温、干燥的环境既不便吸湿提高酶的活性,又因低温低湿降低了呼吸消耗的原故。
应当指出的是少数药用植物的种子低温下仍能很快吸水。贮存时,环境的温度湿度必须严格管理好。如洋葱种子在10℃时,吸湿很快,红花种子4℃就能吸水萌动。此类药用植物种子贮存温度更低。另外,像银杏、龙眼、枇杷、杜果、肾茶、细辛、马兜铃、白豆蔻等种子,不宜干贮,干贮就失去活力,生产上都是年年留种,采后趁鲜播种,不能及时播种时,要拌3倍湿砂保存。再者,药用植物种子贮藏时,必须注意种子的组成成分,特别是含脂肪性成分多的种子,尤其是含挥发性成分的种子,除了低温存放外,还要限气保存,防止氧化变质。如白豆蔻种子在45℃条件下存放,种子内的脂肪油就会液化,使种仁变质失去活力。我国农民采用陶制坛罐与石灰存放种子,既降低了湿度,又限定了器皿内的氧气含量,所以种子寿命长。这也是莲子深埋古墓中,埋藏千年之久,仍能萌发成苗的原因所在。
(4)繁殖体的休眠与打破休眠技术 我们把有生命力的繁殖体在适宜萌发条件下,不能正常萌发出苗或推迟萌发出苗的现象叫休眠。休眠种子在一定环境条件下,通过种子内部生理变化,达到能够发芽的过程,在栽培上称为后熟。
药用植物繁殖体具有休眠特性的很多。有性繁殖材料中,具有休眠特性的有:人参、西洋参、三七、黄连、细辛、贝母、五味子、牡丹、芍药、北沙参、紫草、延胡索、苍耳、水红籽、天冬、金莲花、大枫子、酸枣、银杏、山茱萸、诃子、催土萝芙木、黄柏、厚朴、核桃、杏、穿山龙、荜茇、使君子、草果、益智等等。营养繁殖材料中,具有休眠特性的有:人参根和西洋参根的芽胞、细辛根茎上的越冬芽、贝母(平贝、浙贝、伊贝)鳞茎、延胡索和地黄的块茎、番红花和唐菖蒲的球茎、许多木本植物的越冬芽等。植物的休眠特性是适应不良环境条件的一种反应。是经过长期系统发育而形成的。从生产角度讲,休眠对种子贮藏是有利的,对育苗、播种发芽带来了一些困难。
种子休眠是由自身原因引起的称为自发休眠或深休眠,若是因外界条件不适宜引起的称为强迫休眠。.
强迫休眠多因低温、寒冷或高温、干旱所致。深休眠的原因很多,就有性繁殖材料来说,第一是由于种皮或果皮结构的障碍,如坚硬、致密、蜡质或革质,具不易透水透气特性或不易吸水膨胀开裂特性。第二是种胚形态发育不健全,自然成熟时,种胚只有正常胚的几分之一或几百分之一,这类种子的胚需要吸收胚乳营养继续生长发育。第三是种胚生理发育未完成,此类种子种胚形态发育健全,种皮无障碍,只是种胚需要一段低温发育时期,没有低温便不萌发。第四是种皮或果皮、胚乳、子叶或胚中含有发芽抑制物质,只要除掉发芽抑制物质或使其降解、分解,种子就能正常出苗。就营养繁殖材料来讲,休眠的主要原因是生理发育未完成,需要一段低温或高温条件。
在休眠的种子中,有的种子是由一种原因引起休眠,如紫草、水红籽因生理低温;银杏因种胚形态发育不健全;黄芪、甘草、厚朴、莲子等因种皮障碍;甜菜、橡胶草因有发芽抑制物质存在等。有的种子是由两种或两种以上原因引起休眠。如人参、杏、细辛、贝母等。
休眠的种子播于田间,在自然条件下可以通过后熟使其萌发出苗。不过,由于药用植物种类不同,休眠类型不同,自然后熟时间的长短也不一样,短的几天、十几天,长的1—3个月或5—6个月以上,人参、西洋参、山茱萸长达1年以上。在生育期长的地方,晚出苗十几天对其生育影响不大,在生育期短的地方,不要说晚出苗1个月,就是晚出苗7—10天,也会影响生育和产量。播于田间后3—5个月才能出苗者,不仅白白浪费了一季的生产管理,而且还减少了一季乃至一年的收入。因此生产中都采取先打破种子休眠,然后适时播种。
打破种子休眠的方法很多,如机械损伤种皮、层积处理、药剂处理、激素处理等。
浸种处理,冷水、温水或冷热水交替浸种,不仅可使阻碍透水的种皮软化,增强透性,促进萌发,还可使种皮内所含发芽抑制物质被浸出,促进种子萌发。有些种子还可用80—90℃热水浸烫,边浸烫边舀动,待水冷却后停止舀动。浸烫不仅利于软化种皮、利于除掉种皮外的蜡质层,还可加快种皮内发芽抑制物质的渗出。不过浸烫时间不能过久,在生产上桑、鼠李种子用45。C水浸种24小时,吐根用常温水浸种48小时。穿心莲种子用40—80℃水先烫种,边烫边舀动,使水尽快冷却,然后浸种24小时。使君子种子用40—50℃水浸种24—36小时等。
机械损伤种皮,豆科、藜科、锦葵等药用植物种子种皮具不透水性,可将种子放入电动磨米机申,将种皮划破或在种子内加入粗砂、碎玻璃等物,使其与种皮磨擦,划破种皮,使其正常吸水萌发。在生产上,硬实的黄芪、甘草种子用电动磨米机划破种皮、鸡骨草种子用砂石磨擦处理。杜仲剪破种皮就可尽快吸水萌发等。药剂处理,有些药用植物种子表面有油质、蜡质、胶质、粘液等,有的种皮内含某些发芽抑制物质,采用药剂处理便于除掉这些物质,促进萌发。如生产上有30%草木灰搓草果种子,以除去表面胶质层;荜茇种子用30—40℃的草木灰水浸种2小时,就可除掉种子表面的油质;用30%草木灰水擦去益智果肉,除掉粘质类物质;厚朴种子用浓茶水浸种1—2天,然后揉搓除去蜡质;有的核果类种子或硬实种子可用一定浓度硫酸液浸种,腐蚀种皮,增加透性,腐蚀后用流水洗至无酸为止,然后播种。
激素处理,需要生理后熟的种子,特别是需要低温后熟的种子,播前用一定浓度的激素处理(特别是赤霉素处理),不经低温就可正常萌发出苗。如人参和西洋参的越冬芽,用40一100ppm的GA(赤霉素)浸处24小时,不经低温就可出苗;细辛潜伏芽、越冬芽用40ppmGA棉球浸处就可打破上胚轴休眠;人参、西洋参种子用50—100ppmGA或50ppmBA(6苄基嘌呤)或K(激动素)浸种24小时,可加速形态后熟,完成形态后熟的人参种子再用40ppmGA处理24小时,不经低温就可发芽出苗;金莲花用500ppmGA浸种12小时,可代替低温砂藏处理;用硫脲(0.1%)处理芹菜、菠菜、莴苣等要求低温催芽的种子,有代替低温冷凉的作用。
层积处理,层积处理是打破种子休眠常用的方法,对于具有形态后熟、生理后熟时间较长、坚硬的核果类种子或多因素引起休眠的种子——即后熟期较长的种子此法最为适宜,如人参、西洋参、刺五加、黄连、牡丹、芍药、北五味子、黄柏、扁桃、山楂、核桃、枣、酸枣、杏、郁李、八角茴香等。层积处理常用洁净河沙作层积材料(也可用沙,腐殖土二311混合)。沙的量,中小粒种子一般为苎主垄卫些些二三倍,翅种子为5—10倍,沙的湿度以手握成团而不滴水(约为最大持水量的50%)。处理时,先用汞寝琵萍陌<梗种皮吸水膨胀,然后与调好湿度的细沙按比例混拌层积处理。也可将吸胀的种子与调好湿度的细沙分层堆放处理,中、竺苎苎王兰昼昼些二4cm,木苎苎三苎旦些些二些m。层积处理时,容器底部和四周要用湿沙垫隔好,顶部再用湿沙盖好。处理温度因植物而异,如人参层积处理种子裂口前温度控制在18—20~C,种子裂口后16—18℃;萝芙木是在23—28℃下处理;一般需生理低温的种子,处理温度多控制在2—7C下,其处理时间因植物而异(山杏45—100天。户桃45天,枣、酸枣为60—100天,杏100天,山楂200—300天。人参150—180天,山葡萄90天等。有些坚硬的核果类种子——杏、桃、核桃等最好进行一段冷冻(使种皮开裂)后再层积处理。
层积处理的时间因植物和播期而异,后熟期长的种子(人参、西洋参、山茱萸、黄连、山楂等)早处理。后熟期短的种子(萝芙木、紫草、水红籽、北沙参等)可晚处理。通常以保证种子顺利通过后熟,不误播期,种子不提早发芽为最好。
(5)种子质量 药用植物种子的质量优劣,反应在生产上是播种后的出苗速度、整齐度、秧苗的纯度和健壮程度等。这些种子的质量标准应在调种或播种前确定,以便做到播种、育苗准确可靠。
种子质量一般用物理、化学和生物学方法测定,主要检测内容有纯度、饱满度、发芽率、发芽势、以及种子生活力的有无。
纯度,种子纯度又称种子净度或种子纯洁度。是指在供试样品中,除去杂质后剩余的纯属该样品好种子重量所占的百分数。
式中所说的杂质包括该品种中的伤残、霉变、瘪粒等废种子和其它种类或品种的好坏种子,以及泥砂、枝叶花残体等。药用植物纯度检查中,值得注意的问题是真伪问题。由于历史的缘故,中药同物异名、同名异物的原植物来源至今在个别地方尚未彻底纠正,如王不留行有12种同名异物的原植物,独活有15种同名异物的原植物。所以检查中,首先强调认真区别真伪。供试样品量因药用植物种子大小而异,大粒种子量多些、小粒种子可酌情减量。
药用植物种子的净度标准:生产通用品种要求达到95%;类似荆芥之类的小种子,因花梗、细茎残体与种子大小、比重相近,很难分开,所以要求达到70%左右;刚开始野生家种品种,要求达到50%左右。
饱满度,种子饱满程度通常用千粒重表示,即1000粒种子的克数。同一种或品种的种子千粒重越大,种子越充实饱满,质量也越好。干粒重也是估算播种量的一个重要参数。部分药用植物种子的千粒重归纳于表3—2。
发芽率,是指种子在适宜条件下,发芽种子数与供试种子数的百分比。
测定发芽率可在垫纸的培养皿中进行,也可在砂盘或苗钵中进行,使发芽更接近大田条件,而具有代表性。实验室发牙率不是田间出苗率可靠的指标,两者比值多变在0.2——0.9之间。
多数药用植物种子发芽率与作物、蔬菜相近,也可分甲、g.--级,甲级种子要求发芽率达到90—98%;乙级种子要求达到85%左右。但是,有少数药用植物由于下述原因:部分伞形科双悬果种子,两粒中常有了粒因授粉不良等原因,发育不佳;有些无限花序药用植物,未经摘心打顶,其花序上种子发育不一致,有的未成熟,有的过熟失水而丧失活力;有的药用植物种子具有发芽参差不齐特性等,发芽率只有65%左右。此外,有少数药用植物种子外观看是一粒种子,实际属聚合果、聚花果,因此发芽率高出100%。如恭菜种子生产上要求发芽率高达165%以上。
发芽势,是指在适宜条件下,在规定时间内发芽种子数与供试种子数的百分比。
发芽势是表示种子发芽速度和发芽整齐度,即种子生活力强弱程度的参数。像红花、芥子、莴苣、瓜类、豆类等规定的天数为3—4天;薏苡、葱、韭、芹菜和茄科种子为6—7天;有些药用植物种子可延至10天左右。
种子是否有生活力,也可以用化学试剂染色的方法来测定。一般用o.2%的胭脂红水溶液测定时,先把待测种子用30~C左右温水浸泡2—3小时,浸泡后将种胚(连同子叶)剥出,同时加入0.2%的烟脂红溶液中,在30℃条件浸3—4小时后取出检查,胚细胞不着色的为有活力(能发芽)种子,死种子胚则被烟脂红染色。此外,还可用0.25%的溴化三基四氮唑或2,3,5—氯化三苯基四氮唑溶液测定,按胭脂红法剥胚浸泡,然后放在此液中,在40'C条件下浸泡2小时后取出检验,凡胚芽、胚根着色者是活种子。也可用0.1—0.2%的溴代麝香草酚苎溶液测定。采用此法测定时,先将种子放在pH=7.5的水中浸泡24小时,然后摆放在培养皿或玻璃板上,再用含1%琼脂的pH为7.1的o.1一o。2%的溴代麝香草酚蓝凝胶(30一35·C)掩埋住种子,掩埋后放在30—35℃恒温下2—4小时后取出检查,凡种子周围凝胶由蓝变黄的为有活力种子。
用化学试剂染色法测定种子活力的速度快,其结果与发芽测试一致。是快速测定具有休眠特性或发芽缓慢种子活力的好方法。
二、播种
(一)种子准备及播种量
1.种子准备药材生产在种植业中所占的比例较小,各品种的种植面积更小,分布区域又不广泛,所以,种子准备工作不如农作物、蔬菜、果树等那么方便。因此,列入生产计划的药材种子,必须提早作好准备。由于药材生产、经营部门对部分种子特性不十分熟悉,在贮存保管中,难免使种子活力受到影响,因此,购买或调入种子时,必须进行必要的检验,按其检验的种子纯度、发芽率即种子用价和播种面积,换算购入足量的种子。以免误了农时。
2.播种量播种量是指单位面积上所播的种子重量。群体生产力受单位面积上的株数和单株生产力两个因子影响。播种量小即过稀时,单株生产力高,但单位面积上株数少,群体总产低。·如果播种量大,过密时,虽然群体的总株数增多,但因单株产量(生产力)低下,群体总产量也低。只有密度适宜,单株和群体生产力都得到发挥,单位面积产量才高。在确定单位面积播种量时,必须考虑气候条件、土地肥力、品种类型和种子质量,以及田间出苗率等因素的影响就气候条件而论,一个地区的光照、温度、雨量、生长季节等气候条件,对药用植物生长发育有很大影响。一般温度高、雨量充沛、相对湿度较大、生长季节长的地区,植物体较高大,分枝多,密度可小些,反之,密度宜大些。在地区、肥力、品种相同的情况下,晚播的要比适期播种的适当增加播种量。土壤肥力水平不同,对植物生育影响很大,通常情况下,瘠薄土地或施肥量少的条件下,植株生长较差,应适当提高密度,反之,密度要小些。药用植物种类不同,植株大小也不一样,大的要稀些,小的要密些。同一种植物中,分枝多的,分枝与主茎间夹角大的(即水平伸展幅度大的)要稀播。另外,种子粒小的、播后需要间苗的,苗期生长缓慢的,抗御自然灾害能力弱的品种,都应适当增加播种量。理论上的播种量按公式计算。
在生产实际中,播种量是以理论播量为基础,视地块土壤质地松粘、气候冷暖、雨量多少、种子大小及质量、直播或育苗、耕作水平,播种方式(点播、条播、穴播)等情况,适当增加播种量。部分药用植物的播种量归纳于表3—3。
(二)种子清选和处理
1.种子的清选 作为播种材料的种子,必须在纯度、净度、发芽率等方面符合种子质量的要求。一般种子纯度不低于95%,发芽率不低于90%。对于那些纯度不符合要求的种子,在播种前要进行清选,清除空瘪、病虫及其它伤残种子,清除杂草及其它品种的种子,清除秸秆碎片及泥砂等杂物,保证种子纯净饱满,生活力强,为培育壮苗提供优良种子。一般发芽率低的种子不能作为播种材料,也不清选。常用的种子清选方法简介如下:
(1)筛选筛选是常用的选种方法,方法简便,效率高。筛选是根据种子形状、大小、长短及厚度,选择筛孔相适合的一个或几个筛子,进行种子分级,筛除杂物(特别是细小瘪粒),选取充实饱满的种子,提高种子质量。
(2)风选风选是利用种子的乘风率分选,乘风率是种子对气流的阻力和种子在风流压力下飞越一定距离的能力。乘风率用种子的横断面积与种子重量之比表示。
即K=C/B
C式中x为乘风率,c为种子横断面积(cm’),B为种子重量(9))
乘风率大的为空瘪种子,乘风率小的是充实饱满的种子。风车选种就是利用这一原理进行清选分级。在一定风力作用下,不同乘风率的种子依次分别降落在相应部位,充实饱满种子重量最重,乘风率最小,就近降落。空粒、瘪粒、轻的杂物在较远的地方降落,从中选取充实饱满洁净的部分作为种子。
(3)液体比重选此法是根据饱满程度不同的种子比重不同的原理,借助一定的溶液将轻重不同的种子分开。通常轻种子上浮液面,充实饱满种子下沉底部,中等重量种子悬浮在液体中部。常用的液体有清水、泥水、盐水和硫酸铵水等。采用液体比重选种时,应根据药用植物种子种类或品种,配制适宜浓度的溶液,以便准确区分开不同成熟饱满度的种子。如用盐水选:海南萝芙木用4—6%,催土萝芙木为6%,印度萝芙木为15—17%,油菜为8—10%,诃子为27.5%。人参、西洋参、五味子、大枫子等都可用清水选。
2.播前种子处理
(1)晒种种子是有生命的活体,贮藏期间生理代谢活动微弱,处于休眠状态。播种前翻晒1—2天,使种子干燥均匀一致,增加种子透性,保证浸种吸水均匀,并有促进种子酶的活性,提高生活力的作用。此外,晒种也有一定的杀菌作用。
(2)消毒种子消毒处理是预防药用植物病虫害的重要环节之一。因为许多药用植物病害是由种子传播的。如红花炭疽病、人参锈腐病、薏苡黑粉病、贝母菌核病、罗汉果根结线虫、枸杞炭疽病(黑果病)。经过消毒处理即可把病虫消灭在播种之前。常用的消毒方法有:
第一,温汤浸种。是先使粘附在种子表面的病源孢子迅速萌发,然后在较低温下将其烫死,种子不受损伤。如薏苡温汤浸种:先把种子放在10—12℃水中浸10小时,捞出后放52℃水中2分钟,接着转入57—60~C恒温水中浸烫8分钟,浸烫后立即放入冷水中冷却。冷却后稍晾干即可播种或拌药播种。红花温汤浸种:种子在10—12℃水中浸10—12小时,捞出后放入48℃水中2分钟,接着转入53—54℃水中浸烫10分钟,浸后冷却并稍晾干播种或拌药播种。
第二,烫种。把待要消毒的干种子装入铁筛网中(厚3—5cra),放入沸水中浸烫几十秒钟,迅速取出冷却,稍晾干就可播种。烫种只适于类似薏苡样带硬壳的种子。小粒种子,不带硬壳的种子多不采用此法。
第三,药剂浸种或拌种。药剂浸种、拌种不仅可以杀死种子表面、种皮带菌,还可抑制或杀死种子周围土壤中的病菌。药剂处理分浸种、拌种和闷种三种方式,通常多用浸种与拌种,拌种要求药剂要均匀附着在种子表面。浸种、闷种后要及时播种,否则易生芽或腐坏。常用浸种药剂有-0.1—0.2%的高锰酸钾浸种1—2小时(肉豆蔻、安息香),1—5%的石灰水浸种24—48小时(薏苡),100—200ppm农用链霉素浸种24小时,种子重量的0.3%的退菌特,1:1:100的波尔多液;根及根茎类等播种材料,可用400—500倍代森锌浸醮根体表面(形成药剂保护膜),也可用1:1:120—140的波尔多液浸醮根体表面(形成药膜)。
拌种药剂目前常用的有25%或50%的多菌灵,用量为种子重量的0.2—1%(以下均按此计量)、代森锰锌(0.2—0.3%)、敌克松(0.3%)、50%萎锈灵(0.5—0.7%)、瑞毒霉素(0。3%)、50%福美锌(0.3%)、90%敌百虫粉(0.2—0.3%)。
(3)浸种催芽种子发芽除种子本身需要具有发芽力外,还需要一定的温度、水分和空气,这些条件得到满足后,种子很快发芽。种子播于田间后,自然的温、水、气条件不能同时适宜,更不能保持不变,常因一次不适宜延缓萌发出苗,影响药用植物生长发育(特别是发芽期长、需水多,要求温度稍高的品种)。浸种催芽就是发挥生产者的主观能动作用,创造适宜发芽的条件,促进种子萌动发芽,以便播后迅速扎根出苗,达到安全早播的效用。
浸种催芽的时间和温度因植物种类和季节而异。通常低温季节浸种时间长,高温季节浸种时间短。小粒种子,种皮薄的,种翅纸质或膜质,喜低温的药用植物种子,如党参、桔梗、莴苣、白芷、大黄、北沙参、马钱子、丝瓜、冬瓜等,一般用20~C左右洁净清水浸泡,时间因品种变化在6—12小时间;种皮坚硬、致密或光滑,吸水速度较慢,种皮内含有遇热易变性或易于分解之类的发芽抑制物质的种子,如甘草、苏木、皂角、颠茄、使君子、安息香、穿心莲等,可先用50—70℃(或更高)的热水浸烫,浸烫时用水量约为种子的5倍,边浸烫边搅动,使水温在8一10分钟内降至25—30℃,然后浸泡,时间10—48小时不等(颠茄、安息香、苏木、穿心莲为12小时左右,使君子、决明、枸杞、甘草、皂角等24—48小时)。浸种过程中,每5—6小时换水一次。浸种时间视种皮吸水状况而定,一般种子膨胀,即表明吸足了水,应及时捞出。浸种后的种子要及时播种,如遇天气有变,不能播种时,应将种子摊晾开来,待天气转好及时播种。需要催芽的种子,浸后及时催芽。
催芽是在种子吸足水分后,促进种子内养分迅速分解转化,供给胚生长的重要措施。催芽过程中的技术关键是,保持适宜的温度、氧气和饱和空气相对湿度。保水可采用多层潮湿纱布、麻袋布、毛巾等物包裹种子。包裹种子时,要尽量扼掉种子表面的附着水,并尽可能使种子保持松散状态。催芽过程中每4—5小时松动包内种子一次,这样可保证氧气供给。催芽温度多控制在最适温度区间。当种子待要露出胚根,就可取出及时播种。温室等保护地育苗用种,可待?5%种子破嘴或露出胚根时,立即播种。
为提高浸种催芽效果,常常在浸种时用生长调节物质、微量元素或其它化学药剂的水溶液浸种。微量元素用于浸种者有硼酸、钼酸铵、硫酸铜、高锰酸钾、磷酸氢二钾等,单用或混合使用,其浓度为0.02—0.1%。常用的促进发芽效果较好的药剂有硫脲、赤霉素等。硫脲浓度为0.1%,赤霉素浓度变化在5—100ppm之间(因品种而异)。有的直接浸种,有的在烫种后浸种,浸种时间同前述一致。
此外,还有用磁化水,在超声波条件下浸种等方法。近年应用静电处理效果也很好。用这些方法处理种子,不仅发芽出苗快,而且植株生长发育良好,并有提高产量的(5—50%不等)效果。
(三)播种时期 播种期的正确与否关系到产量高低、品质的优劣和病虫灾害的轻重。适期播种不仅能保证发芽所需的各种条件,而且还能满足植物各个生育时期处于最佳的生育环境,避开低温、阴雨、高温、干旱、霜冻和病虫等不利因素,使之生育良好,获得优质高产。适期早播还能延长生长期,增加光合产物,提高产量;并为后作适时播种创造有利条件,达到季季高产;全年丰收。确定播期的原则,一般依据气候条件,栽培制度,品种特性,种植方式和病虫害发生情况综合考虑。其中气候因素最为重要。
1.气候条件 药用植物的生物学特性,即生长期的长短,对温度、光照的要求,特别是产品器官形成期对温度、光照的要求,以及对不良条件的忍受能力,是相对稳定的。根据各地气候变化规律,早春气温回升的早迟,灾害性天气出现时期等特点,使栽培品种从萌发出苗到产品器官形成期都处在最佳环境条件下。在气候条件中,气温或地温是影响播期的主要因素。通常春季播种过早,易遭受低温或晚霜危害,不易全苗;播种过迟,植物处于高温环境条件下,生长发育加速,营养体生长不足或延误最佳生长季节,遭受伏旱或秋雨,霜冻或病虫危害,都不能获得高产。一般以当地气温或地温能满足植物发芽要求时,作为最早播种期。如在东北、华北,西北地区,红花在地温稳定在4℃时就可播种,而薏苡、曼陀罗必须在地温稳定在10℃以上播种。在确定具体播期时,还应充分考虑该种植物主要生育期、产品器官形成期对温度、光照的要求。像油菜、红花越冬期苗龄太小,耐寒力弱,不利于次春早发。相反,苗龄太大甚至快要抽薹,冬季会被冻死。在干旱地方,土壤水分也是影响播期的重要因素(尤其是北方干旱地区),为保证种子正常出苗与保全苗,必须保证播种和苗期的墒情。·
2.栽培制度 间套作栽培和复种对栽培植物播期都有一定要求,特别是多熟制中,收种时间紧,季节性强,应以茬口衔接、适宜苗龄和移栽期为依据,全面安排,统筹兼顾。利用药用植物和作物、蔬菜搭配种植(两熟或三熟)时,必须保证播期、苗龄、栽期三对口。一般根据前作收获期决定后作移栽期,按照后作移栽期和苗龄的要求,确定好后作播种育苗期。间套作栽培应根据适宜共生期长短确定播期。一般清作播期较早,间套作播期较迟。育苗移栽的播期要早,直播的要晚。
3.品种特性 品种类型不同,生育特性有较大的差异,播期也不一样。通常情况下,绝大多数的一年生药用植物为春播,如红花、决明、荆芥、紫苏、薏苡、续随子等;核果类、坚果类药用植物种子多秋播或冬播;多年生草本药用植物有的春播如黄芪、甘草、党参、桔梗、砂仁等;有的夏播如天麻、细辛、平贝母的种子;有的秋播,如番红花、紫草等;有的品种春播、秋播或春、夏、秋播均可以。有的药用植物,为着达到优质高产的目的而人为改变播期,如当归,当年春播秋收,根体小,商品等级低,这样的根体不采收,次年继续生长就抽薹开花,不能入药。产区改春播为夏播,变直播为育苗移栽后,夏播时间,以当年长出的根体次年移栽后不抽薹为最佳。这样就使当归的产品器官(根体)的形成期由不足一个生长季节,延长到一个半生长季节,根体长得很大。
(四)播种方式 药用植物的播种方式有撒播、条播、穴(点)播三种。
1.撒播 撒播是农业生产中最早采用的播种方式,至今也是常用的播种方法。一般多用在生长期短的(贝母、亚麻、夏枯草、尖萼漏斗菜等)、营养面积小的(平贝母、石竹、亚麻、荆芥、柴胡等)药用植物的播种上,有些药用植物的育苗(当归、细辛、颠茄、龙胆、党参等)也多用撒播方式。这种方式可以经济利用土地,省工并能抢时播种,但不利于机械化的耕作管理。撒播对土壤的质地、整地作业、撒种技术、覆土厚度等都要求比较严格。如果整地不精细、深浅不一,撒种不均匀,出苗率低,幼苗生长不整齐。一般播前用耙齿拉沟,沟深1—3cm,撒种后搂平床面即可。有时要适当镇压。
2.条播 这是广泛采用的播种方式,一般用于生长期较长或营养面积较大的药材的播.种。需要中耕培土药材的播种,也多用条播。条播的优点是,覆土深度一致,出苗整齐,植株分布均匀,通风透光条件较好,既便于间作、套作,又便于经济施肥和田间管理。条播可分窄行条播、宽行条播、宽幅条播、宽窄行条播等。窄行条播行距为15—20cm,亚麻、红花、浙贝多用此法;植株高大,要求营养面积也大的药用植物,或是长期需要中耕除草的药用植物,如薏苡、蓖麻、商陆、白芷、牛膝、望江南、水飞蓟等宜采用宽行条播,行距为45—80cm,有的甚至100cm;宽幅条播有利于增加密度,适用于植株分枝少或不分枝,株体又高的药用植物,如桔梗佰合、续随子等,播幅12—20cm,幅距20—30cm;宽窄行条播又称大小行种植,适宜用于间、套作,窄行可增加种植密度,宽行通风透光,便于中耕管理。一般播种时,按规定开沟,沟深2—5cm不等,沿沟播籽,然后将沟覆平。
3.穴播 穴播也称点播,一般用于生长期较长的药用植物,如木本类药用植物,植株高大的多年生药用植物,或者需要丛植栽培的药用植物,如景天、黄芩、绿豆、赤小豆等。它的优点是,植株分布均匀,便于在局部造成适于萌发的水、温、气条件,利于在不良条件下播种保证苗全苗旺。穴播用种量最省,也便于机械化的耕作管理。珍贵、珍稀的药用植物,多采用精量播种,即按一定的行株距和播种深度单粒播种,如人参、西洋参等。精量播种要求精细整地,精选种子,预防苗期病虫害,还要有性能良好的播种机。这是未来精耕细作的发展方向。
药用植物种子播前进行浸种和催芽的较多,此类种子需播于湿润的土壤中,墒情不够时,应事先浇水或灌溉。在天气炎热干旱的季节播种,最好采用湿播方法,即在播种前先把畦地浇透水,然后撒种覆土,覆土厚度0.5—2cm(视种粒大小而定)。炎热天气播种后床面要盖草,小粒种子覆土薄,播后也要盖碎草或草栅子来遮荫防热和保墒,当幼芽顶土时,揭去碎草或草栅子。
三、育苗药用植物生产有育苗移栽和直播栽培两种方式。人参、细辛、颠茄、黄柏、龙胆、黄连、诃子、山茱萸等许多药用植物都以育苗移栽为主。有些在北方属直播栽培的药用植物,在复种地区(特别是复种指数高的地方),为了解决前后作季节矛盾,充分利用土地、光、温等自然资源,也采用育苗移栽方式。育苗是争取农时,增多茬口,发挥地力,提早成熟,增加产量,避免病虫和自然灾害的一项重要措施。其优点是便于精细管理,有利于培育壮苗;能实行集约经营,节省种子、肥料、农药等生产投资;育苗可按计划规格移栽,保证单位面积上的合理密度和苗全苗壮。但育苗移栽根系易受损伤,入土浅,不利于粗大直根的形成,对深层养分利用差,移栽时费工多。
育苗的方式主要有保护地育苗——保温育苗、露地育苗和无土育苗三类。现将生产上的主要作法简述如下:,(一)保护地育苗保护地育苗是温室、温床、冷床(阳畦)和塑料薄膜拱棚育苗的总称。生产上应用最广泛的有冷床、温床、塑料薄膜拱形棚。
1 育苗设备
(1)冷床 冷床又叫阳畦,是由床框、透明覆盖物(盖窗或塑料薄膜构成)、不透明覆盖物(草栅、苇绒栅或蒲草栅等)和风障构成。透明覆盖物是用来吸收太阳辐射把苗床加热,床土贮藏热量;草栅等不透明覆盖物和床框则用来保温(特别是夜间)。冷床有单斜面、双斜面和拱形三类,其规格如图3—7,3—8。苗床位置应选择地势高燥,避风向阳,排水良好,靠近水源的地块。单斜式都坐北朝南,也有朝东南或西南(在15’以内);双斜式或拱形多南北走向。
床框用于架设盖窗和草栅等覆盖物,并起稳定气流和保温作用。用土、砖、木材、草等材料做成。床框有地上式(基线在地面或地面以上)、地下式(南框上沿与地面平或略高出5—10cm)、半地下式(介于两者之间)。床框厚因气候条件而异,一般为20—50cm。单斜式冷床床框南低北高,南床框高15—20cm,北床框比南框加高10—30cm,使南北框斜面与地平面成5—15~倾斜角。双斜式床框等高,高度为15—20cra,拱形多不设床框,支架用木(竹)竿,用竹匹铁筋做棚架。
透明覆盖物,一般严冬栽培则采用玻璃盖窗或双层薄膜,早春晚秋(或临冬)栽培则采用单层薄膜。盖窗长130—195cm,宽度有50—56cm或95—105cm两种。使用的塑料薄膜是聚乙烯或聚氯乙烯薄膜,厚度0.07mm,宽度140—220cm。
不透明覆盖物,冷床夜间没有热量吸收和补给,只有散热过程,为保证冷床内植物生长的温度,防止热量散失过多、过快,各地都因地制宜地取材,用不透明覆盖物防寒保温。常用的材料有稻草、麦秸、蒲草、山草、芦苇花穗等,都是编织成帘或栅使用,帘、栅经常保持干燥状态,不仅保温效果好,而且使用寿命也长。
风障,风障是用来阻挡寒风和防止穿流风的,对提高覆盖物保温效果有一定作用。可用高粱秸、玉米秸、芦苇或细竹加草帘构成。设于苗床北面,高2m左右,向南倾10~左右。风障稳定气流的距离约等于障高的5倍,所以,每10m左右设一道风障。有的地方把风障延伸成围障,围障的东西两侧距床2m左右,高度可适当降低,南侧围障以不遮挡就近苗床阳光为度。
苗床大小,苗床大小因地而异,一般单斜床宽1—1.8m,双斜冷床宽1.8—2m,长20—40m。拱形冷床小者高50cra,宽lm,长20—30m;大者高1—1.5m,宽3—5m以上。
(2)温床 温床依据加热方式分为酿热、火热、水热和电热四种。其中酿热温床是就地取用农村的农副业废弃物和城市的垃圾等作酿热物,无需什么设备,简便易行,所以,生产上应用较多。电热温床是未来发展方向。下面就简介此两种温床。
酿热温床酿热温床的结构是在冷床的基础上,在苗床底部挖出一个填充酿热材料的床坑即成(图3—9),为使苗床底部温度均匀,坑底挖成南边较深,中间凸起,北边较浅的弧形。
酿热加温是利用微生物(包括细菌、真菌、放线菌等)分解有机物质所产生的热量来加温。用作酿热的材料有畜禽粪、垃圾、藁秆、树叶、杂草、纺织废屑等,有关酿热物的c,N含量参见表3—4。酿热物发热多少、快慢取决于好气性细菌繁殖速率高低。通常好气性细菌活动的强度与酿热物的c/N比和氧气、水分状况有关,c/N比为20—30,含水量70%的酿热物,在10℃条件下,氧气适量时,好气性细菌活动较正常而持久;c/N<20则酿热温度高,时间短;c/N>30时,发热温度低而持久。所以,填加酿热物时,要有适宜的配比。酿热物的含水量和松紧度要适当。酿热温床的温度,要做到适宜、持久、变动较小。我国南方填加酿热物厚度多为15—25cm,北方多为20—50cra。
酿热物在填床前要充分拌匀,用水充分湿透,最好是加尿水,使含水量达75%左右。填床时,注意分布均匀,最好是分层填充,分层踏实。填床后盖窗加热,使酿热物受热发酵,当酿热物几天后升温至50—60℃时,就可在其上铺培养土。铺土前酿热物水分不足时,要及时补加,补加后铺培养土。
电热温床 电热温床是利用电热——即电流通过阻力大的导体,把电能转变成为热能进行土壤加温。lkW●h电能约产生860kcal的热量。电热有加温快,便于人工调节或自动控制,受气候影响小等优点。
我国目前专用的电热线有:上海农机所实验厂生产的DV型电热线,功率有600W(长80m)、800W(长100m)和1000W(长120m)等,定额温度65℃。北京电线厂生产的农用电热线NQV/v0.89,功率为1100W(长160m),表面温度达到50C,线周围的土温可达30℃左右。
电热线是根据苗床所需功率和电热线型号来计算其长度。求苗床所需的功率,应按下列公式计算苗床的散热量,以瓦数表示。
Q散为苗床散热量瓦数;K为苗床保护面的传热系数。
一般按床内外温度相差1℃时,lm’保护面在1小时传出的热量瓦数计,不覆盖草栅时为5,盖草栅时为3sd为苗床保护面面积¨内为苗床所需温度,喜温植物为12—14℃,喜凉药用植物为5—8~C;锄为苗床外温度,按育苗期最低温度计算。
冬春育苗时,喜温药用植物每平方米苗床所需功率大致在100—140W。有了苗床所需总功率瓦数,以及所用电压(12,30,50或220V),按w:/,F计算所需电流(A)。w为功率,以瓦表示,/为电流(安培),F为电压(伏)。
电热线的设置,电热温床是在酿热温床的基础上,改酿热为电热。铺设时,先将床底整平,并铺一层隔热材料(稻草、麦穰等),厚度约10cra,其上再铺3cra左右的干土或炉渣,搂平踏实后铺设电热线。电热线回纹形状铺设,两端固定在木橛上,线间距离为10—1Scm,线上再铺3cra厚的干沙(或炉渣)和3cra碎草,用以防止漏水和调节床温受热均匀。最后铺8—10cra培养土。近年许多地方(北京、沈阳等地)不设隔热层,直接将电热温床设在塑料大棚(或中棚)内,先挖个浅槽,搂平后就铺电热线,线上铺2cm土搂平踏实,然后铺8—10em厚培养土或者在2cm踏实土上放育苗箱或码育苗钵。为保持床土温度稳定,各地都在线路中设控温仪(上海KWD型控温仪或北京KW—1型控温仪),此类控温仪工作负载为10A,一台控温仪能接2根1000W的电热线。如果育苗面积大,电热线多,即负载超过10A时,必须采用交流接触器(又称中间继电器)扩大容量。CJl0—40交流接触器接触的每个点可接8根1000W电热线,一台可接24根电热线。负载电流小于10A时,采用单线接法,大于10A时,采用多线接法,两种接线方法见图3—10
有些药用植物(颠茄、龙胆等)把育苗的苗床分为播种床和分苗床,播种床与分苗床的比例大致是1:10或1;20。播种床的温度和光照条件要好,培养土的质量要好于分苗床。
2.培养土及其调制培养土是培育壮苗的营养基础,植物秧苗生长发育所需的养分、水分和空气主要取自床土。理想的床土即培养土应当是有机质丰富,吸肥、保水力强,透气性好,土面干时不裂纹,浇水后不板结。土坨不易松散,营养元素齐备,符合幼苗生长要求,pH应为中性或微酸性。
育苗使用的床土——培养土最好是专门调制而成。调配培养土以园土或塘泥、充分腐熟厩肥、草炭土或腐殖土为主体,配合腐熟的禽粪、草木灰、石灰、过磷酸钙、尿素等。园土或塘泥粘重的可掺沙子或锯木屑,土质轻松的可掺粘土,使调制培养土松紧粘着适宜\—般腐殖质与土壤的比例(按体积计)可从30%增加到50%。多数地方认为,播种床与分苗床床土也应有别。播种床土:园土6份(或园土塘泥各3份)腐熟有机肥(或草灰、或森林腐殖土)4份;分苗床土两者比是7:3。上述床土每lm’中可配以腐熟禽粪25kg左右,硫酸铵0.5一lkg或尿素0.25kg,草木灰15kg左右、硫酸钾0.25kg、石灰0.5—1kgo
苗床中培养土铺垫厚度,播种床5—8cm,分苗床10—12cra。
由于秧苗在苗床生长期间,根系的吸收表面积大,叶子的蒸发同化表面积小(约为根系吸收表面积的1/10),而起苗移栽时,使秧苗根系吸收表面积的90%受损失,致使根系表面与叶表面的比例猛减,造成秧苗水分供应失调。一般要经7—15天之久才能恢复供需协调。为减少移栽对根系的损失,群众总结出采用营养土块、纸杯、草钵等保护根系的措施。
营养土块育苗省工省料,方法简便易行。其做法是将培养土铺垫搂平后,浇透水,待水渗完时用薄板刀按8—12~m方格切割床土,并在每块培养土中央扎个穴眼,穴深因种子而异,通常为0.5—1.5cm。近年用机动压块机压制营养土块,每小时可压制1800—3900个营养土块。
纸杯是用旧报纸(每张裁成8—12张)折叠成高8—10em直径7—9~m的纸杯,杯内装满土后放置在苗床上,杯的高矮要一致,杯间空隙用土填满。播种或分苗前先浇透水,播种或分苗后覆土时,盖土要严密,不要让纸杯边缘暴露出来。此法取苗、运输时,不易松动根系,但制作较费工。
此外,还有草钵、塑料钵、育苗纸育苗。
3.育苗时期 育苗时期一般比定植期早30—70天,如豆类比定植期早30天左右(苗龄20天锻练5—8天,机动3—5天),颠茄比定植早80天左右(苗龄60天、分苗5—10天,锻练5—8天,机动3—5天)。秧苗播期过晚,到移栽时,秧苗偏小,细弱,抗性、适应性差,缓苗慢,成活率低;秧苗播种过早,壮苗时未到移栽期,长期抑制秧苗生长,形成“僵巴苗”,影响后期生长发育和产量。如不抑制生长,秧苗过大,受光弱还会徒长,形成“晃秆”,也降低成活率或影响后期生长发育。·
4.苗床播种播种量和苗床面积实际需种量(g):X安全系数(2.5—5)
播种床面积(m’):
注:通常每1cm‘苗床面积搔3—4粒种子·
分苗床面积‘m2,=£@@i牛雷蔷要鲁摹严@±m2
注:一般按8—10~8—12em的株行距,分1—3株
(2)播种技术一般选天气晴稳时播种(播后有4—6个晴天),播后床内温度应保持25—30℃,这样才能出苗齐,苗旺。一般要求播前浇足底水(尤其是保温苗床),这一底水应保证秧苗生长到分苗(2—3片叶左右),一般中途不浇水。这是秧苗能否正常出土和健壮生长的关键。打足底水后,床面薄薄盖一层细土,并借此把水凹处填平,然后播种。
为防止立枯菌、镰刀菌、腐霉菌引起苗期病害,可在播种前后各撒一薄层药土。常用农药有福美锌、福美双、敌克松等。药土配合比例为1分农药和100分细土混均后即可撒施。
撒播种子要均匀,小粒种子可拌细土撒播,撒后覆盖o.5em厚的床土即可。在蔬菜育苗中,撒种后还有覆盖一层油纸或塑料薄膜(南京、上海、杭州等地)的,也有喷撒下层土壤增温剂(北京)的,以此提温保墒。铺覆盖物者,其覆盖物应在幼芽顶土B士,及时去掉为宜。
5.苗床管理 苗床管理是培育壮苗过程中最重要的环节。因为培育秧苗都是先于正常播种(或移栽)期开始的,此期自然环境变化剧烈,风、霜、雨、雪、冰冻、晴、阴天气不时发生变化,只有根据苗情和天气变化采取相适应的技术措施,精细管理,才能培育出壮苗。管理秧苗总的原则是,让秧苗在有促有控,促控结合的管理过程中茁壮生长。苗床管理可分为发芽期·管理、幼苗期管理和移栽前锻炼三个阶段。
(1)发芽期管理是指从播种到出苗,此时管理工作的关键是,从播种到出苗前必须保证床土有充足水分,良好通气条件,和稍高的温度环境(喜温植物为30℃左右,喜凉植物为20~C左右)。另外还要及时向床面撒盖湿润细土,既可防止床面裂缝(或填平裂缝),又能保证种子脱壳而出。子叶出土后要控水降温(喜温植物昼/夜温度为15—20~C/12—16℃,喜凉植物昼/夜温度为8—12℃/5—6℃)。此阶段,要防止胚轴徒长。光照多控制在10klx以上。
(2)幼苗期管理 是指从幼苗破心开始到壮苗初步建成期的管理。此期是生长点大量分化叶原基或由营养生长向生殖生长转变的过渡阶段,其生长中心在根、茎、叶。既要保证根、茎、叶的分化与生长,又要促进花芽分化。此期苗床光照强度应提高,夜间床温不能低于10℃,白天控制在18—25℃间。·分苗的药用植物,多在幼苗破心前后进行分苗。此时苗小、根小、叶面积不大,移苗不易伤根,蒸腾强度小,成活快,并能促进侧根大量发生。随着幼苗的生长,苗株间通风透光条件变差,秧苗间竟先争长趋势逐渐增强,为防止幼苗徒长,此期不仅要控制供水,而且还要通过调节夜晚温度高低和白天的通风措施,来控制秧苗的生长速度和健壮程度。苗床通风不能过猛,否则会使秧苗因湿度、温度骤然变化,出现萎蔫、叶缘干枯、叶片变白或干裂(俗称闪苗)。
(3)移栽前的锻炼为使秧苗定植到大田后能适应露地环境条件,缩短还苗时间,必须在移栽前锻炼秧苗。锻炼的措施就是通风降温和减少土壤湿度。使秧苗生长速度减慢,根、茎、叶内大量积累光合产物;使茎叶表皮增厚、纤维组织增加;细胞液亲水胶体增加,自由水相对减少,细胞浓度提高,结冰点降低。锻炼秧苗根系恢复生长较快,利于加速还苗。锻炼秧苗作用虽好,但不能过度,否则影响还苗速度和还苗后的生长发育。一般锻炼过程5—7天。秧苗定植前1—2天浇透水,,以利起苗带土。同时喷一次防病农药。起苗时注意检查有无病兆,见有病害侵染,应坚决予以淘汰。
(二)露地育苗 许多多年生的药用植物,不需提早播种育苗,只是由于种粒小(龙胆、党参等),田间直播出苗保苗率极低,有的苗期需要遮荫(当归、五味子、细辛、龙胆、党参)、防涝、防高温,有的需要拌菌栽培(天麻);有的苗期占地时间较长(人参,细辛,贝母,黄连及黄柏等木本药用植物),为便于集中管理,节约占地时间,合理利用土地,大都采用露地育苗。
露地育苗技术措施与保护地育苗相近,这里只介绍它们之间的相异要点。
1.露地育苗的设施露地育苗畦床与露地栽培畦床一样,只是要求精耕细作,适当增施苗田用肥,利于小粒种子出苗保苗。另外,热雨季节采用高畦,注意排水,早春露地培养喜温药苗时,为增高气温、土温和稳定气流,应设临时防风障;甚至出苗前铺盖薄膜,夜间加盖草栅;在热雨季节设防雨棚,干热季节设遮荫棚等。为便于灌水增设喷、灌设施等。
2.播种技术小粒种子要求精细整地,做到保墒播种,覆土要薄,播后可适当覆草保湿。喜光发芽的龙胆、莴苣、芹菜等,切忌覆土过厚。苗期占地时间较长的种类,苗田要施足有机肥,播种密度要小于保护地育苗,必须保证苗期(1—2季或年)的营养面积。露地育苗多选晴天播种,忌在大雨将要来临时播种。播种时期多在当地正常播种季节进行。
3.苗期管理苗期要适时匀苗,保证秧苗有充足的光照,注意经常浇水保持湿润,及时中耕除草、喷药,需要遮光挡雨的要及时架棚等。
(三)无土育苗 无土育苗是近年来发展的一种育苗技术,具有出苗快而齐,秧苗长势强,生长速度快等特点。可以人工调节或自动控制秧苗所需水、肥、温、光、气等条件,便于实现机械化育苗。
1.育苗设备无土育苗是利用营养液直接育苗,或利用营养液浇河砂、蛭石、炉灰渣等培养基质物来育苗。所以应有特制的不渗水的育苗槽(或盆),制槽材料因地而异。槽深可根据秧苗需要培育的大小而定(10—20em不等)。由于液温10~C左右为宜,因此冬季、早春育苗需特设温室。’
2.培养基质物与营养液培养基质物是用来固定根系,支持秧苗生长的。常用的材料有河沙、蛭石、火山土、炉渣、小砾石、稻谷壳、锯木屑等。使用炉渣需用硫酸或盐酸浸洗,除去有害物质,然后用清水洗净酸液再使用。
营养液配方有许多,这里简介几种配方:
怀特营养液:硝酸钾80(每10001水中的克数,以下单位相同)、硫酸镁(MgS04●7H20)720、氯化钾65、磷酸二氢钠16.5、硫酸钠200、硝酸钙ica(NO,):·4H20~300、硫酸锰(MnS04·4H20)7、碘化钾0.75、硫酸锌(ZnSO‘·7H20)3、硼酸1.5、硫酸铁2.5。
斯泰纳营养液:磷酸二氢钾134(1000 1水中的克数,以下同)、硫酸钾154、硫酸镁(MgS04·7H20)437、硝酸钙CCa(NOs)x·4Hz03882、硝酸钾444、10N硫酸125毫升、L-'胺四乙酸铁钾钠(每毫升含5mg铁的溶液)400ml、硼酸2.7、硫酸锌(ZnS04●7H~O)0.5、硫酸铜(CuSO,·5H:O)0.08、钼酸钠(Na~MoO,·2H20)0.13。
古明斯卡营养液;硝酸钾700(10001水中克数,以下同)、硝酸钙ica(NO,):)700、过磷酸钙(20%P20s)800、硫酸镁(MgSO,·7H20)280、硫酸铁CFe2(SO》,·7H203120、硼酸0.6、硫酸锰(MnS04·4H20)0.6硫酸锌(ZnS04●7H20)0.6、硫酸铜(CuS04●5H20)0.6、钼酸铵C(NH,)zMoO,·4HzO)0.6。用于香石竹培养的配方为硝酸钠882(g/10001水,以下同)、氯化钾78.8、过磷酸钙472.5、硫酸镁267.8、硫酸铵63(阴湿季节氯化钾可增加,硝酸钠可减少)。
应当指出,药用植物不同,对养分浓度的要求也不同。一般营养液的总浓度不超过千分之四,通常以千分之二为好。部分植物适宜的营养液浓度归纳于表3—5。植物不同,对营养液pH值反应也不一样,在pH值为5。0营养液中,生长最好的植物有悬钩子、栀子、乌饭树、山茶花、马蹄莲、秋海棠、蕨类等;喜欢在pH值为6.5—7的营养液中生长的植物有菊花、石刁柏、桂花、牡丹、月季等。不同植物对pH值适应的范围如表3—6。通常用营养液pH值为6.5。
近年报道西洋参以蛭石混砂(1 c1或1:2)作培养基质物;床面覆盖稻草进行无土培养,营养液的氮源用硝态氮和铵态氮等比(1:1)为佳,培养二年最大根重为6.49。·采用无土培养育苗时,营养液的水分每天能减少1/3左右,所以要经常补充水分,并用电导计测定溶液浓度后补加原液使浓度与培养时一致。电导度c。以0.6—0.9为适宜。为省去测定浓度的手续,近年多采用稻谷壳、锯木屑作培养基质物。培养育苗前先用营养液浸湿而不积水。培养育苗期间,只要轻浇勤浇,保持基质物湿润而不积水就可以了。
采用无土育苗时,要注意经常补给氧气,无土育苗的播种方法与保护地育苗一样。其管理上除勤浇轻浇营养液,注意不断补给氧气外,其它管理如温度、光照等同前述育苗一样,这里不一一叙述。
四、移栽·
(一)栽植前的准备
1.土地准备药用植物移栽前的整地作畦已于本章第二节详述,这里说的土地准备是指多年生的定点挖穴。像枸杞、山茱萸、八角茴香、肉桂等木本药材,需要像果园建园那样搞好规划,规划出平地、坡地、防风林带、灌溉渠道等的位置。然后按规划的行株距挖穴,穴内施入有机肥,混拌均匀后等待栽植。
有些多年生草本植物,为使定植植物秧苗及早恢复生长,也要结合移栽施入有机肥,这些肥料也要在移栽前一并备好。
2.苗木准备不论自育或购入苗木,都应在栽前进行品种核对,发现差错及时纠正。此外,苗木要进行质量分级,特别是木本药用植物,要求根系完整、健壮、枝粗节短,芽子饱满,无检疫对象。草本药用植物的秧苗,移栽前要进行蹲苗,这样可以提高秧苗定植后的成活率和缩短还苗时间。
(二)栽植时期和方法
1草本植物 我国幅员广大,药用植物种类繁多,各地的气候条件不同,因此没有统一的移栽时期。各地应根据气候、土壤条件,药用植物特性,确定播种和移栽时期。一般喜冷凉的药用植物,在10em土壤温度为5—10~C时,就可以定植,喜温药用植物当IOem处土壤温度不低于10—15~C时就可以定植。
一般是穴栽,按规定行株距开穴,把秧苗栽于穴的中间,覆土并适当压紧,浇水。待水渗下去之后,再取细土覆于定植穴表面。这样既能保湿,防止地表裂缝,又易于吸收太阳热量,增加地温,促进还苗。带土移栽(包括塑料杯、纸袋、营养土块秧苗)也可采用此种方法。也可开沟引水灌溉,等水下渗一半时,按规定株距栽苗(俗称坐水栽),栽后分两次覆土。坐水栽一般根系垂直摆放,不易窝根,栽苗速度快。秧苗栽植深度要适宜,过深过浅不仅影响成活率,而且也影响还苗速度和以后的生育与产量。通常培土到子叶下为宜。一般潮湿地区、地温偏低时,不宜定植过深,否则影响生根。干旱地区可适当加深。带营养土块的秧苗,营养土块上表应稍低于地表,以便浇水后土块上稍覆一薄层细土,严禁浇水后使土块露出地表。有些地方栽苗后结合浇水追肥,俗称催苗肥,一般催苗肥可按N:P:K:0.1%:0.2%:1%配成,每株秧苗浇量约为300mi。多年生草本植物多在进入休眠期或春季萌动前移栽,栽后不浇水。
2.木本植物木本植物移栽时期也应根据不同植物的特点和地区气候特点来确定。一般落叶药用植物多在落叶后和春季萌动前进行。因为此期苗木处于休眠状态,体内贮藏营养’丰富,水分蒸腾较小,根系易于恢复,移栽成活率高。对于常绿的木本药用植物多在秋季移栽,或者在新梢停止生长期进行移栽。部分木本药用植物也有春季萌芽前移栽更为适宜的。
木本药用植物移栽时,先将树穴表土混好肥料,取其,半填入坑内,培成丘状,然后按品种栽植计划将苗木放入坑内,使根系均匀分布在坑底的土丘上,并使苗木干部与左右、前后对直。校正苗木位置后,将另一半掺肥的土分层填入坑内,每填一层都要踏实。踏前应将苗木稍稍上下提动一下,使根系舒展,根颈与地面一齐,然后踏实,使根系与土壤密接,接着将余土填入树穴内,直到与地面一平为止,最后在苗木四周筑起灌水盘,灌水盘直径lm左右。栽后立即灌水,要灌足灌透。水渗后封土保墒,封土堆成丘状。
(三)栽植密度 合理密植是增产的重要措施之一。合理密植后,叶面积增加,为充分利用光能创造了有利条件。密植后植株根系的吸收面积扩大,并有促进根系向纵深伸展作用,从而提高了植物吸水吸肥能力和吸收区域。此外,还有保墒、抑制杂草生长、改变田间小气候、减轻风霜危害等作用。:
栽植密度要依据药用植物种类,生长习性,当地气候、土壤肥力和管理水平而定。良好的群体结构是消光系数(K)要小,叶面积指数(LAI或F)要大。
就药用植物种类和生长习性来说,党参、马兜铃、丝瓜、栝楼、金银花、罗汉果、五味子等蔓生或藤本类植物,搭架栽培可适当密些,不搭架栽培,稀植产量也低。因为搭架可提高其叶面积指数(3—8倍),减少消光系数。像曼陀罗、商睦、牛膝、红花、芥子、紫苏、赤小豆、黑豆、
玄参等茎秆直立的药用植物,茎叶伸展幅度大的应比茎叶伸展幅度小的要稀些。像地黄、菘蓝、大黄、白芷、当归、木香、北沙参、萝卜、毛花洋地黄等丛生叶状态的根类药材可适当密植。像南瓜、冬瓜、甜瓜、西瓜等蔓性而塌地生长的药用植物,消光系数大,可适当稀植。
从其气候土壤条件来说,生育期长的地区可适当稀些,生育期短的地方,可适当密些。土壤肥沃地块可稀些,土壤脊薄的地块要适当密些·,
能够精细田间管理(如及时整枝摘叶、压蔓、搭架等)的地方,可适当密些,反之,要稀植。
为适应机械化生产的要求,亦可适当扩大行距,而缩小株距。这样既能保证田间密度,又利于通风透光和机械操作。.
木本类药用植物移栽的密度主要因种类和栽培目的而异。以花果入药的木本药材,要像建果园一样规划密度。如枸杞多为2cmX4m的株行距,枣是2—4cmX6—8m的株行距,核桃是5craX6m或6craX8m的株行距等。以茎皮、茎秆入药的种类可带状栽植或加密种植,伴随药材的生长加粗逐年间伐或间移。
(四)栽后保苗措施 秧苗移植总要损伤根部,妨碍水分和养分的吸收,致使秧苗有一段时间停止生长,待新根发生后才恢复生长,人们把这一过程称为“还苗”。还苗时间越短越好,这是争取早熟、丰产的一个重要环节。为此,近年各地多推行营养钵(杯、袋)育苗,特别是根系恢复生长慢的植物(瓜类)以塑料杯、纸袋、营养块育苗移栽为最佳。采用其它方式育苗的可带土移栽(尽量多带土)。栽后太阳光过强时·,应进行适当遮荫;偶而遇霜可用覆土防寒,或熏烟、灌水防霜冻;还苗前应注意浇水,促进成活。再者要及时查苗补苗。木本类苗木怕冻的应包被防寒;为防止因抽干死苗,可结合修剪定型适当短截。此外,还要及时除草、防病防虫,追肥、灌水等。
第四节田间管理田间管理是获得优质高产的重要环节之一。常言道“三分种,七分管,十分收成才保险”。田间管理就是充分利用各种有利因素,克服不利因素,做到及时而又充分地满足植物生长发育肿光照、水分、温度、养分及其它因素的要求,使药用植物的生长发育朝着人民需要的方向发展。
田间管理包括间苗、定苗、中耕除草与培土、追肥、灌水与排水、病虫害防治等,有部分药用植物还必须进行打顶与摘蕾、整枝修剪,覆盖与遮荫等管理。
一、间苗与补苗药用植物种子细小的很多,有些药用植物成熟度不一致,为保证苗齐苗壮,常加大播种量,因此,出苗后田间密度较大,必须及时间苗,除去过密、瘦弱和有病虫的幼苗。又因苗期气候多变,常因干旱、病虫危害造成缺苗,所以,间苗工作分两次进行。第一次间苗,是疏去过密和弱小的秧苗,株距为定苗距离的l/2左右。第二次间苗又称定苗,株行距与正常生长要求的一样。通常间苗宜早不宜迟,迟后间苗,幼苗生长过密,植株细弱,有时还会因过密通风不良遭致病虫危害。另外间苗偏晚不仅影响附近秧苗生长,而且还浪费地力、多消耗人工。
结合间苗还要及时进行补苗,把缺苗、死苗和过稀的地方补栽齐全。
二、中耕培土和除草药用植物生长过程中,由于田间作业人畜践踏,机械压力,降雨等作用使土壤逐渐变紧,孔隙度降低,表层土壤板结。所以,必须松土,通常借助畜力.、机械力松土,故又称中耕。结合中耕把土壅到植株基部,俗称培土。许多药用植物整个生育期中需要进行多次中耕培土,如薏苡、黑豆、桔梗、紫苏、甜菜、白芷、玄参、地黄等。中耕可以疏松土壤,消灭杂草,减少地力消耗,增加土壤通透性,促进微生物对有机质的分解,提高土壤养分,抑制盐分上升,培土可以保护芽头(玄参),增加地温,提高抗倒伏能力,利于块根、块茎等的膨大(玄参、半夏)或根茎的形成(黄连、玉竹),在雨水多的地方,有利于排水防涝。
中耕培土的时间、次数、深度(或培土高度)要因植物种类、环境条件、田间杂草和耕作精细程度而定。一般植物中耕2—3次,以保持田间表土疏松,无杂草。中耕深度,在北方第一次多采用耠子松土,深8一iOem,通常第一次中耕是松土而不培土,耠地时耠起的土壅不到苗根部。第二次中耕采用小铧子,耕深7—8em,培土1—2em,第三次中耕采用大铧子犁地,深度10—12em,苗株基部培土2—3cra。中耕培土以不伤根,不压苗、不伤苗为原则。一般三次中耕培土管理要在茎秆快速伸长前完成。多年生植物结合防冻在入冬前要培土一次。
田间杂草是影响药材产量的灾害之一。防除杂草是一项艰巨的田间管理工作。因为杂草的种类繁多,各地不论什么生育季节,不论旱地或水田都有多种杂草生长。常见的有田旋花、苣荬菜、小蓟、野苋菜、灰菜、鬼针草、香附子、马唐、鸭舌草、稗草、香薷、看麦娘,婆婆纳,野燕麦、小根蒜、繁缕等几十种。这些杂草生长快、生活方式复杂,开花成熟不整齐,种子入土后耐寒耐旱力强,种子发芽参差不齐,部分种子有休眠期,可以保持多年不丧失发芽力,而且繁殖方式多种多样,再生力强。所以,一次、两次很难除净,必须坚持经常除草。
杂草的生长总是与药用植物争光、争水、争肥、争空间,降低田间养分和土壤温度。由于杂草顽强,生活力强,常抑制药用植物生长(特别是苗期),直接影响药材产量。再者有些杂草是病虫的中间寄主或越冬场所,杂草的丛生将增加病虫传播和危害的严重程度,这样不仅降低产量,也降低了品质。另外有些杂草对人畜有直接毒害作用或影响机械作业的准确性和工作效率。所以,栽培管理中都强调杂草的防除工作。
防除杂草的方法很多,如精选种子、轮作换茬、永旱轮作、合理耕作、人工直接锄草、机械中耕除草、化学除草等。化学除草——使用化学除草剂除草是农业现代化的一项重要措施,具有省工、高效、增产的优点,近年有较大的发展。
除草剂的种类很多,按除草剂对药用植物与杂草的作用可分为:选择性除草剂和灭生性除草剂。选择性除草剂利用其对不同植物的选择性,能有效的防除杂草,而对药用植物无害,如敌稗、灭草灵、2,4-D、二甲四氯、杀草丹等;灭生性除草剂对植物缺乏选择性,草苗不分,不能直接喷到药用植物生育期的田间,多用于休闲地、田边、螟埂、工厂、仓库或公路、铁路路边。如百草枯、草甘膦、五氯酚钠、氯酸钠等。
化学除草多采用土壤处理法,即将药剂施入土壤表层防除杂草,茎叶处理方法少用。土壤处理要求在施药之前,先浇一次水,使土壤表面紧实而湿润,既给杂草种子创造萌发条件,又能使药剂形成较好的处理层。一般施药后一个月内不进行中耕。土壤处理的关键是施药时期,农作物、蔬菜上应用经验认为,种子繁殖的植物应在播后出苗前(简称播后苗前)杂草正在萌动时施药效果最好。通常播种后两、三天内施药效果最佳。育苗移栽田块多在还苗后杂草萌动时施药,未还苗施药容易引起药害。不论播种田还是移栽田都不能施药太晚,施药太晚杂草逐渐长大,降低防除效果,有时栽培植物种子萌发还会引起药害。
施用方法:常见的是喷雾(洒)法毒土法。喷雾法在药用植物生产中应用较广泛,也是防治效果较好的一种方法。一般是按药剂规定的每亩使用量称好药品,先加入少量水调和均匀后再加水至所需要的量(一般每亩加水75—150kg),用喷雾器喷雾处理土壤或茎叶。在土壤干旱时,可使水量增至500—1000kg,用喷壶喷洒土壤表面。毒土法是将每亩药剂(规定量)用量与50kg细湿土混合均匀,然后撒于地表。此法适合施于潮湿地块,或生育期进行化学除草。·
应当指出当前的化学除草剂多数是以防除农作物、蔬菜、果树的田间杂草为主的,专门防除药用植物田间杂草的极少,加之许多药用植物的幼苗生活力弱,对除草剂较为敏感,所以,药用植物化学除草对除草剂种类、施用量、施用时期都要进行试验研究。选择的种类不仅能对本茬药用植物田间杂草有较好的防除效果,而且对下茬种植植物无害。另外,同一除草剂的不同类型(如25%除草醚可湿性粉剂和50%除草醚乳粉)或不同产地、或同一产地不同生产时期,其药效也会因原料组成、工艺流程的差异而不同。还有施用时的气温、地温、湿度等也影响效果的好与坏。一般晴天、气温高、湿度适宜药效高,而阴天,多雨、气温低时,药效低。因此,使用除草剂时,要严格掌握施药量、施用时期,并要做到因地、因药、因环境条件而异,保证达到安全和有效的目的。·
下面介绍几种植物化学除草剂的施用技术。
韭菜:50%除草剂1号0.1kg/亩在砂壤土上防效约80%,在粘土上防效为70%左右;30%灭草安乳粉1.0kg/亩防效60%;30%毒草安乳油0。5kg/亩,加25%除草醚0。25kg/亩,加7%杀草丹可湿性粉剂1.5kg/亩防效达80%左右。苗田施用2—3次,一般播种当日或次日进行第一次处理,20天后进行第二次药剂处理。陈栽地多在长出新叶(约15cra高)后,先浇水,然后用25%除草醚1.0kg/亩喷雾或喷洒。
芥菜、萝D、、油菜等十字花科植物多在播种当天(不能超过次日)施用25%除草醚0。75tg/亩喷雾处理地面。各地经验认为较低剂量下对十字花科安全(上海0.3kg/亩、福建0。5kg/亩)。此外20%枯草醚0.3—0.$kg/亩喷雾处理,也有较好效果。
莴苣播后用25%除草醚1.0kg/亩喷雾土表效果显著;芹菜播后苗前用25%除草醚0.3—1.0kg/亩喷雾处理地面,防效为90%左右;平贝母间种玉米时用西马津或阿特拉津0.15kg/亩喷雾处理地面,防效为90%左右。
三、施肥
(一)药用植物对肥力的要求 药用植物对肥力要求本书第二章第二节曾作了概要介绍。这里补充几点。第一,许多根(根茎)入药的药用植物,如大黄、恭菜、地黄、玄参等,其根(或根茎)肥大肉质,根毛发达,与土壤的接触面大,能吸收多量的营养元素;贝母、补骨脂、黄芩等的吸肥力中等,马齿苋、地丁等吸肥很少,但这些不能作为土壤追施肥料的标准。第二,药用植物耐肥性能不一样,许多茄科植物和多年生药用植物耐肥性强,生长旺盛期比幼苗期耐肥性强等。耐肥性的强弱与施肥量的多少有关,也直接影响施肥效果。第三,土壤中pH值高低影响药用植物对营养元素的吸收。大多数药用植物最适于中性和弱酸性的土壤溶液环境。一般pH值在5.5—7之间,植物吸收三要素最容易,土壤偏酸时,会减弱植物对Fe,K,Ca的吸收量;pH值为5或9时,土壤中A1的溶解度随之增大,容易引起植物中毒。第四,药用植物吸收的营养元素(不论是大量的还是微量的)多以离子状态,通过根、叶进入植物体内,植物所需要的碳素营养主要来自空气中的二氧化碳,氢、氧来自水的分解。碳、氢、氧三种营养元素可从空气和水中得到充足的供应,其它元素多来自土壤中。第五,植物生长发育时期不同,种类不同,所要求的营养元素种类、数量、比例也不相同,而土壤自然肥力只能部分种类、部分时期满足药用植物生长发育的要求。施肥是通过人为措施,调节土壤营养元素的种类,数量和比例关系,使之适合药用植物生长发育的需要,达到优质高产的目的。
(二)施肥技术
1.肥料的种类 肥料的种类很多,按其来源可分为农家肥料和商品肥料;按肥料物理形态分为固态肥料、液态肥料和气态肥料;按其化学组成分为有机月巴料和无机肥料;按酸碱反应分为酸性肥料、中性肥料和碱性肥料等。通常人们分为有机肥料、无机肥料和微生物肥料三类。
有机肥料又称农家肥料,如人畜粪尿、厩肥、堆肥、沤肥、各种饼肥、绿肥、塘泥、各种农家废弃物等。其特点是种类多,来源广,成本低,便于就地取材;养分含量全面,肥效稳长,能改良土壤理化性状,提高土壤肥力;多用作基肥使用,腐熟后可作种肥。
无机肥料又称化学肥料。无机肥料种类很多,一般依据肥料中所含的主要成分分为氮肥、磷肥、钾肥、石灰与石膏、微量元素肥料(简称微肥)和复合肥料等,其特点是易溶于水,肥分高,肥效快,可直接被植物吸收。但种类间差异较大,种类不同,性质作用也各异。如尿素、碳酸氢铵(简称碳铵)都是氮肥。尿素肥效高,含氮46%;而碳铵含氮只有17.5%,在20℃以上时,就会分解成氨和二氧化碳,在32℃下撒于地表,当天挥发2。6%,三天挥发)0%以上,6天挥发20%以上。氨水是液态氮,含氮15—17%,是碱性肥料,极不稳定,很易挥发。
微生物肥料又称菌肥,常用的有根瘤菌、固氮菌、磷细菌和钾细菌等。多配合有机、无机肥料施用。
2.施用技术 栽培药用植物的施肥与农作物、蔬菜一样,有基肥和追肥之分。不论是基肥或追肥都是为了增加产品产量,改善产品品质和提高土壤肥力。施肥要讲究效果,其效果受多种条件的影响。主要是受气候、土壤条件和植物营养特性的影响。
气候条件中温度、雨量、光照影响较大。通常在一定温度范围内,温度升高,植物吸收养分增加,低温条件下影响植物对氮的吸收,对磷钾吸收影响较小。低温条件下多施磷钾肥,可以增加植物的抗逆性。温度过高,易造成土壤干旱,植物吸肥速度减缓,严重干旱时,会引起萎蔫或死亡。雨水多会加速养分淋失,降低肥效,所以,雨天不施肥。施肥量也要因土壤湿度而变化,土壤湿时可多施点,土壤干旱时应少施。光照充足,吸收养分多,光照不足,吸收养分少。
土壤是药用植物养分、水分的供给者,土壤原有养分状况、酸碱反应、理化性状都影响肥料在土壤中的变化及施肥效果。土壤肥沃,结构良好,少施肥就可收到良好的效果,反之效果也差。土壤酸碱反应,也影响施肥效果,一般中性或弱酸性土壤施肥效果显著,偏酸或偏碱土壤,施肥的肥效低。另外,土壤供肥、保肥性能直接影响肥效的发挥。
总之,影响药用植物施肥效果的因素是多方面的,一般凡能影响植物生长发育和土壤肥力的因素都能直接或间接影响施肥效果。所以施肥是一项复杂的农业技术,经济有效的施肥必须考虑很多相关因子和各因子的相互关系,综合多种因子影响和以往各地经验,一致认为:必须根据植物营养特性,土壤肥力特征,气候条件,肥料种类和特性,确定各种肥料的搭配、施肥量、时间、次数、方法等,才能达到经济合理施肥。
一般基肥多结合整地或移栽施入田间,施肥多以基肥为主,追肥为辅。基肥又是以有机肥为主,无机肥料为辅。施用基肥最好是分层施肥。需肥多的和生物产量高的药用植物,其大部分肥料要以基肥施入田间,追肥只是少量的。追肥是基肥的补充,用以满足各个生育时期对养分种类和数量的需求。施用基肥应避免与种子(包括无性繁殖材料)直接接触,以免产生肥害。追肥多用速效性肥料,特别是无机肥料。注意,多年生药用植物追肥应以腐熟的有机肥为主。追肥有根外追肥、根侧追肥两种形式。根外追肥多用低浓度的无机肥料直接喷雾于茎叶表面。根侧追肥又分条施、环施、穴施三种,施肥量一次不能过大,也不能与根体直接接触。施肥要保证做到肥种间要隔离。科学施肥不仅能提高产量还可提高药材有效成分含量,如增施氮肥可以提高贝母、古诃的生物碱含量。
施肥必需有量的标准,计算施肥量公式如下:
土壤供肥量一般氮按吸收量的l/3计算,磷、钾约为吸收量的1/2计算。肥料利用率氮50%计,磷为30%,钾为40%。·
四、灌溉与排水
(一)药用植物对水分的要求 水是绿色植物进行光合作用的主要原料,也是植物对物质的吸收和输送的溶剂,只有良好的水分状况才能保证光合作用、呼吸作用、植物体内物质合成和分解等过程的正常进行。药用植物从播种到收获的吸水趋势都是由少到多再到少。因为苗期蒸腾面积、蒸腾强度低,所以需水很少;随着幼苗的生长,叶面积不断扩大,蒸腾强度不断提高,需水量逐渐加大,直到进入产品器官生长期,需水量达到高峰;到了生长后期,随着生长速度减缓,需水量也逐渐减小。药用植物全生育期的耗水量因品种而有较大的差异,像芥菜、穿心莲、薄荷等叶面积较大或蒸腾强度大,所以消耗水分很多,但根的吸水力弱,所以要求有较高的土壤湿度和空气湿度。栽培时,要选择保水力强的土壤,并要经常灌水。
药用植物只能在一定的水分范围内正常生长发育。超出这一范围就不能正常生长发育,植物因缺水而受害称为旱害,因水分过多或植株的一部分被水淹,影响正常的代谢活动,被称为涝害。药用植物幼苗根系很小,吸水量少,最易受旱害,根及根茎类药用植物最易受涝害,栽培时要搞好灌排水管理。
(二)灌溉技术 灌溉是农业生产的重要措施之一。无论所在地区的雨量分布如何,年年基本吻合植物生长发育需要的情况是极少见的,所以,都必须有灌溉设施,用以满足在自然缺水时的补充灌水。因此,搞好以农田水利为中心的基本建设,山、田、水、林、路、沟渠综合治理,是建设高产、稳产农田的重要措施。搞好以农田水利为中心的基本建设,灌溉技术的实施才有保证。目前我国的灌溉方法概括为地面灌溉和地下灌溉两大类,其要点分述如下。
1.地面灌溉 我国传统灌溉——沟灌、畦灌、淹灌均系地面灌溉。它是使灌溉水在田面流动或蓄存,借助重力、渗透或毛管作用湿润土壤的灌溉方法。此法技术简单,所需设备少,投资省,是我国目前应用最广泛,最主要的一种传统灌溉方法。
沟灌 沟灌是行间开沟灌水,水在流动过程中借助渗透和毛管作用、重力作用问搁的两侧和沟底浸润土壤。沟灌要求土地平整或有一定的坡度,如果地块高低不平,则难以实行自流灌溉,传统沟灌的输水渠道多为地上式,按现代化的要求应改为地下埋设水泥输水管,这样不但可以避免水分在途中因渗漏而损失,同时也不影响地面的土壤耕作。许多宽行中耕药用植物和窄高畦栽培的药用植物都可采用沟灌技术进行灌水。
畦灌 畦灌是平畦、低畦栽培时,常用的灌溉方法。要求畦面平坦或稍有一定坡度,水是从输水沟或毛渠进入畦中,以浅水层沿畦面坡度流动,逐渐润湿土壤。
淹灌 淹灌是水生药用植物(芡实、慈姑、睡莲、泽泻等)的灌水方法,畦面上保持一定深度的水层。此法类似水稻田一样灌水。
喷灌 喷灌是利用水泵和管道系统,在一定压力下把水喷到空中,散为细小水滴,如同降雨一样湿润土壤的灌水方法。喷灌可以灵活掌握洒水量,可以根据药用植物的需要及时适量地灌水。喷灌要控制喷灌强度,使地面上基本不发生径流,不致破坏土壤结构。喷灌既能调节土壤水、肥、气、热状况,改善田间小气候,又能冲掉植物茎叶上的尘土,有利于植物的呼吸和光合作用。喷灌有节水增产的效果,与沟灌、畦灌相比,一般可省水20—30%,·增产10—20%。喷灌在起伏不平的地块也能灌溉均匀,适宜对山丘和其它土地不平地区的灌溉。它的缺点是需要消耗动力,灌水质量受风力影响。
滴灌 滴灌是利用低压管道系统把水或溶有无机肥料的水溶液,通过滴头以点滴方式均匀缓慢地滴到根部土壤上,使植物主要根系分布区的土壤含水量经常保持在最优状态的一种先进灌水技术。滴灌具有省水、省工、增产的效果。我国从1974年引进,在果树、蔬菜、粮食作物上试验表明,滴灌可以消除渠道渗漏和蒸发损失,在灌溉面积相等情况下,滴灌的水源工程蓄水量只有沟灌、畦灌的1/8至1/6,且能适应各种地形,不需要开渠,平整土地和作畦筑埂,便于实行自动控制。
2.地下灌溉 地下灌溉又称地下渗灌,是利用埋设在地下的管道:将灌溉水引入田间植物根系吸水层,借助毛细管的吸水作用,自下而上的湿润土壤的灌水方法。此法土壤湿润均匀,湿度适宜,能较好地保持土壤结构,为植物创造良好的土壤环境,还有减少蒸发,节约用水,灌水效率高,灌水不影响其它田间作业等优点。
不管采用哪种灌溉方法,灌溉时都必须依据气候、土壤、药用植物生长状况确定适宜的灌水量和灌水技术。在盐碱地区注意洗盐并要防止返碱,在漏水地区要注意保水,以施肥保水为佳。药用植物生育期间灌水要注意水温、地温、植物体体温、气温尽可能达到一致。根及根茎类药材严禁一次灌水过多或大水漫灌。
(三)排水 旱与涝、灌与排对植物的正常生长发育来说,都是同等重要的。在低洼地和降水量多的地方,必须注意排水问题。有些地方年总降水量虽然不大,但因雨季、旱季分明,降水时期比较集中,也必须处理好排水问题。总之,现代农业生产,灌、排水必须同时考虑,综合治理才能凑效。
国内外传统的排水方法都是采用明沟。明沟排水占地多,易倒塌淤塞和滋生杂草,同时必须年年维修养护,否则排水不畅,降低排水效果。近代国内外试行管排、井排。近年来管排在北欧国家已推广。为适应区域性开发和治理的要求,区域性井灌、井排相应发展起来。明沟除涝、暗管排土壤水,井排调节区域地下水位,成为全面排水的发展方向。
我国目前排水仍以地面明沟为多,暗管排水和井排技术正在发展和兴起之中。
明沟排水要规划好排水沟,农田栽培药用植物可利用原有排水设施,在山坡地栽培时,尽可能利用自然水沟作主排渠道。在山坡中、下部栽培时,地块上端应挖好拦水沟,防止山坡上段径流水流经田块;田块内部和下端的排水沟应顺其地形地势特点,把水沟规划在最低处。山坡长的地方,特别是坡陡时,顺坡水沟不能太长,即中间应设横沟截断。横沟与坡向夹角也不宜过大,否则径流水量大,流速快,不利水土保持。地段下端的泄水沟要宽大些。
五、植株调整.
栽培的药用植物(全草入药类除外)并不是整株都能做为药材使用,能作为药材使用的即产品器官只是很少的一部分。有些药用植物任其自然生长发育,植物体自身器官间的生长不平衡,有的枝叶繁茂,不仅影响通风透光,降低光合效率,而且还降低花、果、种子入药的产量和品质;有些花果不入药,花果生长白白耗掉了光合积累产物,反而降低了根、茎、叶的产量;有些木本药用植物树体结构不良,不仅产量低下不稳定,其产品质量也不佳。为使栽培药用植物能达到高产稳产和优质,就必须在其生长发育过程中,人为地调整某些植物的生长与发育的速度,修整个体的株体结构,使之利于药用器官的形成。
每一个植株都是一个完整的统一的生物体,植株上任何器官的消长都会影响到其他器官的消长,摘去了一片叶子、一朵花乃至整个花序或者摘除顶芽、修剪除去部分枝条,对整个植株来讲,并不是单纯地少了一片叶子或一朵花的问题,而是影响到整株的生长发育——花,和其他器官的形成、生长、发育,株体结构等。植物生长的相关性,营养生长与生殖生长的关系,同化器官和贮藏器官的关系,都与植物体内营养物质的运输与转化分不开,这是正确进行植株调整工作的生理学依据。前面谈过的生长发育、生长相关……等都是植株调整的生理学基础。
由于草本植物和木本植物的生长发育特性不同,植株调整的内容和技术存在差异,再者为了便于叙述,故将其调整技术分述如下。
(一)草本植物植株调整 草本植物植株调整的主要内容有摘心、打杈、摘蕾、摘叶、整枝、压蔓、疏花疏果、修根等。进行植株调整的好处是:①平衡营养器官和果实的生长;②抑制非产品器官的生长,增大产品器官的个体并提高品质;⑧调节植物体自身结构,使之通风透光,提高光能利用率;④可适当增加单位面积内的株数,提高单位面积产量;⑤减少病虫和机械损伤。
1.摘心、打杈 在栽培管理上把摘除顶芽叫摘心,亦称打顶、摘顶;把摘除腋芽叫打杈。打顶可以抑制主茎生长,促进枝叶生长,像以花头入药的菊花,其花头着生于枝顶,摘心后可使主茎粗壮,减少倒伏,并使分枝增多,增加花头数目。一般生育前期摘心1—3次:狭叶番泻叶摘心后,枝叶繁茂,提高了叶的产量。摘心、打杈可以抑制地上部分的生长,促进地下器官的生长与膨大(如乌头、泽泻)。又如丝瓜、栝(瓜)楼等药用植物原产于热带,在温带栽培后,生长期受到霜期限制,任其顶芽、侧芽自然生长,后期生长的枝叶由于临近霜期,不能开花结果。这些不能开花结果的枝叶生长所消耗的营养物质,纯属白白消耗。如果将这些营养用于有限的花果生长上,还可使部分花果长大成熟。类似此种情况的药用植物还有荜茇、巴戟天、何首乌、望江南等。所以,这类药用植物栽培管理上,到生育中期后要摘心、打权,保证部分枝干花果正常成熟。再者类似番红花等药用植物,球茎上腋芽易萌动生长成小球茎,与主球茎争夺养分,至使主球茎变小,不能开花或很少开花,既影响产量,又影响品质。栽培时,要疏去腋芽,只保留主芽和1—2个较大的腋芽。西瓜、甜瓜的栽培管理中,也有摘心管理,摘心早晚、好坏直接影响到产品成熟期和产量。
2。摘蕾摘叶 根及地下茎类入药的药用植物,如人参、西洋参、三七、黄连、贝母、知母、射干、半夏、北沙参、泽泻、芍药、乌头、玄参、黄芩等,进入开花结果年龄后,年年开花结实。花果消耗掉大量营养物质,严重影响根及地下茎的产量。在栽培管理上,除了留种田外,其余田块上的花蕾都要及时摘除,这样既可提高产量,又能提高产品质量。如人参,在五年生留种一次,参根减产14%,在五、六两年连续留种,参根减产29%,在四、五、六三年连续留种,参根减产44%;平贝母摘蕾鳞茎产量提高10一15%,生物碱含量提高1.6—3%。
像何首乌、丝瓜等药用植物,茎基部的老叶,到生育后期同化作用微弱,甚至同化作用积累的有机物少于自身呼吸作用的消耗,这样叶子的存在既不利于光合积累,又影响通风透光。在栽培上,常在叶子光合积累小于呼吸消耗时,及时摘除老叶,以保证整体光合积累都贮于产品器官之中,保证稳产高产。
3.整枝压蔓 南瓜、冬瓜的种子、叶、支、滕、果实均属中药,其原植物是爬地生长。经压蔓后,不仅植株排列整齐,受光良好,管理方便,而且还可促进发生不定根,增加根吸收营养和水分的能力,从而促进果实发育,增进品质。此类植物腋芽常发育成分枝,特别是座果前面茎节上的分枝,与果实竞争养分,严重影响果实的产量和品质。所以结合压蔓管理,要除去分枝和腋芽,保证1—2个主干上的果实健康发育。
4.疏花疏果 以果实、种子入药的药用植物(薏苡、枸杞、山茱萸等)或靠果实、种子繁殖的药用植物,种子、果实生长的好坏直接关系到药材的产量和品质,直接影响播种、出苗质量。从目前商品和种子质量要求上看,果大籽大质量最佳。生产上采用的疏花疏果技术就是培育大果大籽的重要措施之一。疏花疏果培育大果技术在果树、疏菜上早已广为应用。在药用植物中需要进行疏果的植物有栝楼、罗汉果、南瓜、冬瓜和一些果药兼用的果树。这里补充疏花疏果对培育优质种子的作用。人参靠种子繁殖,任其自然开花结实,每株可结百余粒种子,千粒重在20—26g之间。采用疏花疏果,每株保留25—30粒,千粒重为26一“9,大籽千粒重为35—40g,且比自然结籽早熟7—10天。我国人参单产提高与提高种子干粒重也是分不开的。目前从国外引进的西洋参籽由于未实施疏花疏果,种子千粒重小,而且成熟度不一致,因此催芽的裂口率、出苗率不高,今后应引以为戒。有些为无限花序的药用植物,为了提高种子饱满度和千粒重,应视其生长、气候等情况适时适当摘去顶部或中部以上的花序,使光合积累的营养集中到中下部或下部果实和种子之中,达到提高种子产量和质量的目的。
5.修根 少数药用植物(乌头、芍药等)在栽培上需要通过修根来提高药材的产量和品质。例如乌头生长发育过程中,块根周围生有许多小块根。如不修除任其自然生长,形成的块根数量多,个头小,产品商品等级低,不适合加工附片。虽然产量高些,但产值低。如果进行修根,去掉多数小块根,只留1—2个大的块根,使营养集中供给1—2个块根生长,其结果是块根个头大,质量好,虽然产量不及不修根者,但产值高,销售快。又如浙江栽培芍药要修去侧根,保证主根肥大。
(二)木本药用植物植株调整 木本药用植物种类很多,药用部位也不尽一致,如根入药的——印度萝芙木、海南萝芙木、密蒙花、深山含笑;茎入药的——接骨木、钩藤;叶入药的——番泻叶、古诃、红花天料木、柳叶润南;花入药的——丁香、金银花、玉兰花、茉莉、辛夷;果实种子入药的——枸杞子、五味子、山茱萸、八角茴香、使君子、马钱子、栀子、诃子、枳壳、大枣;茎皮、根皮入药的——杜仲、黄柏、肉桂、麻楝、南洋蒲桃,树脂入药的——土沉香、安息香、儿茶、阿拉伯胶等。其中花、果实、种子入药的很多。除上面例举之外,还有许多是果、药兼用的树木。如枇杷、桃、杏、核(胡)桃、猕猴桃、银杏、荔枝、龙眼;石榴、杨桃、可可、山葡萄、郁李、扁桃、山楂、楹梓、木瓜桑、杨梅、毛栗、酸枣、佛手、橄榄、杜果、柿……等。以·花、果实;种子入药的木本药用植物,栽培中的整形修剪是一个十分重要的技术措施。
合理修剪可使花果(含种子以下同)入药的药用植物提早开花结果,延长经济采花采果的年限,不仅能够提高产量,而且还可以克服大小年现象;合理修剪可以改善树木和田间通风透光条件,减少病虫危害,增强抗灾能力,降低生产消耗。
花果类入药的药用植物,其修剪工作必须根据树木的生长、开花结果特性、自然条件、栽培措施和经济条件而定。如常绿树终年有叶,宜轻剪,采用接近天然树形;树性直立的应开张主枝角度,树性开张和下垂的应注意抬高枝头,成枝力高的要以疏剪为主,短栽为辅,减少长枝数目;对于生长旺盛,以短枝开花结果为主的树木也应以疏剪为主,促其形成短枝。相反情况时,要多短剪,促其长结果枝;幼树应注意整形,多采用轻剪缓放,甚至不剪办法,而老树应采取回缩更新复壮技术;盛果期树木应适当短剪,促进生长,控制花芽,调节叶、花芽比例;一年中、休眠期可全面细致修剪;落花落果期要多用控梢保果措施,夏秋停梢期树冠过密时,要疏枝等。同一果树,不同地区自然条件下,修剪方法、时期也不同。总之,修剪必须根据树种、自然条件和生产要求,统筹兼顾,从解决主要矛盾出发,制定丰产优质低消耗的修剪指标,决定具体措施,保证药用植物达到早花早果、丰产、稳产、优质、低耗的目标。
1、整形
(1)树体结构树体地上部分包括主干和树冠两部分。树冠由中心干、主枝(又称母枝、骨干枝)、副主枝(侧枝)和枝组构成。其中中心干、主枝和副主枝构成树冠的骨架,统称骨干枝(图3—11)。树体的大小、形状、结构、间隔等影响群体光能利用和劳动生产率。树体高大可充分利用空间,立体结果,但株距加大,枝干增多,树形建成慢,早期光能利用差,后期单位面积上有效叶面积减少。树冠形状以其外形大体分为自然形、扁形(篱架形、树篱形)和水平形(棚架、盘状形、匍匐形)三类。在解决密植与光能利用、密植与操作的矛盾中,以扁形最好。群体有效体积、树冠表面积均以扁形最多,自然形次之,水平形最少·,扁形产量高,品质好,是现代果园的主要树形,树干的高低与产量、管理有关,干矮则树冠与根系间养分运输距离近,物质运转快,树干养分消耗少,有利于生长。树势较强,发枝向上,有利于树冠管理,但不利于地面管理。利于防风、保湿保温,但通风透光差。目前多用矮干。干高要灵活掌握:树形直立,干可矮些;树形开张,枝条较软者,干可高些;灌木或半灌木类,干宜矮;行株距大的干要高,矮化密植干要矮……等。现代树冠结构趋向于简单化,这样简化了修剪,提高了劳动效率。矮化密植时,多采用相当于自然大树上一个骨干枝(包括其上枝组)的圆锥形、纺锤形或三角形。骨干枝数目,原则上在能布满足够空间的前提下,骨干枝愈少愈有利。生产上是:树形大骨干枝多,反之则少;发枝力弱的骨干枝要多,反之要少;幼树、边行树、坡地栽培、光照条件好的,可多些;同一层内。骨干枝数不宜超过四个,骨干枝在主干上着生距离应大些。分枝角度:主枝基角(主枝基部与中心干的夹角)宜在30—45’范围内,主枝腰角(主枝中部与中心干的夹角)一般以:60—80’为宜,梢角要小些(图3—12)。各级干枝:从属要分明。枝组又叫枝群或结果枝组,亦称单位枝(南方叫侧枝)。它着生在骨干枝上,是着生叶片和开花结果的主要部分,整形时要尽量多留。为增加叶面积、提高产量创造条件。辅养枝是整形过程中留下的临时性枝。幼树时要多留,以缓和树势,提早结果和辅养树体促进生长。注意随着植株生长,光照条件变化及时将它宿剪或改为枝组。
(2)园内群体结构 园内树木群体是由个体组成。个体构成群体的方式有均匀栽植(长方形栽植、正方形栽 植、三角形栽植)、宽行密植(带状栽植)和等高栽植三种。坡地等高栽植比平地遮荫小,坡度愈大株间遮荫愈少,个体可适当多留枝。平地果园面积越大,园内光照、通风条件越差,个体应适当少留枝。群体中的个体伴随年生增长,树体不断扩大,必须调整个体结构,使之适应群体的变化,否则群体内通风透光条件变劣,势必影响产量和品质(树冠内部枝叶逐渐枯死,最后群体叶幕形成天棚形)。园内群体结构受密度影响,栽植愈密,封行愈早,封行后通风透光条件变差,必须通过修剪控制生长,延缓封行,近于封行时,应减少骨干枝数或缩短间栽树的枝长,直至伐掉间栽树木。
(3)主要树形参照果树树形(图3—13)。果树树形
2.修剪技术
(1)修剪方法,
短截 又称短剪,即剪去枝梢的一部分。它的作用是增加分枝,促进生长和更新,改变不同枝梢间的顶端地位和控制树冠与树梢。一般在枝梢密度增大,树冠内部(又称树膛)光线变弱时采用短截,增加膛内光照强度;在主枝出现生长不均衡时,为改变顶端优势部位,平衡主枝生长,也要采用短截。不过此时短截是强枝短留,弱枝长留的短截。有时为着控制树冠和枝梢的生长,也必须短截,生长期短截对控制树冠和枝梢生长效果最好。
缩剪又称回缩,也是一种短截技术,它是在多年生枝上短截。一般短截较长,所以称之缩剪,它有更新复壮的作用。如为缩短枝轴、使留下部位靠近根系或想从阶段性较低部位抽生新梢时,多采用缩剪;有时想更新枝组、骨干枝(主枝)或控制树冠、辅养枝时,也采用缩剪。缩剪作用的大小与缩剪程度留枝强弱,伤口大小有关。·
疏剪又称疏删,它是将枝梢(枝条)从基部剪除。疏剪是减少枝条数目,削弱整体或骨干枝势力,控制旺长,促进结果。通常在想增多增强树冠内光线,尤其是短波光时,要采用疏剪;有时为着控制旺长促进结果多用疏剪方法;有时为着调节树冠局部或整体长势时,也采用疏剪方法。疏剪愈多、伤口间愈近,作用越明显。
长放(甩放)对营养枝不剪称为长放。长放可使幼旺树、旺枝提早结果。为了促进幼树(或旺枝)早抽短结果枝时,要采用长放。由于枝条长放后,留芽多,抽叶多,生长的枝条多,营养过于分散,因此利于短枝的形成;有时为增粗营养枝,也采用长放方法。长放多用于长势中等的枝条,长放强旺枝时,应配合弯枝、扭伤等措施,以削弱长势。
除萌和疏梢抹除或削去嫩芽称为除萌或抹芽;疏除过密的新梢称为疏梢。常用于枳壳、葡萄栽培,以及嫁接后除砧蘖和老树更新后的除蘖抹芽。
摘心和剪梢摘心可削弱顶端生长,促进分枝。一般为促使二次梢生长,达到快速整形,加快枝组形成或增加分枝时采用摘心,特别是想提高分枝级数,提早结果时采用摘心剪梢;为使枝芽充实和形成花芽,或提高着果率,多采用摘心和疏梢。摘心必须在枝梢有了足够叶面积的保证之后进行,否则影响生长、花芽分化和着果率。
弯枝 弯枝就是改变枝梢方向,合理利用空间,改变生长势:利于树体生长和结果。通常树冠直立的品种,为了开张主枝角度或者为着促进近基枝更新复壮,防止下部光秃时,采用弯枝技术。
环剥是将枝干的韧皮部剥去一环。环割、大扒皮都属同一类。目的是抑制营养生长,促进生殖生长。多在春季新梢叶片大量形成后,防止落花落果,促进果实膨大时采用。再生能力差的树木多用环割或大扒皮,再生能力强的采用环剥。采用环剥时,环剥过宽、过窄都达不到预定目的,过深、过浅也不适宜。
此外,还有扭梢、刻伤、去叶、断根、去芽、击伤芽、折枝等修剪技术,应视情况采用。
(2)修剪的时期 修剪时期一般分为休眠期(冬季)修剪和生长期(夏季)修剪。药用果树和果树一样,休眠期贮藏的养分较充足,修剪后地上枝芽减少,营养集中在有限枝芽上,所以,新梢生长加强。夏季修剪,由于树体贮藏养分不及休眠期多,同样的修剪量,一般对树体的抑制作用较大,因此,夏剪剪枝量要从轻。有的地方秋季还进行修剪,目的是为着紧凑树体,改善光照,充实枝芽,复壮内膛。有的地方生育期进行两次修剪,第一次在6月完成,第二次在8—9月完成。生育期修剪不单限于上述时期,如除萌和疏梢可随萌芽状况随时进行。摘心目的不同,其时期也不同,缩剪、疏剪也要视树体整体和局部状况,按着人们修剪目的灵活掌握修剪时期。、
落叶药用果树休眠期修剪多在严寒来临之后和春季树液流动之前为宜。具体修剪的时期,要视植株体内养分含量多少、对芽分化和枝条充实的影响、植株的越冬性、树种特性和生长势以及劳动效率等而定。常绿果树休眠期或缓长期修剪多在春梢抽生前,老叶最多,其中许多老叶将要脱落时进行。广东、广西、台湾等省(区)的药用果树都在休眠后春梢抽生前进行修剪。
(3)修剪程度 修剪程度主要是指修量,即剪去器官的多少,同时也包含每种修剪方法所施行的强度。修剪的程度必须适度,过轻达不到修剪要求的目的,修剪过重反会抑制生长,只有适度修剪才能既促进枝梢生长,又能及时停止生长。象环剥的宽度和深度,如宽度不够,剥后很快愈合,达不到环剥目的,环剥过宽,长期不能愈合,会使枝梢死亡。同样弯枝的角度大小也必须适合修剪的目的要求。一般旺树、幼树、强枝要轻剪缓放,弱树、老树、弱枝要重剪,使其都能生长适度,有利于结果。田间肥水充足时,要轻剪密留,肥水不足则要加重修剪。修剪的程度也与修剪时期、方法、树种、树势有关,必须综合分析,灵活掌握。
(三)生长调节剂的应用 植物生长发育受自身体内生长调节剂的控制,现代农业生产已经逐步进入应用生长调节剂促控植物生长发育的时期。采用生长调节剂促控生产,在粮食、蔬菜、果树等方面进展较快,在药用植物栽培上的应用正在兴起。
1抑制地上器官生长,促进地下器官生长人参、三七、西洋参等根入药的药用植物,为了提高根的产量,应用生长抑制剂或生长延缓剂控制茎叶生长,促进根的生长。如在人参生长初期(展叶后),试验向茎叶上喷施Be(1000—4000ppm),可使种子千粒重增加3g左右,根茎上双芽胞率由1—2%提高到2一?%,参根产量增加10—20%。但由于近年国内外曾有报道B9有致癌毒性,现已停止试验。
2.打破休眠许多药用植物的种子具有休眠特性,而且生长缓慢。生产上应用生长调节剂浸泡种子,不仅打破了休眠,而且加快了胚的后熟。例如人参种子具有综合休眠特性,给予适宜的生长发育条件,尚需6个月的后熟期。在自然条件下,从种子成熟到完成后熟出苗需要9(无霜期长的地方)一22个月。近年研究应用40—100ppm的GA,浸泡种子18—24小时,可使种子形态后熟期由100—120天缩减为70天左右。用40ppmGA处理裂口种子,可使其生理后熟由60余天减为十几天。这样加快了种子后熟进度,争得了时间,使当年采收的参籽处理后,当年冬前就能播种(迟者翌春播种),第二年春就出苗。西洋参种子用GA处理,也可使当年采收的种子于翌春正常出苗。人参、西洋参种子还可以用BA、K浸泡种子,也能加快种子后熟速度。此外,象紫草、北沙参、水红籽的种子都可用GA处理,由秋播改为春播。
3.调控芽的生长用高浓度的NAA涂布大锯口,可以抑制石榴、无花果、核桃、橄榄的萌蘖发生;在葡萄、山核桃上应用B9有抑制新梢保果作用,还可防止徒长控制树形;在柑桔抽梢时,用调节磷(氨基乙基甲酰磷酸酯铵盐)500—750ppm或矮壮素(ccc)2000—4000ppm喷布(或1000ppm浇施)对抑制新梢有效(有代替抹芽和控梢的部分作用);有的报道指出,PP528[乙基5—(4氯苯)—2氢—4唑—2—醋酸盐]、三碘苯甲酸(TIBA)、化学摘心剂、细胞分裂素、控长灵(PPa33)可以抑制枝梢顶芽生长,促进侧芽生长,开张枝梢角度的作用;CEPA可以使枝顶脱落,枝条变粗。在大蒜、恭菜上调控芽的生长是在收获前两周,用2500ppm青鲜素(MH)喷雾处理,可以有效地防止贮藏期中的萌芽现象。
4.调控花芽分化、生长及性别,促进果实早熟在果树上施用GA可以促进生长,减少花芽分化;用4000—8000ppm的ccc和B9喷施莴苣,可明显抑制抽薹。GA有代替低温和长日照的作用,对一些二年生植物(胡萝卜、芹菜等)越冬前用20—40ppmGA滴生长点,可使其在越冬前抽薹开花;低浓度的乙烯利(100—200ppm)水溶液喷在南瓜等幼苗叶子上,可以促进雌花发生。相反地喷施50—100ppmGA,则雌花减少,雄花大大增多。在黄瓜雌性系上用GA处理,可使变成雌雄同株。有的报道指出,喷施一定浓度的2,4—D可以防止落花落果,或疏除花果。对果实喷施一定浓度的乙烯利可以促进早熟(使用300—500ppm乙烯利喷施西瓜可早熟5—7天)。
5.其它药剂和效用除生长调节剂外,还有用碘化钾、尿素、TTP、UC—TTP等落叶促进剂代替人工去叶,在药用植物中报道的是番石榴用25%尿素作脱叶剂。有的应用生长调节剂类物质,进行产品保鲜。
六、其他栽培管理药用植物中蔓生、攀缘、缠绕生长的种类很多,阴生植物也不少,这些植物在栽培管理上需要设支架或荫棚;有些植物栽培中,还需进行抗寒防冻,预防高温等管理,现将管理技术简介如下。
(一)搭架 攀缘、缠绕、藤本和蔓生的药用植物很多,如天门冬、党参、丝瓜、山药、马兜铃、何首乌、雪胆、牵牛、荜茇、穿山龙、轮叶党参、南瓜、冬瓜、忍冬、罗汉果、栝楼、五味子、木鳖子、马钱子、山葡萄、钩藤、六方藤……等。这些植物爬地栽培时,叶面积指数(LA”很小,例如南瓜、冬瓜只有1.5,很少超过2。由于在一定范围内,叶面积指数与产量成正相关。爬地栽培时,叶层相互遮荫,群体下层光照弱,叶面积指数愈大,遮荫程度也愈大,单位叶面积的平均光合生产率反而下降,净光合积累减少。再加上通风不良,湿度过大,易感染病害,而搭架栽培;株体攀缘、缠绕于架上生长,相对提高了冠层的高度,扩大了株间的距离,增加了受光面积,大大降低了遮荫程度,其产量随叶面积指数而增加。象南瓜、冬瓜等搭架栽培后,—叶面积指数就由1.5提高到4—5以上,产量也随之大幅度提高。所以这些植物栽培管理中,搭架是不可少的措施。
党参、山药、白扁豆、马兜铃、何首乌、牵牛、雪胆、荜茇等株型较小的药用植物可在株体旁立竿作支柱。为使支架牢固、抗风,也可将3—6个立竿(通常四个一起)绑固在一起,也可将立牵编架在一起。象忍冬、罗汉果、栝楼、钩藤等株型较大,立竿作支架太小,应搭棚架或牢固的立架,使株体在架上生长。搭架必须适时,当株高不能直立时就及时搭架为宜。
(二)遮荫 人参、西洋参、三七、黄连、细辛、吐根、砂仁、草果、天南星等阴性植物,自然·分布于林中,规模化生产以后,逐渐发展到林间空地或林缘荒山坡地。象砂仁、草果、细辛、吐根等多栽培在疏林林下,利用林木遮荫栽培。象人参、西洋参、三七、黄连等名贵药材则采用荫棚下栽培。人们采用不同棚式控制棚内的透光透雨程度,创造适合阴性植物生长的最佳环境条件,使之达到优质高产的目的。
阴性植物怕强光直射,需要遮荫栽培,但决不是什么样的荫棚都行。就植物自身来说,每种植物都有自己的光补偿点和光饱和点,又都有自己不能承受的最大光照强度,都需在一定的温、湿度环境下良好发育。所以,良好的荫棚应当是保证不受强光危害,提供的光照充足适宜,温湿度环境也很理想。就荫棚来说,结构合理、便于架设,成本低廉。所谓结构合理是指棚下受光均匀适度(冠层光照强度接近于光饱和点),温湿度也较均衡。
当前人参、西洋参所用荫棚有全荫棚(不透光不透雨棚)、单透光棚(透光不透雨棚)、双透棚(透光透雨棚)三类。棚式有平棚、一面坡棚、脊棚、拱型棚、弓形棚。黄连、三七、细辛多为双透平棚、在雨量较大的地区(特别是生育期)以拱形、弓形透光不透雨棚为好;在雨量较.少或土壤透水较好的地方,以拱形、弓形透光透雨棚为好。
平棚 一面坡棚、脊棚、拱型棚、弓形棚中,在棚帘密度一样的情况下,以拱形棚、弓形棚为最好,一面坡棚、平棚最差。一面坡棚棚下受光不均衡,前、中、后三部分受光差异较大,约1/3床面宽受光较为适宜,2/3受光不适宜。另外水分状况也不均衡,一日之内有效光总受光量少。把棚变窄些后受光状况有所改进,但土地利用率低,单位面积上架棚费用增多。平棚搭棚方便,效率高,但棚下受光状况仍不均衡,平棚与一面坡棚相比棚前棚后受光均衡(南北走向),但棚前棚后与棚内仍有较大差异,特别是宽平棚。一天之内有效光的总受光量最少。’
拱形棚 拱形棚是近年推广开的一种棚式,棚下前中后受光均匀,水分状况比上两种棚式好,缓解了平棚一日内只有中午短暂时间光照适宜,其它时间光照均弱的状况,从而提高了一日内有效光的总受光量。另外,拱形塑料棚还有一定的塑料大棚效应,能适当延长生育期,唯独棚的纵向受光还不均衡(平棚、一面坡棚也如此)。
弓形棚 弓形棚是在拱形棚基础上改进而成的,棚下状况与拱形棚相近似,比拱棚改进的是棚下纵向受光也均衡,因为去掉了横梁、拉杆顺杆等,改用竹匹子作弓,所以架棚省料,省工架设也较为简便,是目前较为理想的棚式。
目前阴性植物生产中,前面叙述的几种棚式都有,有关棚式的研究在人参上较多。几种棚式下的受光状况——.B光照强度变化,参见图3—14。
植物吸收太阳光中的红光最多,红光光合效率最大,黄光次之,蓝紫光的同作用效率仅为红光的14%。由于太阳光的直射光中红、黄光最多只占37%;而散射光中红光、黄光占50—60%,所以,阴性植物在强散射光下生长良好。
又因人参、西洋参栽培采用拱形、弓形薄膜棚最多,薄膜影响透过光的光质。所以,选膜以透过红黄光多者为最好。
应当指出,荫棚的高度要随年生变化而相应的加高,或—年变化一次,或2—3年变化一次。再者,一年四季中,光的组成和强度总在不断变化,所以,荫棚透光的多少即透过光照的强度也应随季节变化而相应变化。在东北参区,一般夏季透过光量为自然光量的20—24%,春秋时节透光量以自然光量的35—40%为宜。透光的多少还要视参苗大小(年生)、自然温度高低而变化,一年生、二年生小苗透光量应少些,高温干旱时节透光量也应少些。目前东北参区采用拱形或弓形调光棚(随季节变化改变透光度)是比较科学的,其设计原理适用于其它阴性植物的荫棚设计。
有些药用植物的育苗期或1—3年生幼苗阶段怕强光直射,所以,人工栽培时,要架设临时性荫棚或与其它高秆植物间种,利用高秆植物创造的荫蔽环境,满足幼苗生长之需。如龙胆草、五味子、当归、肉桂、白豆蔻、八角茴香等。此外,天麻采种时要设荫棚,平贝母移到北京栽培,也需架设荫棚。
(三)防寒越冬 我国幅员辽阔,自然条件复杂,栽培的药用植物常因种种原因也出现霜冻和冻害。有的年份个别种类冻害严重,给生产带来损失。多数情况是部分器官受害,或生,长停滞,有的导致病害发生,造成损失。所以栽培管理中,要注意防寒越冬管理。
霜冻、冻害各地都有。广东、广西,海南、台湾等省区低温冷害较多。宿根性草本植物和喜温的药用植物易发生冻害栽培管理时应予特殊注意。
冻害的发生与品种、长势、树龄、枝条的成熟度、地形地势、地理位置、气象和栽培管理条件等有关。通常情况下,春季热量光照不足,养分积累少,枝条未成熟,或氮肥偏多延迟生长,易发生冻害;寒潮侵袭时间早、强度大,持续时间长,易发生冻害,程度较重。一冻一化的剧烈变温是缩根性草本植物发生冻害的主要原因。东北、华北、西北地区容易发生。山的南麓比北麓明显。同一地段(或坡向)中,低洼地重,砂性大的地块冻害重。
预防措施;对一、二年生药用植物,采取调节播种期(提前或错后)、加强管理等措施,使生育期间错开低温冷害或霜冻害时期,并促进植株健康生长。在霜冻来临时采取熏烟、灌溉、覆盖等措施预防。易发生冻害的植物和地区,应适时培土或地面覆盖,或包扎防寒等。
药用植物遭受霜冻害后,应及时采取措施加以补救,力争减少损失。如扶苗、补苗、补种和改种,加强田间管理等。
七、病虫害防治药用植物栽培过程中病虫危害严重时可没有任何收成,一般情况下也要降低产量和品质,所以,药用植物栽培过程中,病虫害的防除也是获得优质高产不可缺少的重要措施之一。病虫害的防治应贯彻预防为主,综合防治的方针,应采用各种方法,把病虫害限制在造成损失的最低限度。
(一)植物检疫 许多病虫害的传播是随种子、种苗、包装物等远距离传播的。调运种子、种苗不经检疫,将病虫带入新区,遇到适宜条件侵染为害,必将造成损失。所以,从国外或外地调运种子、种苗时,必须经过检疫,确认无检疫对象和主要病虫害后,方可调运。
(二)农业防治
1合理轮作与间作药用植物在一地种植后,田间就存有病菌和害虫的侵染源,连作会给病虫害的侵染源提供寄主和食物,导致病虫害的大发生。而合理的轮作与间作,会使病菌、害虫在能存活的期限内因得不到寄主而死亡。如白术的根腐病和白绢病病菌能存活3—4年,要能与禾本科植物轮作四年以上,就会使其死亡。如果轮作作物或邻作、间作植物选择不当,就收不到预定的效果。又如地黄有线虫病,不能与大豆等有同类线虫病的植物轮作或邻作,否则线虫病为害就加重。如果间套作植物或相邻植物搭配不合理——把同病寄主或中间寄主、同一害虫为害的植物搭配在一起或相邻种植,病虫害也重。例如把颠茄和马铃薯间套或相邻种在一起,二十八星瓢虫和疫病的为害就加重。
2.深耕细作,清洁田园深耕细作不仅能直接杀灭病虫,而且还促进根系发育,使植物生长健壮,增强抗病能力。清洁田园是预防病虫危害的重要措施之一,它包括清除病株病叶(病部)、田间杂草及植物残体,并把清除物深埋或烧掉。这样可以减少来年侵染为害的来源,从而大大降低病虫发生为害程度。如枸杞黑果病(马铃薯晚疫病),在秋季收果后,彻底清除树上黑果和剪除病枝,并将地上枯枝落叶及黑果全部除掉深埋。第二年7月中旬调查,彻底清园者发病率为2.1%,清园不彻底者发病率为22.4%,未清园者发病率为50.8%。
3.科学栽培管理选育抗病抗虫品种在相同栽培管理水平下,就可以获得较高的产量。如有刺红花比无刺红花抗炭疽病和红花蝇;矮秆阔叶型白术有一定的抗术籽虫为害能力等。调节播期使植株错过病虫浸染为害期,如在东北早播红花可避免炭疽病为害。适时间苗,合理施肥可使穿心莲烂根病的发病率大大降低,反之发病严重;适当增施钾肥有提高蛔蒿抗烂根病的作用;采用拱形调光棚,适当提高棚下光照强度,可以大大降低人参黑斑病的发病率。
总之,农业防治措施在防治病虫害中占有重要地位。
(三)生物防治 生物防治是利用自然界有益的生物来消灭或控制病虫危害的一种方法。使用灵活、经济,对人畜和天敌安全,无残毒、不污染环境,效果持久,是未来的一个发展方向。
生物防治中有以虫(捕食性益虫,寄生性益虫)治虫,如瓢虫食蚜虫,赤眼蜂寄生玉米螟,绒茧蜂寄生地黄拟豹纹蛱蝶幼虫等;以菌(杀螟杆菌、苏云金杆菌、白疆菌等)治虫,如上海应用桑毛虫核多角体病毒防治桑毛虫;有益动物的保护与利用;农用抗生菌的应用,如春雷霉素、多抗霉素、769等防治多种病害。
(四)理化防治 物理防治就是利用光线、温度、风力、电流、射线等物理因素和器械设备等物理机械作用来防治病虫危害。如种子清选、温汤浸种、人工器械捕杀,诱杀等;化学防治就是利用化学农药来防治病虫害的一种方法。这种方法目前应用最普遍,见效快,效果显著,使用方便,适用于大面积防治,是综合防治中的一项重要措施。
在实际防治中,必须将各种防治措施结合起来,灵活运用,才能提高防效,夺取优质高产。
第四章药用植物的采收与产地加工第一节采收一、采收时期.
药材的采收期直接影响药材的产量、品质和收获效率。适期收获对药材的产量、品质和收获效率都有良好作用。若收获不及时,遇上干旱、阴雨、低温、霜雪等天气。常会引起发芽、霉变、落粒、工艺品质降低等,使生产受到较大损失。
(一)采收期与产量 采收期对产量影响很大。如灰色糖芥地上部分产量:孕蕾期为55.66kg/亩,初花期为65.6kg/亩,盛花期为72kg/亩,花凋谢种子形成期为97.5kg/亩,种子近于成熟期为76.89kg/亩,以花凋谢种子形成期为最高。又如四川栽培的黄芪,8月花期采收,7.0kg鲜根出1kg干根,9月初采收鲜干比为5—6:1,接近枯萎期(10月)采收,鲜干比为3—4:1.,11月(完全枯萎后)采收,鲜干比为2—3:1。按各期鲜根产量相等计算,以完全枯萎的.11月份采收为最好,实.际上鲜根产量也是11月份最高。采收期与产量的关系不单单是年内各时期、各月份的差异,像芍药、人参、西洋参、黄连等多年生宿根性药用植物,还有个适宜采收年限问题,采收年限不同,产量也不相同。、如芍药栽培三年采收,其单产为300—400kg/亩,如果四年采收(生产上投入很少),则单产为400—500kg/亩。又如人参,六年生采收比五年生采收,产量高20—30%。七年采收又增加棚料费、人工费,成本显著提高。其产量比六年生高10%左右。
(二)采收期与质量 药材是防病治病的物质基础,其质量优劣与药用(有效)成分含量高低成正相关。药效成分含量高,治病效果较好,没有药效成分就不能防病治病。古代本草曾记有“药物采收不知时节,不知阴干曝干,虽有药名,终无药实,不以时采收,与朽木无殊”。这表明我们的祖先早已懂得采收期与质量的关系。华北地区药农讲“三月茵陈,四月蒿,五月茵陈当柴烧”的彦语,是说明茵陈只有三月苗期采收才能做药材。药用植物生育时期不同,药效成分含量(各器官也如此)也不一样,这种趋势在许许多多的药用植物中都能看到。如灰色糖芥地上部分强心甙含量:孕蕾期为1.82%,初花期为2.15%,盛花期为2.3l%,花凋谢种子形成期为1.99%,种子近于成熟期为1.39%。所以,就强心甙含量而言,以盛花期收获为佳。再如细辛,它是全草入药,挥发油为主要活性成分,有人测试出苗期(4月)、开花期(5月)、果期(6月)、果后营养生长期(?至8月)、枯萎期(9月)的醚溶性浸出物含量,依次分别为4.52%,5.78%,3.21%,3.45%,3.41%,其中以开花期含量为最高。我国东北传统的采挖期也是5月间。人参、西洋参、三七、大黄、细辛、黄连等多年生宿根性药材,年生不同药效成分含量也不同,一般地讲,年生愈大含量愈高,不过在6年生以前,含量增长速度较快,6—7年以后含量增长速度与重量一样,开始降了下来。例如大黄甙是在第三、第四年种子成熟前含量最高,种子成熟后,甙的含量显著下降。人参、西洋参、三七中人参皂甙含量的年生间变化归纳于表
4—1。从表中看出,传统采收年限根中皂甙含量都是很高的。人参根在收获当年测定不同时期根中皂甙含量,以8月中至9月中这一段期间含量较高。
药材质量问题,除了药效成分含量外,还有色泽、饱满度、油性等多方面衡量指标。采收期不同,这些指标的优劣也不尽一致。如番红花适期采收干后产品色泽鲜红,有油性;采收偏晚柱头粘上花粉粒呈黄色;采收偏早干后呈浅红色,质脆油性小。又如人参,适期采收浆足质实,加工出的红参、生晒色正,无抽沟,红参断面呈角质样。如果提早或延后起收,加工出的产品有抽沟。天麻提早或延后采收,加工后的块茎抽瘪严重。贝母提早采收加工出的产品质轻,过晚起收加工出的产品色发黄等。
(三)采收期与收获效率 许多果实或种子入药的药材(薏苡、紫苏、芝麻、芥子等),必须适时采收,如果采收过晚,果实易脱落或果实开裂种子散出,这样不仅减少了产量,而且还浪费了人力;象枸杞、五味子等浆果类药材,采收过早果实没红,果肉少而硬,影响药材质量和产量。如果采收过晚,果实多汁,采收易脱落或弄破果实,也影响产量和质量,要保证质量就得小心采摘,降低收获效率;又如厚朴、杜仲、肉桂等皮类药材,多在树液流动时采收,剥皮容易,劳动效率高。过早或过晚采收,不仅剥皮费工,而且也保证不了质量;东北、华北、西北地区以及南方的高寒山区,根类药材收获过晚(土表结冻后)’,不仅影响收获效率,而且易使根部折断,降低药材质量。南方郁金收获过迟,块根水分过多,挖时易折断、费工,加工易起泡,干燥时间长。
(四)种子质量与收获期 收获期不仅影响药材的产量与品质,也影响种子、种栽的产量和质量。如细辛种子采收不及时,果实成熟后会自然开裂,种子散落在地,散出的种子不是被蚂蚁搬食,就是因干热丧失发芽能力;人参种子采收过晚成熟者会落地;红花种子不及采收,一旦遇雨会自然萌发;平贝母鳞茎采播过晚(8月后)会生根,严重影响种用鳞茎质量。人参、西洋参种栽起收过晚,易遭缓阳冻等。种子采收过早均未成熟,也难保种子质量。
总之,不论是收获药材还是收获种子,都必须适时采收,过早过晚采收,不仅降低产量和品质,而且还降低了收获效率。’
(五)采收期的确定 确定药材的采收期必须把有效成分的积累动态与产品器官的生长动态结合起来考虑。一般有效成含量有显著高峰期,而产品器官产量变化不显著的,则以含量高峰期为最佳采收期;或者含量变化不显著,而产量有显著高峰期者,则以产量高峰期为最佳采收期。如蛔蒿、细辛等。据报道沈阳地区栽培的蛔蒿,其山道年的含量有两个高峰期,第一高峰期正值营养生长期,叶中山道年含量可达2.4%,第二高峰期在8月下旬,正值开花前期。花蕾中山道年含量2.4%,而两个时期蛔蒿产量变化不大,均可作适宜采收期(图4—1)。有效成分含量高峰期与产品器官产量高峰期不一致时,以有效成分总含量最高时,为最适采收期。如薄荷、灰色糖芥等。有人报道灰色糖芥强心甙含量以开花初期和开花盛期为最高,而地上部产量则以花凋谢种子形成期为最高,几个时期强心甙总含量分别计算如下:·开花初期总甙含量(kg/亩)=65.6X2.15%=1.41
开花盛期总甙含量(kg/亩)=70.0X2.31%;1.66
花凋种子形成期总甙含量(kg/亩);97.5X1.99%=1.94
种子近成熟期总甙含量(kg/亩)=76.89X1.39%=1.07
计算结果表明,花凋种子形成期总甙含量最高,此时为最佳采收期。
采收期的确定除了看产量、有效成分含量外,还要看其它干扰成分(特别是毒性成分)含量变化。如治疗慢性气管炎的照山白(Rhododend'ronmicranthumTurez.),叶中含总黄酮和枝木毒素I(grayanot,oxinl)。总黄酮为有效成分,枝木毒素为毒性成分,两种成分生育期间的变化归纳于表4—2。
从表中看出,总黄酮含量以12,1,2,3四个月份最多,6,7,8三个月最低。枝木毒素I的含量以6,7,8三个月最多。就生长产量来说,6,7,8月生长最旺盛,叶的产量最高,而12,1,2,3四个月产量最低。从叶的产量、有效成分和毒素成分含量三个因素的综合水平看,以5月、10月为最佳。
应当指出,有些药用植物有效成分含量变化期很窄,如曼陀罗花(洋金花)中总生物碱含量以花凋谢期为最高,花蕾期次之,盛开期最少;薄荷叶中挥发油的含量以植株处于待开花期最高,盛花期次之,花后变少,现蕾前最少,晴天多,阴天少。有的受纬度、海拔、产地等因素影响,确定采收期时也应注意。.
药材采收期因植物种类、药用部位;地区气候条件等因素而异。现将各类药材传统的采收经验简介如下:.
1.根和根茎类当年播种收获的药用植物有牛膝、玄参、半夏、天麻(白麻作种)、地黄、北沙参、浙贝、菘蓝、天南星等;栽培2—3年收获的品种:乌头(附子)、柴胡、黄芪、当归、白芷、防风、黄芩、白术、云木香、土木香、党参、桔梗、前胡、知母、独活、缬草、商陆、射干、百合、丹参、平贝母、峨参、何首乌等;栽后3—5年收获的有品种:细辛、大黄、芍药、三七、甘草、百部、天门冬、远志、穿山龙等;栽培6—8年收获的有品种:人参、黄连、巴戟等。在收获年份里,绝大多数品种都是在植株生长停止,待要进入或进入休眠期采收,或者在春季萌芽前采收。多数品种是秋季采收,柴胡、明党参传统经验认为春季采收最好。平贝母;延胡索在小满至芒种期间采收,太子参在夏至前后采收。
2.皮类(树皮、根皮)皮类药材栽培年限较长,除牡丹皮需3—4年外,杜仲、厚朴、黄柏需10年以上,肉桂需15—20年。一般是春末夏初植物生长旺盛,皮部养分和树液增多时采]收。
3.叶类多数叶类药材为当年采收,有的为2年采收,有的可连采。采叶宜在植物生长最旺时期,如花未开放,或果实未成熟前,此时叶内营养充足,有效成分含量最高。但桑叶须在秋霜后采收。
4.花类忍冬、丁香、款冬、槐花、番红花、洋金花等多在花蕾膨大,但尚未开放时采收;辛夷在花蕾微开时采收;红花、菊花、凌霄花宜在盛花期采收;除虫菊在花头半开时采收。
5.果实和种子类果实多在自然成熟或将要成熟时采收,如栀子、山楂、栝楼、枸杞、薏苡等;枳壳、梅等宜在未成熟时采收;川楝、山茱萸着霜后采收为佳。种子类药材多在自然成熟时采收。成熟期不一致的果实或种子,应随熟随采,如木瓜、风仙花、补骨脂、水飞蓟、续随子等。
6.全草类全草类药材多在进入生长最旺盛时期,如蕾期,或花期采收,如细辛、藿香、荆芥、穿心莲;马鞭草等少数种是在开花后采收。
7.树脂及其它树脂、藤木类药材栽培年限较长,苏木、阿拉伯胶需5—6年,安息香需7-9年,儿茶、沉香需10年以上,檀香要30年才能采收。
二、采收方法采收方法因植物、入药部位而定,目前主要的方法有如下几种:
(一)摘取法 花类药材(丁香、忍冬、款冬、红花、菊花、番红花等)、果实类药材如栝楼、栀子、山楂、枳壳、梅、木瓜、枸杞、川楝、山茱萸等(薏苡除外),都采用摘取法。在进入采收期后,边成熟边采摘。花期长的,开放不整齐的应分批采摘,摘后及时阴干或晒干(或烘干)。果实成熟不一致的也要分批摘取,采摘多汁果实时,应避免挤压,并要及时干燥,减少翻动次数,以免碰伤。叶类药材也要采用摘取法,摘后及时阴干或晾晒。部分种子类药材也可采用摘取法。有些皮类、根类药材的种子采收,也采用摘取法。
(二)刈割法 果实类药材中的薏苡和大多数种子类药材(补骨脂、芥子)、牛蒡、水飞蓟,等的采收都采用刈割法。大部分全草类药材,如荆芥、薄荷、藿香、穿心莲等用刈割法采收,可一次割取或分批割取。
(三)掘取法 根及根茎类药材都采用掘取法采收,部分全草类药材(细辛等)的采收,也采用掘取法。根及根茎类药材的采收,一般先将地上部植物体用镰刀割去,然后用相应的农具采收。采收时应避免损伤药用部位。
(四)剥取法 皮类药材都采用剥取法。一般在茎的基部先环割一刀,接着在其上相应距离的高度处再环割一刀,然后在两环割处中间纵向割一刀。纵向割完后,就可沿纵向刀割处环剥,直至茎皮、根皮全部被剥离下为止。此段剥离后将树锯倒继续剥皮。近年试行活树剥取法,采用环剥或半环剥方法,控制环剥面积,这样可以不用锯倒树木。
第二节药用植物的产地加工一、加工的目的和意义·
栽培的中药产品除少数品种(鲜生地、鲜石斛、鲜芦根等)鲜用外,都是加工成千品应用。加工的目的和意义是:纯净药材,防止霉烂变质;保持药效,便于应用;利于贮运,保证供应。
(一)纯净药材,防止霉烂变质 采收的药材多是鲜品,含水量很高。由于药材中都含有丰富的营养物质,湿度又大,微生物极易萌生繁衍,并从其伤口、皮孔、气孔等处侵入内部,致使药材霉烂+部分药材虽然没有被霉烂,但在其它药材霉烂、生热、腐败过程中也发生变质,失去药用价值。所以,采收的药材要及时加工,清除或杀灭微生物,降低体内水含量,防止霉烂变质。
根及根茎类药材采收后,体表沾附很多泥土和土壤微生物,有的还带有茎叶残体及须根,这些都是附着的非药用部位,直接影响到药材的纯净度。又如红花是花冠入药,摘取花冠时,常常把部分苞片摘下。诸如此类的还有摘果带入果柄,摘蕾带入叶片,摘取番红花柱头带入药冠等等。只有把这些带入部分全部清除,才能保证药材的纯净。所有这些杂物的清除是伴随加工工艺,在加工前、加工中或加工后一并进行的。
(二)保持药效,便于利用 植物通过自养或异养获得到营养物质,并能利用此类产物再生成次生代谢产物,这一过程可概括为合成代谢。植物在生长发育过程中,又不断利用这些合成产物构成机体或作为能源被消耗掉。这一过程是通过降解代谢来实现的。生物体有合成就必然有降解,合成和降解构成了生物的代谢过程。药材中的药效成分,就是生物代谢过程中的初生代谢产物、中间代谢产物或最终代谢产物。而生物机体内代谢产物的合成与降解是由酶来调节的。采收后的鲜药材中含有多种酶类,这些酶在没有受到破坏前都具有活性,它们都能在各自适宜的条件下,使相应的产物转变成另外的成分。有些药用成分被降解后,就降低了药效或失去药效,进而失去药用价值。如甙类酶解后变成糖和甙元,甙元的活性与甙不同。.·
药材的产地加工可以杀死酶类,防止降解,从而保证了药效。
有些药材通过一定的加工工艺可使某些活性成分增加。加工还可洗除或转化某些毒性 成分,如生附的乌头碱、次乌头碱等通过胆巴水浸泡和漂水而降低含量或被转化。产地一次加工比用户分散加工成本低,且能保证药材质量。·
有些药材质地坚硬,或者个体粗大,鲜时不切片,干燥后是很难弄碎称取。采用整个药材入药煎熬也不方便,且难保证处方的功效。此外,还有些药材需要去皮或抽心,只有趁鲜加工。才能保证药材质量,又省去用药者用前的加工。
(三)利于贮运,保证供应 鲜药材水分含量高,容易霉烂变质,这不仅给贮存保管或运输带来了极大的困难,而且还容易造成损失。针对不同药材特点,采用相应工艺加工后,不仅保持了药效,而且降低了水分含量,使药材中的含水量降低到任何微生物都不能萌发和生长的限度,这样就不能霉烂,可以安全贮藏和运输。有了安全贮运条件,就可按计划规模生产,保证供产,满足医疗用药需要。
此外,通过加工手段可按药材和用药的需要,进行分级和其他技术处理,有利于药材的炮制、用药和深加工。
二、加工方法’
药材采收后,不论哪类药材,产地加工均需干燥工艺。干燥方法有阴干、晒干和烘干三种。干燥中必须注意温度变化,只有温度适宜,才能保证药材的色泽、形状和内在质量。一般烘干温度为500c左右;低温烘干多不超过400c;浆果类药材以70—800c为宜。烘干温度也要因药材所含成分而变化,一般含挥发油类的药材,烘干温度以30℃左右为宜;含甙和生物碱类药材,可在50—60℃下烘干;含维生素类的药材,可在70—900c下烘干。
洗刷是清除泥土和杂物的好方法,但不是所有的药材都能水洗。能够水洗的药材,洗刷过程中,严禁长时间水泡,否则也会损失有效成分。
(一)根和地下茎类
1.直接分级干燥,除杂入药这类药材不经洗刷,直接晒干、阴干或分级烘干,有些药材体粗大,不易干透时,应边干边闷,反复闷晒(烘),直至达8—9成千时,除去杂物,最后干至合乎商品规定标准为止。如平贝母、川芎、三七、牛膝、大黄、防风、柴胡、前胡、甘草、黄芪、白术、地黄、板兰根、独活、丹参、黄连、续断、缬草、紫菀、何首乌、云南萝芙木等。干后再按商品等级分级包装。
2.洗刷后干燥像人参、西洋参、伊贝母、虎杖、射干等药材采收后,要用清水将根体洗净,然后晒干或烘干。最后按商品规格分级包装。
3.浸漂后干燥平贝母加工时,先水洗,然后用石灰水浸12小时,浸后拌石灰干燥。盐附子加工时,是把附子浸在一定浓度的胆巴和盐的水溶液中(俗称泡胆),浸泡3—4天后,浸控、浸晒(晒短水、晒半水、晒长水)2周,最后用高浓度的煮沸的盐胆水浸泡24—42小时,浸后控干即成盐附子。
4.刮皮干燥有些药材加工中有刮皮工艺,刮皮后干燥成成品。如北沙参、桔梗、山药、穿山龙、半夏、浙贝、大黄、明党参、芍药、光知母等。北沙参、芍药、明党参是先用沸水浸烫,冷却后去皮,余者趁鲜刮去粗皮(大黄也可削去粗皮),然后晒干或烘干。雪胆的去皮较特殊,它是将块根放入柴火中烧熟(严禁把皮烧焦),然后剥去表面粗皮干燥。
5.切片(段)干燥根体较粗或质地坚硬的药材需趁鲜切片(段)或剖开,然后晒干或烘干。采用此种工加工的药材有:天花粉(栝楼根)、商陆、地榆、苦参、乌药,土木香、云木香、吐根、穿山龙、大黄、附片(白附片、黑附片、顺片)、催吐萝芙木、巴戟天(晒6—7成干切段)等。。
6.熏干或熏后干燥当归加工是把根扎成小把,再把小把纵横堆放在架上(高30—50em),用湿柴或秸秆燃烟熏干,熏至表皮呈赤红或金黄色时,再用煤熏烤至干。有些药材为防虫蛀霉变或保持产品表面洁白,在烘干前或烘干过程中;用硫磺熏蒸4—12小时,然后干燥,也有的品种或地方采取先熏而后洗刷、烘干。先熏后洗刷者,根体发软,不易折断,根中残味也轻。
7.烫或蒸制后干燥有些药材洗刷后需要沸水浸烫或热锅蒸制,然后烘干。这样加工出的药材质地致密,吸湿慢,耐贮性能好,药性也与直接晒干或烘干者不同。如大力参(又称烫通)、红参。采用烫后干燥工艺的药材还有天冬(天门冬)、百部、百合、白及、延胡索、石斛、太子参、峨参等。采用蒸后干燥工艺加工的药材还有郁金、黄精、大个的白芷等。
8.其它.远志加工时,趁水分没干时,用木棒敲打,使其松软,抽去木心,晒干后才能称为远志肉,不抽心直接晒干称为远志棍。·玄参晒干过程中要经常把根体堆放在一起,并盖上麻袋等物闷捂(晒1—2天捂2—3天),使其根体内部变黑,闷捂变黑的化学反应或药效成分变化,虽然尚不清楚,但商品规格规定断面全黑者为佳。
(二)皮类 皮类药材采收后晒干,杜仲、厚朴要刮去粗皮(厚朴趁鲜刮粗皮,色显黄色为度),刮后趁鲜或半干时,将皮展平,相互重叠用重物压平后再晒干。杜仲剥下的树皮要用沸水烫、泡后展平,并用稻草垫、盖,使之“发汗”。当内皮呈紫褐色时再取出晒干。桂皮还有卷筒干燥者。牡丹皮有刮皮和不刮皮两种。加工中严禁着露触水,否则会发红变质。
(三)叶和全草类 叶类、全草类药材多含挥发性成分,最好是放在通风处阴干或低温下烘干。通常阴干前或阴干中扎成小把(捆),然后再阴至或晒至全干。如紫苏、芥穗、薄荷、细辛等。但穿心莲、大青叶、毛花洋地黄、莨菪可直接晒干。含水多的叶类药材(垂盆草、马齿苋等),需用沸水轻轻烫一下,然后晒干。
(四)花类 一般花类药材采收后晒干或烘干(红花忌烈日下晒干),随采随晒,干得愈快愈好。’
(五)种子和果实类 决明子、续随子、芦巴子、牛蒡子、水飞蓟、急性子、薏苡等可直接晒干,干后清除杂物。薏苡干后还要去皮,取种仁入药。砂仁连果皮一起干燥。李、郁李等应打碎果核,取内部种仁晒干入药。五味子、枸杞子可直接晒干或烘干;枳壳、佛手可割开干燥。栝楼割开后晒干或去掉内瓤和种子,然后晒干(烘干)入药。乌梅要求烟熏烘烤干燥等。豆寇是带果实干燥贮存,用时取其种子入药,这样干燥保存有效成分散失少。
第五章植物细胞的工业化生产1
人们都知道,自18世纪细胞学说诞生之日起,世界上许许多多的生物科学工作者都在探讨细胞培养技术。植物组织和细胞培养就是在这个发展过程中,于20世纪初兴起的生物学新技术。目前,植物组织和细胞培养已发展成为一种常规的研究方法,在理论上深入探讨细胞生长、分化的机理及有关细胞生理、遗传学等问题。它的一些技术——胚胎培养、茎尖培养、花药培养单倍体、无性快速繁殖等已被生产所应用;细胞融合技术、植物细胞工业化生产年代后,细胞培养技术开始问世。1953年Muir报道将万寿菊(Tageteserecta)和烟草愈伤组织转移到液体培养基中,放在往复式摇床上振荡,就能得到由单细胞及细胞团聚体组成的细胞悬浮液,并可通过继代培养进行繁殖。1956年Steward和Shantz用胡萝卜根外植体愈伤组织进行液体培养,由于存在游离细胞及小细胞团而使培养液变得混浊,这种培养液同样可以用来进行继代培养。Nickell(1956)使菜豆的悬浮培养物继代培养持续4年之久。50年代后,细胞培养从管、瓶发展到大容积的发酵罐培养,从不连续培养发展到半连续和连续培养,直至近代的浊度恒定法和化学恒定法等自动控制的较大规模的连续培养。
细胞悬浮培养是使游离的植物细胞悬浮在液体中进行培养。它可以在较大的容器中培养,其细胞仍能正常生长和增殖。条件适宜,增殖的细胞仍是单一的或是较小的细胞团。在此种条件下,细胞增殖速度比愈伤组织快。在培养过程中,细胞的数量及总量在不断增加,经过一定时间后,细胞产量达到了最高点,接着增长就停止了。如果此时将培养物稀释进行继代培养,若能使培养液中细胞的密度稀释到与原初培养密度一样时,培养过程中,细胞增殖的速率几乎与上次相同,经过同样的时间后,增殖又停止了。停止时细胞的产量也和上次相同。这种严格的重复性是细胞培养的一个重要的特征,它表明此种条件下群体中各个细胞处于相当均一的状态。但是,一旦培养细胞象愈伤组织那样出现分化,这种重复性就消失了。
细胞培养过程中,由于细胞受形态全能性的影响,总具有集聚在一起的特性,因此增殖的细胞不能像细菌那样都各自分散在培养液中,故培养过程中总是游离细胞与细胞团相伴为多。细胞培养过程中,游离细胞的多与少与培养植物种类、基质组成(含激素种类与比例)
细胞培养过程中,细胞株(即单个细胞)是个体,同一种植物的细胞,绝大多数性状一致,少数细胞与之有差异,这种差异与自然界植物体一样,有优良的,也有性状不佳的,这为培养的选择提供了条件。
细胞培养过程中,细胞内也可以形成初生和次生代谢产物,已鉴定的产物有:碳水化合物,蛋白质、糖、氨基酸、有机酸、酶、生物碱、抗生素、生长素、黄酮类、糖苷、酚类、色素、皂甙、甾体类、萜类、单宁…“·等。这些产物的多少与培养植物种类、培养物的生理状态、培养基质中的化学组成(特别是激素)、培养条件等有关。此类问题尚在深入研究之中。
细胞培养过程中,有时也会出现分化现象,如形成胚状体、胚性细胞团等。这些分化物转移到适宜基质上就可以发育成一个完整的植物体即细胞再生植株。细胞培养过程中,有时也会出现变异和突变,这种变异和突变也并不是都完全有益。这点是继代培养中值得注意的问题。
许许多多药用植物细胞培养表明,,在适宜的培养条件下,每种植物细胞内都含有与天然植物相同种类的药用成分,如糖类、甙类、萜类、生物碱、挥发油、有机酸、氨基酸、多肽、蛋白质和酶类、植物色素等。其药效成分的含量是天然植物体含量的几倍到几十倍。这就为药用植物细胞的工业化生产提供了基本的技术基础。
所谓植物细胞的工业化生产,就是指使植物细胞像微生物那样,在大容积的发酵罐中发酵培养,并获得大量植物细胞的生产方式。因为这种生产不是在药圃,也不是在大田,而是在工厂的发酵罐之中,故名工业化生产。
药用植物细胞的工业化生产是1968年首先在日本获得成功的。1968年,日本明治制药公司在古谷等人的指导下,用130m’的培养罐进行了人参培养细胞的工业化生产。较有希望用于工业化生产的还有:用苦瓜培养细胞生产类胰岛素;用莨菪培养细胞生产天仙子胺、L—莨菪碱、红古豆碱;用十蕊商陆培养细胞生产植物病毒抑制剂与抗菌素;用烟草B—Y细胞株生产辅酶Qlo;用薯蓣、苦瓜培养细胞生产薯蓣皂甙元;用筛选的洋地黄培养细胞进行强心甙的转化等等。·
植物细胞工业化生产的优点是:第一,生产的环境条件容易控制,不受季节、区域的限制。这对那些生长条件要求严格、生长缓慢、产量小、价值贵重而稀少的植物药的生产来说,具有十分重要的意义。第二,生产用地少,不与粮食、蔬菜等作物争地。在我国人口多,耕地少,粮药都需按比例、按计划生产的情况下,这种生产方法更具有特殊的意义。第三,可以提高经济产量。在自然条件下,人工栽培的植物,只是植物体的部分器官入药,入药部位与整个生物体相比,比重较小即经济产量低。而采用工业化生产后,培养的细胞都含有药效成分,非药用部位不进行培养,也不生长,这与人工栽培相比,经济产量可以大大提高,有的植物的经济产量近乎是百分之百。另外,工业化生产出的细胞药效成分含量高,是自然栽培植物含量的几倍至几十倍,从这个意义上讲,与栽培植物相比,经济产量超过百分之百。第四,便于采用先进技术,实现现代化、自动化。第五、生产周期短,速度快,利于计划生产。自然界栽培的药用植物多为一年、二年或多年生的药用植物,一个生长周期为一季、一年或多年,而工业化生产周期只需4—6周。一年相当自然栽培的9—10个生育季节或9—10年。另外,自然栽培的药用植物,只有分生组织或具有分生组织的部位,细胞才能分裂增殖,即分裂增殖细胞少,而工业化生产中,大多数细胞都能进行分裂增殖,再加上工业化生产过程中,为培养细胞提供最佳环境条件组合,细胞生长良好,所以,细胞生长速度快。由于工业化生产周期短,速度快,便于根据用药的数量和轻重缓急,分期分批地安排生产,保证用药之需。
正是由于细胞工业化生产有上述优点,才引起国内外众多科学工作者的关注与重视,并都在致力于基础研究,不断完善其技术。为此,我们也将细胞的工业化生产作为药用植物生产作为药用植物生产的一种新技术,列为一章讲述,以便适应未来药用植物生产发展的需要。·
应当指出,植物细胞的工业化生产目前尚未像其它生产技术那样成熟,尚须进一步完善;实现植物细胞的工业化生产,需要有一定的设备为生产基础,生产投资较大;生产技术严格,并需要有一定的技术基础才能投入生产。
二、植物细胞工业化生产的流程与工艺要求
(一)生产流程 植物细胞工业化生产流程概括如下:
待培养植物愈伤组织的诱导和培养+单细胞分离+优良细胞株的建立一扩大培养+大罐发酵。
(二)工艺要求
1.待要培养植物愈伤组织的诱导和培养待要培养植物愈伤组织的诱导和培养是植物细胞培养的基础工作之一。它的步骤和要求是:
(1)选择植物材料目前已成功的从许多植物诱导出愈伤组织,其中双子叶植物最多,单子叶植物也有,但品种数量远不及双子叶植物多,其它类就更少。植物的器官和组织都可作为诱导愈伤组织的材料,尤其是健康无病的,幼嫩材料诱导快,诱导率高。多年生木本植物,应从生长发育上年幼的枝条上取材。
(2)材料的消毒按选材的要求取材后,应适当除掉非接种部位或阻碍彻底消毒的部位,然后将待要消毒、分割接种的材料放入表面消毒的容器内,振摇消毒。常用的消毒剂有2—3%的次氯酸钠或9—10%的次氯酸钙。也有用0.1%升汞进行消毒的。
消毒时间因植物种类、被消毒材料的幼嫩程度、消毒剂的种类和浓度、消毒方式等有关。消毒材料幼嫩的,消毒剂浓度高的,直接消毒接种部位的,消毒时间应短些,反之则要高些。用次氯酸钠、次氯酸钙直接消毒幼嫩茎、叶、花、果材料时,一般消毒时间为10—15分钟,间接消毒为15—20分钟。用0.1%升汞消毒,直接消毒被接种材料用7—10分钟,间接消毒为10—15分钟。消毒后用无菌水冲洗三次,然后分割接种。
(3)确定使用的培养基用于诱导愈伤组织的培养基种类很多。植物种类不同要求的(或适应的)培养基也不一样,也就是说,一种植物材料接种在不同培养基上,其愈伤组织诱导的快慢和生长的状况也不一致。所以,诱导愈伤组织时,应对各种培养基进行选择,特别是使用的生长调节物质(生长素类、细胞分裂素类等)的种类与浓度,培养基的渗透压、pH值等都应符合被培养植物的生长习性和要求。一般培养基配方的组成应与被培养植物的营养需求相符合或相近,必要时,配方组成可进行部分调整。初次诱导多采用固体培养基。
培养基是现用现配。配制后根据需要分装在相应的培养容器中,并及时进行灭菌。湿热灭菌的压力为1—1.2kg/cm’,时间为10分钟左右。不能湿热灭菌的应进行过滤灭菌。
培养基的种类很多,这里不能逐一介绍,仅介绍几种常用培养基的组成,见表5—1,5—2。
常用的生长调节物质有K(激动素)、BA(6—苄基嘌呤)、IAA(吲哚乙酸)、NAA(萘乙酸)、IBA(吲哚丁酸)、2,4-D(2,4—二氯苯氧乙酸)、GA(赤霉素)等。常用浓度范围:K、BA为
0.01—10mg/“IAA,IBA,NAA为0.1—25mg几;2,4-D为0.01—2mg/L
(4)接种与培养 在无菌条件下将消毒后的被接种材料分割成一定大小(叶片:3—5mmX 3—5mm;茎、根,甲3—5mm,长5—8mm),然后分别接种在不同种类的固体培养基上,使接种材料紧贴于培养基表面,而又不使培养基表面破陷。接种后放置在25土2℃或因植物种类而异的温度条件下,进行暗培养或光培养。
诱导出愈伤组织后,在20天内再将最佳培养基上的愈伤组织分割成7—9mm’的小块,转接在相同的培养基上,在相同培养条件下使其进一步生长。
在此基础上,再用这些愈伤组织进行基质渗透压、pH值、生长调节物质的种类与浓度、培养的温度条件、光暗培养等的试验研究,以便从中寻找出最佳的培养基组成(pH值、渗透压、激素的种类与浓度),最佳的培养条件,为进一步继代培养和工业化生产奠定技术基础。
(5)继代培养将诱导的愈伤组织接种在最佳的培养基上,在最佳的培养环境下继代培养,每隔4—6周继代一次。
2.单细胞的分离
(1)机械分离取一定量的继代培养的愈伤组织进行液体振荡培养,振荡条件为110—120次/分,振幅4—6em,冲程3—4em。培养条件与继代培养条件相同。一次性分离不开的,可进行二次、三次振荡分离培养。分离成单胞后,用尼龙网或不锈钢网过滤,去掉组织块或团聚体。过滤后取滤液离心(500—1500转/分),3—5分钟后,弃去上清液,收集沉淀细胞培养。也可将悬浮培养液静止一定时间,取单细胞层培养。
(2)酶解法分离在无菌条件下,取1—29愈伤组织,加入10—20倍的酶液,在适宜温度下振荡酶解。为加快酶解进程,加入酶液后,可抽气减压2—3分钟,抽气后振荡酶解。酶解过程中15—30分钟更换一次酶液,待大部细胞解离后进行过滤、离心分离(条件同机械法一样)。离心后取沉淀细胞,加入培养液振摇,用此培养液洗除细胞表面上的酶液。振摇2—3分钟后再离心,离心后弃去培养液,取沉淀细胞再加培养液,照上法冲洗,直至冲洗到细胞表面不含酶液为止。一般冲洗3—4次即可,最后进行单胞培养。酶解的酶液多为0.5—2%的果胶酶,用0.4—0.7M的甘露醇调节渗透压,pH值为5—6。
3.优良细胞株的建立将愈伤组织分离成单细胞后,进行平板培养。即待固体培养基冷却到35℃左右时,将培养细胞倒入培养基中并振摇均匀,立即均匀倒入磨口平皿内,厚度为5mm,盖好密封,在继代培养条件下培养。接种密度为10s-5个/m1。培养中随时检查,并将最早形成细胞群落的细胞取出进行单胞培养,使每个单细胞都形成较大的细胞株系,以便比较各个细胞株系的生长速度、有效成分含量,从中选出优良株系进行工业化生产。有效成分含量比较,除采用常规的分离测定法外,也可利用生物测定法筛选。生长速度通过植拔率检查筛选。优良单株应当是分裂周期短生长速度快,有效成分含量高,细胞分散度好(团聚力差的)。
筛选出的细胞单株还应进行驯化培养和提高有效成分含量的代谢调节。所谓驯化培养就是将在外源激素作用下,快速生长的细胞群落,转变成在不加外源激素或少加激素的情况下,仍能快速生长的培养过程。如前所述,愈伤组织的诱导、继代、单细胞株的建立等一系列过程,都是在填加外源激素的基质上进行的,激素中的K(激动素)、BA(6苄基嘌呤)都属有致畸性物质之列,2,4-D在许多国家都被列为食品检验对象。驯化培养主要是使培养细胞在割除基质中的K,BA,2,4-D之后,仍能快速生长,保持较高的药效成分含量。我国丁家宜等人在人参组织培养的系列研究中,通过继代培养和选育,培养出可在不含2,,4-D的复合生长素的培养液中快速生长,其生长率和皂甙含量均比在2,4-D基质上好。这里讲的提高有效成分含量的代谢调节,包括化学调节、物理调节等。化学调节中,有效成分前体饲喂法、激素调节法效果较为明显。所谓有效成分前体饲喂法是在液体培养过程中,把能够用此种成分合成有效物质的这种成分(称作有效成分的前体)加入到培养基质中,通过一段培养后,培养物中的有效成分含量得到提高。如长春花培养物在基质中加入L—色氨酸(500mg/mi)可使长春花生物碱含量提高2.84倍;白花曼陀罗培养物中,添加0.1%酪氨酸,托品产量可提高7倍;芸香组织培养时,添加4—羟基—2—喹啉酚,可促进白藓碱的合成和积累;烟草愈伤组织培养中,添加苯丙氨酸、桂皮酸都可提高莨菪灵的含量。
总之,以培养细胞或愈伤组织为材料,通过饲喂种种前体成分,来提高有效成分含量的做法,是提高工业化生产产物生物合成作用的有效措施之一。
关于激素调节问题,情况比较复杂。在人参组织培养中,多数报道认为添加2,4-D后皂甙含量显著提高,但在毛花洋地黄组织培养中,认为添加2,4-D后,其蒽醌色素含量远不如添加IAA好。在紫草培养中,添加2,4-D抑制紫草素的形成;在三尖杉培养中,于生长后期添加K(1mg八),可使东莨菪碱含量达0.49%,比自然植物茎的含量(0.016%)高约30倍;巴戟天培养物只有在含NAA培养基上才合成蒽醌类成分;烟草细胞只有在含IAA的基质中,才生成烟碱、新烟碱、毒黎碱等。
物理因素调节中,光的作用对某些植物明显,如芸香愈伤组织在光下培养时,愈伤组织中的甲基一正庚基一甲酮、甲基一正壬基一甲醇、甲基一正壬基一甲酮、甲基一正壬基一乙酰化物的含量均提高了0.4—3.6倍。
总之,组织培养物有效成分含量接近或超过原植物含量的种类很多,这里列举部分药用植物材料供参考(表5—3)。
这里说明一点,有些组织培养物还可合成新的次生代谢产物,并有生物转化等功能。
4.扩大培养进行植物细胞大罐发酵时,需要有较大量的培养细胞作为接种材料。从选择的优良的细胞株系逐级扩大培养,直至达到够大罐发酵接种量时为止。在工业化生产中,分别有不同规格的小发酵罐,连续逐级培养,每个小罐的最终培养物的量,恰好是下级发酵罐培养时的接种量。各级培养时的基质种类、浓度、激素种类与比例、pH值等都是最佳条件。一般每代五周。
5.大罐发酵根据工厂设备能力和生产需要,选择相应规格的发酵罐作为工业化生产的规模,然后确立逐级扩大培养的规模。最终发酵罐不宜太大,以其投入产出最佳比例为宜。将扩大培养的细胞作为接种材料接入罐中,进行最终培养,一般5周就可取培养细胞进行药效成分提取或加工入药。
扩大培养和发酵培养中,接种前的灭菌、与无菌环境下接种,必须严格控制,杜绝任何一丝的污染可能,才能保证培养的成功。培养中的补气、补液、调节pH值等都应是密闭自调。
为缩短每代培养的周期,可适当加大接种密度。为着提高有效成分含量,基质中应适当加入前体成分等。
第六章 三七
一、概述三七为五加科植物,干燥的根入药。生药称三七(RadixNotoBinseng)。含总皂甙约12%,经薄层鉴定,和人参所含皂甙类似。但R。含量较人参低,且不含人参皂甙R。。三七总皂甙水解后,主要得人参三醇,其次为人参二醇,未检出齐墩果酸。此外,尚含黄酮甙,淀粉、蛋白质、油脂,并有生物碱反应。有止血散瘀,消肿定痛的功能。主产云南,广西,多系栽培。此外,四川、贵州、江西等省也有栽培。畅销全国,并有大量出口。·
二、植物学特征三七(田七)CPanax notoginseng(Burk.)F.H.Chen]多年生草本,高30—60cm。根状茎(芦头)短,主根粗壮肉质,倒圆锥形或短圆柱形,有分枝和多数支根。茎直立,单生,不分枝,有纵条纹。掌状复叶3—6片轮生茎顶,具长柄;小叶3—7片,膜质,基部1对较小,中央1片最大,长椭圆形至倒卵状长椭圆形,长5—15cra,宽1一Scm,先端长渐尖,基部圆形至宽楔形,下延。边缘具细锯齿,两面脉上有刚毛。伞形花序单生茎顶,总花梗长达30cra,花小,淡黄绿色;花萼边缘5齿裂;花瓣5,长圆状卵形,先端尖;雄蕊5;于房下位,2室,花柱2,基部合生;花盘平坦或微凹。果实球形,熟时红色;种子1—3粒,扁球形。花期7—9月,果期9一11月(图6—18)。
三、生物学特性
(一)生长发育 三七为多年生宿根性草本植物。出苗后第二年就能开花结果,二年以后年年开花结果。
一年生三七只有一枚掌状复叶(少为三小叶);二年生茎高13—16cm,有2—3枚掌状复叶,掌状复叶由5—7片小叶构成,开始抽薹开花;三、四年生三七一般茎高20—30cm,生有3—5枚掌状复叶,掌状复叶多数由7片小叶构成,少数多达9片小叶。五年以上的三七,复叶数可达6枚。各年生掌状复叶的多少受生长发育条件影响,营养充足,发育条件适宜,.掌状复叶数多。各年生三七,在产区是2—3月出苗,出苗期10—15天。出苗状况与人参、西洋参一致。三七出苗后便进入展叶期,展叶初期茎叶生长较快,通常15—20天株高就能达到正常株高的2/3,其后茎叶生长速度减缓。三七的茎叶是在上年芽胞内分化形成的,随着萌发出苗,一次性长出,一旦形成的芽胞或长出的茎叶受损伤,地上就无苗。]
出苗、展叶期荫棚透光度以40一50%为好。光照稍强些,茎叶生长健壮,荫棚透光度低于40%,三七徒长,茎细高,叶片大,抗风、抗病力差。每年4月下旬,茎叶生长趋于稳定,花芽开始分化,5月下旬开始现蕾抽薹,从花蕾现出到开花需60—70天,每年8月初开始开花,花期60天左右。三七田间开花后15天左右便进入结果期。结果期70天左右,果实11月中、下旬成熟,果实成熟不集中。采收尾籽(最后采收)可延迟到翌年元月。
三七在花期和结果初期,荫棚透光度以40%左右为好,进入结果中期后,光照又可适当增强,一般荫棚透光度为45%左右。
三七果实成熟后(12月中旬)便进入休眠期,每年12月至下年1月为休眠期。进入休眠之前,根茎上的越冬芽已发育健全,此时芽胞内也具有翌年待要出土生长的茎叶雏体。
(二)种子和芽胞的休眠 三七的种子和芽胞也具有休眠特性。三七种子后熟期较人参、西洋参短。在云南、广西产区,11月中、下旬种子自然成熟,采种后脱去果肉及时播于田间,在产区自然条件下经过三个月就完全通过后熟,所以次年2月就陆续出苗,采播晚的种子,于4月底出齐苗。
种子和芽胞生理后熟的温度,比人参、西洋参都高,时间也短,即生理后熟条件不严格,一般自然条件较易顺利通过。
(三)根的生长 三七为肉质根,产区把主根短粗,呈圆锥状称为“疙瘩七”,主根较长,呈长圆锥形的,产区称为“萝卜七”。肉质根上为根茎(产区称洋肠头),根茎上有节,多数根茎不分歧,根茎上着生芽胞(越冬芽),通常一个,偶尔也见双芽胞,罕见多芽胞。每年茎枯萎脱落后,在根茎上留有茎痕(人参上称做为芦碗),由于三七根茎上绝大多数只长一个芽胞,芽胞内只有一个茎,即每年只有一个茎痕,所以,依据茎痕的数目可以推断三七的年生。,
一年生三七2—3月出苗,出苗后胚根不断伸长加粗,5月时,主根上部明显膨大,5—7月继续伸长加粗,此期芽胞已明显可见,到8月时,芽胞已形成,根的生长也近于停止,干物质积累增多。8月底根长10em左右。二年以后,各年生三七2月出苗,出苗时根部稍减重,进入展叶中期后,根重渐次增加,每年3—7月根伸长加粗较快,进入8月,根中物质积累加快,摘除花蕾的三七根增长更快,5月芽胞就明显可见,到8月底芽胞长大。
一年生三七鲜根重为0.9—3.5g,二年生根重6—15g,三年生根重17—48g,四年生为37—62.09,五年生根重46一?3.59,六年生根重48—78.5g。从上述各年生参根增重看,二年生增重率最高,其次是三、四年、五年生和六年生增重率只有10—30%,·所以,我国传统栽培多为四、五年生采收。三七四年采收偏多的另一个原因是,三七根茎在1—4年增长速度较慢,五、六年生根茎生长加快,根茎占地下根部比例加大。如三、四年生三七根茎占地下根部重的15.17—20.37%,而五、六年生三七根茎重占地下根部总重的26.46—30.1%。因为三七收获后,加工时将根、根茎、须根分开加工成商品,主根(三七头)商品价格高,根茎(剪口)俗称羊肠头、支根、须根商品价格低,五、六年生三七根重增长10—30%,其中1/4至1/3为根茎,其经济效益不高,所以,多为四年采收、小的三七可延后一年收获。
一年之中,三七根鲜重以9—10月份为最高,从鲜干比看,2—6月6.8:1—4.5 c1间,7—10月(摘蕾三七)4.2:1—3.5:1间,11月至次年1月变化在4—4.2:1间,所以,7—10月收获最为适宜。
(四)开花结果习性 每年4—5月间,即叶片生长基本稳定后,花芽开始萌动,进入6月后,花序柄渐渐伸长,7月下至8月上旬开始开花。一般二年生三七有小花70—100朵,正常存果10个左右;三、四年生植株有小花100朵左右,多者达160个,正常情况下存果20—40个(多为20—30个)。
三七开花从伞形花序外围渐次向内开放,每天内7—15时均可开放,其中8一10时小花开放最多,约占日开花数的50%。小花开放后3—4小时就有大量花粉散出,朵花期2—3天,序(株)花期20—25天。三七果实在小花凋萎后开始膨大,小花凋萎5天后果实膨大速度加快,20天后,膨大速度显著减慢。果期70—80天。三七果实绿色,近于成熟时变为紫红色,成熟时变为红色或鲜红色。果实成熟后(过熟)含自然脱落。故生产管理时,要随熟随采。
应当指出,三七的结果率、座果率较低,特别是花序外围小花结果率、座果率低,尤其是座果率(表6—61)。花序中部小花结果率、座果率稍高,所以,三七疏蕾、疏花是去掉花序外围小花,保留花序中部小花,这点不同于人参、西洋参。另据报道,内层小花花粉生活力比外层高,二年生高17.14%,三年生高18.54%,三年生内层小花花粉生活力比二年生内层高21.69%。此外从比较不同条件下的小花花粉生活力中看出,干旱、脊薄条件下,花粉生活力低。外围结果率低可能与雌蕊发育不正常,花粉生活力低有关。
二年生三七千粒果重为2500—2600g,三年生三七千粒果重为2700—2850g。
(五)三七有效成分的种类与积累 三七中含人参皂甙、三七素、挥发油、植物甾醇化合物、氨基酸、无机元素、糖类化合物等多种活性成分。
皂甙是人参属植物的重要活性成分之一,三七中皂甙含量较高:花蕾为23.27%、根茎19.95%、根11.5—14.9%、叶13.1%、茎6.4%。2—5年生三七根中皂甙含量分别为8%,9—10%,11%,14—15%。
三七素是一种特殊氨基酸,具有止血活性;根中含量为0.67—1.12%。同一年生,同一部位,不同等级间的三七素、氨基酸含量差异不大。
(六)生长发育与环境条件的关系
1.主产区气候概况云南、广西产区的海拔高度为500—1500m,年平均气温15.4—19.5~C,一月份平均气温为8.3—10.9℃,7月份平均气温为21.2—25.5C,绝对最低气温一2.3℃,绝对最高气温37℃。年降雨量931—1326mm,且多集中在6—9月,年平均空气相对湿度在70—83%,年日照总时数为1799.5—1911.1小时。土壤为红壤,pH6—7。
2.三七与温、光、水分三七喜温暖湿润的气候条件,严寒、酷热、多湿对其生长发育不利,甚至死亡。三七不耐低温,所以,自然分布比人参、西洋参纬度偏低。将三七引种到人参产区,生育期间叶片狭窄,植株矮小,多数植株花芽不分化,分化了的小花也不能正常开放;按栽培人参防寒措施防寒仍被冻死。三七生育期间,特别是夏季,持续高温(33℃以上)超过3—4天,就会出现萎蔫症状。
三七是阴性植物,怕强光直射,目前有关三七的需光特性尚不清楚,生产上是在不断总结成功、失败的经验教训基础上进行遮荫栽培的。
三七的根入土不深,约有半数的须根分布在5—10cm的土层中,所以耐高温和抗旱能力较弱,人工栽培时必须注意保持土壤湿度。在产区的土壤条件下,含水量以30%左右为宜。
三七移栽后生长3年才能起收加工,目前栽培经验表明,移栽前施足基肥,每年生育期间分次追肥,是获得优质高产的重要措施之一。施用过磷酸钙、钙镁磷肥、骨粉、油粕各40kg/亩混合施用效果较好。今后应研究探讨三七各年生、各时期所需氮、磷、钾、钙、铁等营养元素的数量、比例、供给形态等特性,以便为今后测土配方施肥奠定基础。
四、栽培技术
(一)选地整地
1.选地栽培三七选用壤土、砂壤土为宜,要求土壤疏松,排水良好,富含腐殖质。土壤pH6—7。利用农田栽培三七,选地的土质等要求与上相同。此外,前作物以玉米、豆科作物为好。忌用蔬菜、荞麦、茄科植物等。三七不能连作。选用生荒地、撂荒地育苗最为理想。其山地的坡向以南坡、东南坡最好,坡度应在15度之内。气候干旱地区要栽培三七,选地还应靠近水源。
2.整地栽培三七用地要在栽、播前4—5个月进行整地。通常荒地在6—7月间、熟地在8月进行翻地,翻地深度一般不低于15cra。结合翻地施入基肥,每亩1500—2500kg的腐熟厩肥和40一lOOkg/亩的石灰粉。从翻地到播种或移栽间,还要耕翻2—3次,以加速有机质的腐熟分解。结合耕翻,特别是最后一次耕翻,要拣出树根、杂草和石块等杂物。并在播(栽)前做好畦。畦高20cra,宽50cm或100—120cm,畦间距离45—60cm,畦长因地形而异,一般600cm或1000—1200cm。有些地方做床后用木板把床面压实,然后在床面铺15cra厚的蒿草并焚烧,以增加床上的速效性养分和进行床面消毒。
(二)播种移栽 栽培三七是实行育苗移栽方式,育苗一年,移栽后生长三年收获加工。
1.播种 果实11月中旬开始采收、采收后的果实也要搓掉果肉、果皮,用清水淘洗干净并选取沉入水底的饱满种子,用300倍的代森锌或代森铵或退菌特等浸种2小时,浸种后再拌骨粉或钙镁磷肥即可播种。因为在云南、广西产区播种至出苗(11月中至次年2月中、下旬)期间的自然条件正好适合三七种子自然后熟,后熟时间也够,所以不需专门人工催芽。连1月上旬采收的最后一批种子,采后及时播种,当年4月底也能完成后熟出苗。
三七播种多采用穴播或条播,穴播的行株距为6cmX5cm或6cmX 6cm;条播是按6cm的行距开沟,沟深2—3cm,在沟内按5—6cm株距撒种,覆土2—3cm。许多单位是做床后压印、播种,然后覆2—3cm的腐熟厩肥与床土的等比混合物。不能及时播种的,要将种子与3倍量的细湿砂混拌均匀,在冷晾处暂存。播种后的床面要覆盖一层稻草或不带种子的其它蒿草(厚3—5cm)。每亩苗田用种7—12万粒,折合红子(果)10—11kg。
2.移栽三七育苗一年后移栽。一般在12月至次年1月移栽。要求边起苗、边选苗、边移栽。起苗前1—2天先向床面淋水,使表土湿透。起根时,严防损伤根条(产区把根称为子条)和芽胞。选苗时要剔除病、伤、弱苗,并将好苗分级栽培。三七苗是按根的大小和重量分三级,根条长度相近,千条根重量2kg以上的为一级;千条根重量1.5—2kg的为二级;千条根重量在1.5kg以下的为三级。
移栽的行距:1,2级苗为18cm,3级苗为1Scm。株距:1级苗为18cra,2,3级苗为15cm。产区多是按规定的行距开3—5cm的浅沟,然后将根平放在沟内,芽胞要同一方向。摆后覆土,并覆草(厚5cm),种苗在栽前要进行消毒,多用300倍代森锌浸蘸三七根部(使之整个三七根外有一层药膜),浸蘸后立即捞出晾干并及时栽种。
(三)搭棚 三七也是必须搭棚栽培的药用植物。荫棚是透光、透雨的双透棚。搭棚最好在做畦前进行,按200—250cm的间距挖坑埋立柱,埋深30—40cm,立柱高出地面160—170cra,前后左右立柱都要对直成行。立柱上锯出凹口,以便安放横杆,横杆上按18—20cra间距放小顺杆,并用藤条或铁线固牢,顺杆上铺草,边铺草边用压条将草固定好。铺草时的密度以符合透光要求为标准。
(四)田间管理
1.除草培土三七是浅根性药用植物,大部根系集中在表层1Scm层中,所以,不能中耕松土。除草工作随时进行,有草就拔,要趁早趁小,否则拔大草会带出三七根或松动三七根影响生长发育和产量。除草时发现七根外露时,要及时用细土覆好,并把床面草再铺均匀。
2.灌排水 三七不耐高温和干旱,所以,高温或干旱季节要勤灌水,始终保持床面湿润。三七不仅怕旱,也怕湿度过大,故灌水量不能大,要少浇、勤浇、浇匀。既不能泼水也不能漫灌。产区常说的淋水就是此种意义。雨季来临时,要疏通好排水沟,严防田间积水,并要注意降低田间的空气湿度。
3.追肥 栽培三七每年都要进行多次追肥,目前的经验作法是:出苗展叶初期于床面上撒施草木灰2—3次,每亩每次用量为50一lOOkg,展叶后期,即4,5月间,每月追施一次有机肥和熏土的混合物,每亩用量为1000kg,6—7月每月再追施一次,此时每亩追肥量为2000kg,留种田还要追过磷酸钙,每亩15kg。生育期间追肥是把肥料均匀撒于床面上,然后拨动床面上覆草使肥料落到床土上,拨动后的覆草仍要均匀盖严床面。每年12月清园后,床面上再均匀撒层混合肥,为来年萌发生长提供充足营养,又有保护三七安全过冬的作用。
4。调节园内透光度 三七在不同的生长发育时期要求的光照强度不一样,一年生小苗,特别是出苗期不耐强光,三、四年生抗光力增强。另外三七要求的光照强度也随季节而变化。园内供光好坏直接关系到三七的生长发育和产量,必须及时精心调节。一般早春气温低,园内透光度可调节在60%左右,使刚出土的新苗有较充足的阳光,生长的粗壮,为以后健壮生长打下良好基础;4月份透光度调节到50%左右;5—9月正值高温时期,园内透光调节在30—40%;10月后园内透光度以50%左右为宜;到了12月园内透光度可增加到70%,注意,有霜雪的地方只能增至60%左右。
调节棚的透光度是一项工作量大,技术要求严格的管理工作,园内透光度调节是否适宜,不仅直接影响三七的生长发育和产量,而且还与病害的发生、危害程度有关,必须认真管好,必须纠正一年一个棚,春夏秋冬都一样的粗放栽培管理方法。,
5.摘蕾与留种 三七留种多选择三年生健壮地块,二年生苗种子小,质量差,四年生留种影响根的加工质量。不留种的田块,要于6月间,当花序柄长2cra左右时,将整个花序摘除。测试结果表明,摘蕾可使产量提高20%左右,高者达30%,优质商品率提高21.8—47.8%,即20—80头的三七所占比例增大。
6.冬季清园 入冬后气温下降,危害三七的病菌和害虫,落到或躲进三七园的枯枝落叶、杂草和土壤里度过冬天,成为下一年三七病虫害发生的病菌和害虫的主要来源。因此,每年12月份,植株叶片逐渐变黄,出现枯萎时,就要将地上茎叶剪除,园内外杂草除净,并打扫干净,集中到园外深埋或烧毁,露出的三七根要培好土。清园后再用杀虫、杀菌剂进行全面消毒。一般用波美2—3度的石硫合剂,和250倍25%的滴滴涕乳剂喷洒三七园。消毒后床面再增加覆草。
此外,荫棚的立柱、横梁、竹条等不牢固的也要及时更换修理,以防造成倒塌。
7.病虫害防治 三七的病虫害很多,危害较重,常见的主要病害有三七锈病,俗称黄腻病(Ured。panacu Syd)、三七白粉病,俗称灰斑病(oidcom sp·)、三七黑斑病(Alternariap09LOc Whetz)、三七根腐病(Fuaarium 3c如F6Lamb)、三七疫病[Phytophtho~a cdcCoyum(Leb&Cohu)SchrostL三七炭疽病LColletot~lchum 9loeospo~ioideJPenz、C。dematium(PerseXFrt)Grove]等;常见的害虫有短须螨、介壳虫、菜蚜、蛞蝓等。防治措施,选用无病虫害的种子种苗;搞好三七园的田间卫生,并坚持年年田间消毒;适当提高棚内的光照强度,改善通风状况;加强田间管理;及时进行药物(65%的代森锌500—600倍、1000倍的甲基托布津、500倍25%的多菌灵、波美0.1—0.2度的石硫合剂)防]治。
五、采收加工i
(一)采收 三七是移栽后3—4年采收加工。延长栽培年限,虽然可以提高产量,但由于增重部分中,须根、支根、根茎增重的比例较大,而主根增重比例较小,所以多数地区都是栽后3年采收加工。.
每年采收三七有两个时节,多为8月采收,少为11—12月采收。一般在作地块上留种的,要到12月采种后起收。8月采收加工的产品质量好,称为春三七(简称春七),11—12月采种后起收加工的三七,质稍轻,不饱满,有抽沟,即质量不如8月采收的好,所以称为冬七。春七、冬七不是以时节分别,而是以商品质量好坏为标准。有些产区为提高三七产量和品质,于7月摘除花蕾,使光合积累物质贮存于根内,到9—10月采收加工,产量高,品质好,也称春七。
采收三七多选择晴天进行,将根全部挖出,抖净泥土,运回加工。起收时,要尽量减少损伤。
(二)加工技术 三七的加工分洗泥、修剪、晒揉、抛光四个工序。
1.洗泥 田间采回的三七总是带有一定的泥土,为保证药材质量,在加工前必须进行洗泥。一般作法是,先剪去根茎上的茎叶,然后将整个根体(主根、根茎、侧根须根)放入竹篓内,置流水处或装满水的大水槽内洗去泥沙。在洗泥过程中,要边洗边将根体上的须根摘下。洗既要保质,又要加速。注意三七在水中浸洗时间不能超过5分钟。否则,加工后的产品断面起白粉,并影响内在质量。
2.修剪洗净的三七根及时摘除细须根,然后按个头大小分别摊在晒席(竹席)或水泥晒场上日晒。一般分大、中、小三级。晒3—4天后,即手捏变软时,进行修剪。修剪主要是剪下根茎和支根,剪下的根茎、支根以及剪后的三七根要分别晒干,干后的三七根称为“七头”、“头子”;剪下的根茎干后称“剪口”或“羊肠头”;剪下的须根干后称为“筋条”;剪下的须干后称“三七须”。
三七的修剪要掌握好修剪的时期,一般以根体手捏变软为好,手捏发硬时,剪口干后留有白斑,修剪过晚,根体失水过多,剪后剪口不能收缩变小,剪口过大影响商品外观美。
3.晒揉修剪后的三七根要在晒场上继续晒干,在晒干过程中,要边晒边揉,最好是日晒夜烘,3—4天揉擦一次。揉擦时,先将三七根装入干净的麻袋中,每次每袋3ks左右,装后将麻袋放在木板或地面上,用手掌按在袋上往反推动,使袋内三七相互碰撞摩擦,使之除去根体外面的粗皮,使根内水分不断外渗。揉擦后继续日晒,晒1—2天,再揉擦,反复4—5次,直至三七根质地坚实干透为止。目前产区许多国营三七场改手工晒揉为动力机械搓揉,搓揉效果也很好,动力机械搓揉还能缩短加工时间,值得推广。
加工量大的三七场,多采取日晒夜烘的办法干燥,边晒边烘边搓揉。采用此法加工速度快,不误加工时机,加工产品质量好。烘干室的设立与人参干燥室相近,请参照人参加工一节。烘干三七时,要按大小分别入室或入架。入室时,室温为45℃左右,烘干2小时后降为30℃左右,最好别超过40℃。烘干过程中,必须勤检查,勤串动烘干帘,保证干燥均匀一致。
4.抛光 当晒揉的三七干到七成千时,还要装入麻袋中(每袋3kg左右)并放进松叶或龙须草等,使其往返串动,当根体表面光洁时,将根倒出,在日光下晒2小时左右即可分级入库。一般修剪后的三七根约占总数的65%。
(三)商品规格 商品三七分头数(修剪后的三七根)、筋条(是粗大的支根)、须根(细的支根和须根)、剪口(三七根茎)等。
头数三七按其质量的好坏分春三七(简称春七)、冬三七(简称冬七)两种。商品规格规定,产品充分干燥(又称足干),个体完整,质地坚实,断面黑绿色或黄绿色,中间无裂隙者为春七,即质优者为春七;凡产品充分干燥,质稍轻,不够饱满,有拉槽即表面有明显的凹入沟纹或较大的凹面(又称抽沟),断面黑绿色或黄绿色者为冬七。产区7—8月(在开花前)采收加工的产品和经过摘蕾于9—10月采收加工的产品,质量好,都属春七;每年12月采收红籽后起收加工的产品,质轻,抽沟多,称为冬七。
春七、冬七又按单根重(支头或头数)的大小分11个规格。每kg为40头以内的为20头级,每kg为41—60个的为30头、61—80个为40头,81—120个为60头,121—160个为80头,161—240个为120头,241—320个为160头,321—400个为200头,每kS401—500个的为大二外,每千克501—600个为小二外,每千克601—900个为无数头。各规格内的头数的大小要均匀一致,不能以小充大。
筋条是每k9为901—120个的小三七或粗大支根(大头直径在0.7cm以上,小头直径在0.45cm以上)。须根分为两个规格,不符合筋条标准的粗的须根为一级,细须根为二级。
第七章天麻一、概述天麻为兰科植物。干燥的块茎入药。生药称天麻(RhizomaGastrodiae)。含香荚兰醇、香荚兰醛、维生素A类物质、甙类、结晶性中性物及微量生物碱、粘液质等。有益气、养肝、镇惊、息风、止痉的功效,常用于头痛眩晕,肢体麻木等症。主产于四川、云南、湖北、陕西、贵州等地;东北及华北部分地区也有少量生产。原为野生,近年各地人工栽培已获成功。
二、植物学特征天麻(Gastrod《o elata Blume)多年生异养草本,无绿叶,茎高50—150cm。地下块茎横生,长圆形或椭圆形,肉质肥厚,具节,节上轮生膜质鳞片。茎单一,直立,圆柱形,黄褐色。叶退化成鳞片状,淡黄褐色,膜质,长1—2cm,基部成鞘状抱茎。总状花序顶生,长5—30cm;苞片膜质,披针形,长约1cm;花黄赤色,萼片与花瓣合生成壶状,口部歪斜,基部膨大;子房倒卵形,子房柄扭转。蒴果长圆形至长倒卵形,有短柄;种子多而细小,粉尘状。花期5—7月,果期6—8月(图6—33)。
三、生物学特性
(一)生长发育天麻无根也无绿叶,一生中除了箭麻抽茎、开花、结实的60—70天在地表上生长发育外,其余全部生长发育都是在地表以下进行的。
天麻从种子萌发到新种子形成一般需要3—4年的时间。种子无胚乳,自然成熟的种子在适宜条件下,
胚渐渐膨大呈椭圆形并突破种皮,发育成原球茎(又叫原生球茎体),继后,原球茎上长出细长的营养繁殖茎(又叫初生球茎足),原球茎与营养繁殖茎只有被蜜环菌侵入后才能继续发育。其上长出许多小块茎,在生育期间块茎渐渐长大,当地温低于10℃时便停止生长进入冬眠,人们把此时的块茎称为米麻或麻米。冬眠后米麻顶芽和靠近顶芽的腋芽萌发生长发育成新的块茎,其中少数新块茎较大,块茎顶芽粗大,先端锐尖,芽内有穗原始体,次年抽薹开花,这类块茎称为箭麻,多数米麻顶芽发育成大小不等的白麻,白麻是指块茎大于米麻,等于或小于箭麻,顶芽无穗的原始体。腋芽形成的块茎多为米麻,伴随新块茎形成,原米麻解体。秋后新块茎(箭麻白麻、米麻)进入冬眠,第三年时箭麻顶芽抽茎出土(俗称抽薹),然后开花结实;腋芽发育成米麻或小白麻;大小不等的白麻的顶芽发育成箭麻和大白麻,腋芽生成米麻或小白麻;米麻发育成大小不等的白麻、米麻。伴随新块茎形成原来的箭麻、白麻、米麻解体(图6—34)。
(二)天麻是异养型的药用植物 在漫长的生物进化过程中,天麻形成完全依赖于浸入体内的蜜环菌菌丝提供营养,没有活的蜜环菌菌丝天麻是无法生存。所以天麻是异养型的药用植物。我国历代药书中曾有天麻与蜜环菌有关的记载。如晋代医药学家葛洪在《抱朴子》一书中记载“此草为物,下根如芋魁,有游子十二枚,周环之,去大块数尺,皆有细根如白发,虽相须而实不连,……”。这里的大块是天麻种块茎,游子是新生块茎,细根如白发就是现今的蜜环菌苗丝、菌索。1911—1915年日本的草野俊助曾对天麻与蜜环菌的关系作过研究,把二者关系称为共生关系。20世纪70年代前很少有人发表新的论点。1973年周铉提出天麻是食菌植物,其研究报道指出,蜜环菌以菌丝和根状菌索腐生在枯木或寄生在树根上。当菌索的幼嫩部分靠生到天麻块茎上,与块茎皮层接触时,蜜环菌菌索顶端与天麻接触处便分泌水解酶类,使局部软化,侵入到皮层的最内一层。然后菌索先端的一侧或两侧裂开,大量菌丝侵入延伸到最内1—2层皮层细胞的垂周壁,沿淀粉层外围蔓延,此时被侵染细胞受到破坏。在菌丝向外围细胞延伸同时,未被侵染的皮层细胞在菌丝的刺激下,迅速液泡化,胞内贮藏的淀粉粒消解,细胞器消失核也变大,并位于中部,此后入浸到液泡内的菌丝,被浓密的细胞质包裹在细胞中央。天麻细胞分泌分解酶类使菌丝从分隔处断裂,成为一节节的单独菌丝并扭曲变粗,最后失去完整外形,细胞质消失。经电子显微镜定位,天麻皮层细胞的液泡膜内外可观察到酸性酶的少量沉淀物,而大量的呈结晶状态的活性产物则分布在液泡与菌丝之间。在十余层至三十余层片层状结构的周围(这些片层状结构是天麻质膜增生后衍变形成的),入侵在片状结构酶活性部位的菌丝细胞壁也被消化。被消化的蜜环菌细胞物,通过纹孔进入相邻的内部大型细胞内被天麻代谢所利用。成为天麻生长发育的营养成分。
周铉等认为蜜环菌对天麻的侵入,只能在新块茎生长停止后(即枯萎后),不能在新块茎生长停止之前。
综上所述,天麻靠消化侵入皮层的蜜环菌才能生存,即密环菌是天麻赖以生存的最主要的营养来源,所以天麻离不开蜜环菌。正如产区药农所说,有天麻的地方必有蜜环菌,有蜜环菌的地方不一定有天麻。
正因为天麻依赖于蜜环菌,所以天麻与蜜环菌结合早晚、蜜环菌的营养和生长条件的好与坏直接关系到天麻生长好坏与大小。一般麻菌早期结合,蜜环菌营养好,生长条件适宜,天麻生长的块茎大,否则则小;如果天麻生长中期气温高、湿度小,蜜环菌生长不良,则天麻块茎生长呈细腰状态。
应当指出,有些大白麻、灭箭箭麻没接上蜜环菌,其上新块茎可以利用原块茎营养生长,但新块茎细长瘦小发育不良,且易感病死亡。未感病的天麻下一年再接不上蜜环菌天麻就全部死亡。
随着天麻新块茎的生长发育,即新块茎的不断长大或箭麻抽茎开花、结实,原块茎(母麻)逐渐衰老,去了同化蜜环菌的能力,蜜环菌大量繁殖,进入块茎内层组织吸取营养。原块茎组织几乎被菌丝腐生,当营养枯竭时,菌丝又形成新的菌索。最后原块茎腐烂中空。
(三)天麻块茎的更新 春季气温稳定到12~C以上时,冬眠后的天麻块茎,其顶芽和靠近顶芽的腋芽具有生长优势,其新块茎长得大而快。当气温稳定在18—23℃间,湿度适宜,蜜环菌生长旺盛,天麻新块茎迅速伸长加粗,顶芽形成的新块茎大于原块茎,蜜环菌营养不佳或生长不良时则新块茎小而细。如果冬眠后的天麻没有接上蜜环菌则新块茎细长瘦小,小于原块茎。一般情况下白麻(大、中、小白麻)顶芽发育成箭麻,腋芽多发育成米麻或小白麻,米麻顶芽长成白麻,腋芽形成米麻,而冬眠后的箭麻,其顶芽抽薹开花,部分腋芽发育成米麻或小白麻。当新块茎形成后原块茎腐烂中空,天麻块茎的这种一年一更新的特点,群众称为天麻的换头。吉林农业大学进行野生调查时发现一个野生天麻向左右两侧生长,一侧有8个腐烂的天麻块茎外壳,另侧有4个大块茎外壳而后又转向生长,每个腐烂块茎外壳又分别向左右(不相等)生长,也有2—3个腐烂块茎残壳,其伸展幅度长近90em,宽24cm。
生产上常把冬眠后待要萌发生长的块茎称为母麻,母麻上长出的块茎凡长度在2cm以内,重量小于2.59称为米麻(或称麻米)。块茎体长为2—7cm,重2.5—30g的顶芽粗壮钝尖,鳞片灰褐色或褐色,顶芽内无穗的原始体的即次年不能抽薹开花的称为白麻。生产上又将白麻按大中小分为三级,将鲜重为20—30g的称为大白麻,鲜重为10—20s的称为中白麻,鲜重为2.5一log的称为小白麻。白麻和米麻都是营养期的块茎。人们把块茎长为6—15cra,重量在30g以上的块茎,顶芽粗大锐尖,鳞片呈褐色或深褐色(也称红褐色),芽内有穗的原始体的块茎称为箭麻,箭麻是生殖生长阶段的块茎。
天麻块茎增重率以米麻和小白麻为最高,一般增重在5倍以上,高者有10余倍或近20倍,中白麻增重率为2—3倍,大白麻为1—1.5倍,箭麻小于1倍。
(四)开花习性 箭麻一般于地温上升到12~C以上时便抽薹出土。抽薹后生长较快,在18一22~C条件下湿度适宜,日生长长度为9.5—12cm。地温19~C左右时开始开花。从抽薹到开花需21—30天,从开花到果实全部成熟需27—35天,花期地温低于20℃或高于25~C时,则果实发育不良。
天麻朵花期3—6天,同一花序上常有数朵花同时开放;单株花序开放的天数为7—15天。开花期的长短与空气相对湿度和温度有密切的关系,如空气湿度减少,开花持续时间就缩短,一般为20—25天。在一天之内,以上午7—9时,和下午15—17时开花数较多,夜间几乎不开花。
(五)蜜环菌的习性 蜜环菌CArmillariellamellea(Vahl.exPr.)Karst.)属担子菌纲(Ba-sidiomycetae),伞菌目(Hymenomycetes)、白蘑科(Tricholomataceae)。
蜜环菌生长发育分菌丝体和子实体两个阶段,菌丝体阶段是以菌丝和菌索两种形态存在,菌丝白色或粉红色,常腐生或寄生在待要腐朽的枯木上或活树根上,菌束多由无数条菌丝网结而成,外面被有棕褐色的有一定韧性的鞘后,称为菌索,菌索衰老前生活力强,衰老后菌索呈黑褐色或黑色。
蜜环菌子实体呈伞状,高5—10cm,蜜黄色,中部色泽较深。盖表具有黑褐色的鳞纹,以·辐射状向四周散开,中部较密,四周逐渐减稀。菌柄圆柱状,基部稍膨大,有时略弯曲,柄上有环(即菌环),白色。柄长4—8cm,粗0.5一lcm,外围为纤维质,老熟时中空。菌柄基部有时具有纤细鳞片。菌褶明显延伸,呈辐射状,较整齐,白色,老熟时变暗。孢子无色透明,圆形或椭圆形,8X4—6微米。孢子印白色。
蜜环菌是以腐生为主,兼性寄生的真菌。可以生活在待要腐烂的枯木上,树桩和有机质丰富的土壤中,也能寄生在活树根上。
密环菌苗丝体它能分解基物中的纤维素、半纤维素和木质素,并能把它们转化为自身需要的营养。不能利用CO。和碳酸盐等。生长中需要补给麦麸等氮源,此外还需一定的无机盐类(磷、钙、镁等)和少量维生素等。
蜜环菌是一种能发光的真菌。菌丝及菌索幼嫩尖端在暗处发出萤光。一般来说温度越高,接触空气面积越大,所发的光越强。在基物含水40—70%时,其发光温度为12—28℃,25~C最好,10~C以下,28~C以上不发光。
蜜环菌菌丝体在6—10~C时便开始生长,在6—25℃间随温度升生长加快,最适温度为18—25~C,超过28~C时生长受到抑制,当温度超过30~C时生长停止,菌丝体老化,低于6~C时则休眠。
蜜环菌苗丝体较天麻更能忍耐较大的湿度。多生活在含水量40—70%间的基物中,如含水量低于30%时,蜜环菌生长不良,湿度大于70%时,也影响透气,不利于蜜环菌的生长。
蜜环菌又是一种好气性真菌,只有在良好的透气条件下,才能旺盛生长,在嫌气条件下生长不良。
在pH值4.5—6.0之间均能生长,以pH5.5—6为好。
(六)与环境条件的关系
1.温度 温度是影响天麻生长发育的主要因子,当栽麻层温度升至12—13~C以上时,天麻顶芽开始萌动生长。天麻、蜜环菌生长最适地温为18—23℃此时蜜环菌生长较快,天麻块茎生长也相应加快。当温度达到28℃以上时,蜜环菌菌丝体的生长受到抑制。气温在32—34℃时,持续10天对天麻影响不大,持续15天,天麻块茎生长停止。当土壤温度保持在一3—5~C时,天麻能安全越冬,不致造成冻害,长时间低于一5℃时,易发生冻害。一般生长在常年多雨、多雾、湿度较大的荒山杂木林及竹林中,尤其是砍伐烧山后的林地,特别是树桩附近。在北方高寒山区冬季,因积雪覆盖,天麻也能安全越冬。
2.湿度 天麻生长发育不同阶段,对湿度要求也不同,秋季刚栽上的麻,即越冬休眠期的天麻,水分都不要太大,培养料或土壤含水量以30—40%为宜。天麻生长期间培养料或土壤水分要大些,一般以40—60%时对蜜环菌和天麻生长有利,含水量在70%以上对天麻和蜜环菌生长都不利。天麻自然分布产区降雨量多在1700mm左右,空气的相对湿度在70—80%。
3.土壤天麻最适宜生长在土壤pH值为5;5—6.0,含氮量高于0.2%,含磷量为0.25%,疏松的,含有机质丰富的腐殖土中。野生天麻多生长在半阴半阳的易排水的坡地上。
4.植被 主要的伴生植物:乔木类有青杠(Quercus sp.)、竹类、板栗(Castaneamollissimo)、桦(Betulasp.)、色木(Acermono)、柞树(Quercusmongolica)等。·灌木层有野樱桃(Pruoo。sp.)、榛(Corylussp.)等。草本层多为林下常见草本植物,此外还有苔鲜类、蕨类等。上述各类伴生植物除草本植物外,多数为密环菌寄生或腐生的对象,是为天麻块茎提供营养物质的源泉。
四、栽培技术
(一)选地整地 选择排水良好的砂质壤土或富含有机质的腐殖土。稀疏杂木或竹林,烧山后的二荒地、坡地、平地均可。对整地要求不严,一般砍掉地上过密杂林、竹子,便可直接挖穴(窝)栽种。
(二)栽麻 天麻用种子和块茎都能繁殖。当前生产上以块茎繁殖为主,种子繁殖为辅,不论哪种繁殖方法都要首先培养菌材,然后栽天麻或播种。
1.培养菌材 天麻的生长主要靠活的蜜环菌提供营养。蜜环菌又必须有腐生基物,为保证蜜环菌在天麻整个生育期有充足的养分提供。生产上用营养丰富的木段作基物使蜜环菌腐生在其上,然后栽麻,这种有蜜环菌腐生的木段被称为菌材。栽培天麻必须首先培养蜜环菌菌材,培养菌材是人工栽培天麻的重要环节。
(1)菌种的分离培养 纯菌种的分离(一级菌种的制备)是取蜜环菌菌索、子实体、带有蜜环菌的天麻或新鲜的菌材,在无菌条件下,进行常规消毒,冲洗,然后分离接种在固体培养基上,在20—25'C黑暗处培养,7天后即得纯菌种。
固体培养基配方为:马铃薯(新鲜的)200g·葡萄糖20g 蛋白胨5—8g磷酸二氢钾1.5g硫酸镁1.5g
琼脂18—20g清水1000mipH5.5——6
培养二级菌种是用78%的阔叶木屑、20%的麦麸、1%的蔗糖、1%硫酸钙或70%阔叶木屑、约20%玉米芯粉、10%麦麸、1%蔗糖、0.01%磷酸氢二钾或磷酸二氢钾作培养料。先将培养料混匀,调好湿度(含水50—60%)后装瓶,装至瓶口肩部。装后在瓶中间扎一个直径lcm的深到培养料一半的小孔,扎孔后盖好盖,高压(1.4kg/cm’)灭菌1小时,或民间蒸锅灭菌(100~C)4小时。灭菌后冷却在无菌环境下接种,接后于20—24~C1)j[下培养30天左右,即菌丝长满瓶并有棕红色菌索出现时,就可做菌种,培养菌材。
(2)菌材的培养 培养接种用的菌材在温室内除夏季高温外一年四季均可培养。在室外培养应于5—8月份即地温20~C左右时进行,此时蜜环菌长快,可以相对缩短培育时间,保持菌材有充足的养分。不论室内室外;培作传菌用的菌材必须在栽麻坑培菌前培养好。栽麻坑或播种坑的培菌一般在栽麻前30—40天间进行。
菌材木料的选择 一般阔叶树的木材均可作培养菌材的材料,常用的有青杠、柞树、板栗、桦树、野樱桃、水冬瓜(Alnussibirica)、牛奶子(Elaeagnusumbellata)、花楸树(So~buspo—huashanensis)、裂叶榆(Ulmuslaciniata)、灯台子(COrn90cOnCrOue9,船)、栓皮栎(Ouercusvaria—bilis)等。桦木菌材寿命短,后期营养不良,而柞木发菌慢,但长势好,而且耐腐烂,故以柞木、桦木结合为宜。在木材缺乏地区,可用玉米轴和粗棉花秆作培养菌材材料。各地也有选用其它代用品作培养菌材材料。
菌材的培养 无论选自哪种树木木段作菌材,都要以保护树木为前题,决不可毁林种麻。为充分利用木材,许多单位将树木枝桠也截成小段利用,称为菌枝材。有的将砍下的木块用来培菌,菌枝材和碎块作传菌用材最好。
菌枝材一般选2—3cra粗的柞树枝或桦木枝,用砍刀截成长8—15~m的小木段,然后培养,使之接上蜜环菌。
菌棒材 选粗5—15~m树干或树枝桠截成长20—70cra的木段,然后在菌棒上砍Z--%行的鱼鳞口,深度达木质部,以利蜜环菌侵入生长。接菌前要将菌枝、菌棒浸在0.25—1%的硝酸铵水溶液中,待菌材浸湿后(24—30小时)控去附水即可培菌。培菌时菌棒、菌枝间要有半腐熟落叶、锯木屑和砂(3:1)或富含有机质的腐殖土等填满。生产上将半腐熟落叶锯木屑加砂,腐殖土等称为培养料。培养料应当疏松,透气良好,易于渗水和保温为好。各地多用半腐熟落叶或锯木屑加沙作培养料。
半腐熟落叶 露地培菌和箱内培菌均可选用,落叶和沙子按521为好。此类培养料疏松、体轻、并含有多量腐殖质,有利于蜜环菌的生长。一般秋末嵬集阔叶树的落叶,堆放于湿润处或挖浅坑培放至翌年春即可将堆放的树叶打碎,过粗筛后使用。
四川、云南、陕西、吉林等一些栽培地区,还应用辅助培养料,其量按每100根菌材用2.5—5kg细米糠或10%马铃薯水150—250kg。
培养菌材方式 目前各产区培养菌材方式主要有地下式、半地下式、地上堆培式三种。
地下式培养菌材法:也叫窝培、窖培。在已选好的场地上铲除杂草,清除石块树根等杂物,挖沟深为20—30cra,沟宽为lOOcm,沟长依地形或需要而定(一般为1一lOm长)将沟底整平。先将沟底铺5—10cm培养料,然后在其上铺一层新鲜的待培养蜜环菌的木段,木段间用培养料填好,在填培养料同时加入蜜环菌二级菌种。一般用6—10瓶可培育15一30kg菌枝,或培育50一lOOkg的菌棒材,以此类推,堆放4—5层。也有的是将待培菌的木料与已有菌的菌材间隔摆放,最上层盖腐殖土10—15~m,再用枯枝落叶封盖好。在18—24℃,基物含水量为50%的条件下2个月左右即可培好菌。
半地下培养菌材法 此方式适于气温较低地下水位较高,湿度较大的地带。菌坑的深度为15—20cm,宽lOOcm,长100em或依地形和需要而定,培菌方法同上。
地上堆培法:适于气温较低,地下水位较高,湿度较大的地区。在适宜培菌的地上,先铺5—10cm培养料,然后按地下式做法铺菌材、培养料,堆5层后用培养料盖好,其上覆10cm落叶,保温、保湿即可。
总之培菌方法因地区气候不同而异,可灵活掌握。一般培养传菌菌材在气温较高的地方用地下式或半地下式,在生育期较短的地方多用地上式。在干旱地区多用地下式或半地下式,在雨量较大的多湿地区应采用地上式培菌。
2.栽麻与播种 天麻生产_Liar营养繁殖为主,种子繁殖为辅。
(1)营养繁殖 也叫块茎繁殖,这种繁殖法是以天麻块茎作为播种材料,使其直接产生新个体,大的收获加工,小的继续作播种材料。
露地栽麻 天麻春、夏、秋三季均可栽培。能露地越冬的地方,以秋栽为最好,春栽次之,夏栽产量最低(表6—72)。
不能露地越冬的地方,可在4—5月栽种。晚秋或秋冬栽麻,栽后蜜环菌在短期内仍可生长,翌年春天麻萌动前,蜜环菌就已进入天麻块茎中,从而使蜜环菌与天麻提前结合,延长了天麻的生长期,使天麻块茎增重显著。
种栽选择:不论是箭麻、白麻、米麻,天麻的块茎,均可作播种材料,从收获块茎入药角度讲,白麻好于米麻,米麻好于箭麻。生产上多选择中、小白麻作种(重量2.5—20g),因中、小白麻生长速度快,繁殖力强,是最好的播种材料。不论什么麻种都应选择个体发育完整,色泽正常无破损和无病害者为最佳(表6—73)。
30g以下的箭麻也可作种用,但应灭箭(用刀削去顶芽),当年可长出3—5个白麻和若干米麻。
1976年曾有人将麻种切成前后两段进行繁殖试验,结果前段的成活率为70%增产率为309.1%,后段的成活率57.6%增产率为135%,在生产上无人应用。·
栽麻方法:以固定菌材栽麻法(又叫固定菌床栽麻法)最好。其做法是栽麻前先在选好的场地上按计定方式培菌,培菌后栽麻。栽麻时,在已培养好菌材坑内(又称培菌坑)掀起或取出上层菌材,把麻种栽入下层菌材间(图6—35),然后盖好菌材。这样坑中下层菌材没有动,菌索生长未受破坏,仍可继续快速生长,接触天麻快,便于蜜环菌和天麻早期结合,即早为天麻提供营养,加快其生长。下层菌材间空隙小时,可间隔取出一个菌材,然后将麻种放在空隙大的一侧。大白麻间距为10—12cm,中白麻间距为7—9cm,小白麻4—6cra,米麻撒播,一定要将麻种靠放在菌材菌索较密集的地方。麻间用培养料填平,然后将上层菌材放回,这是单层栽go,双层栽麻时放回上层菌材,菌材空,照上法摆麻种。麻种间用培养料填平后,上面再放一层菌材。菌材空用培养料填平,最后上面覆土10—1Scm,土上盖落叶,坑周挖好排水沟。单层栽麻用种量:麻米或小白麻为100—150g/m’,中白麻200—250g/m2,大白麻为300—。4 00g/m’。双层栽麻是米麻、/j、白麻200——250g/m’,中白麻300——400g/m’,大白麻400——500g/m2。
活动菌材伴栽法 在选好的地段上挖栽麻坑,坑深要因地而宜,一般为15—25cm,宽50—60cm,长度为1—5m(要灵活掌握);用腐殖土垫入坑底,然后铺5cm培养料,其上平摆培养好的菌材4—6条,棒间距3—5cm,然后栽麻,麻种贴靠在菌材菌索上。摆后用培养料填平,上面再放一层菌材。菌材间用培养料填平,上面覆10—15cm落叶。双层栽麻法参照固定菌材栽麻法。活动菌材栽麻法是菌材、天麻同时放入。菌材上蜜环菌生长稍慢,天麻接菌慢,产量低(表6—74)。
许多单位比较二层、三层、四层栽麻结果表明,二层栽麻产量最高(表6—75)。
(2)种子繁殖 为防止长期块茎繁殖产生退化或想获得大量优良块茎时,常采用种子繁殖。天麻种子繁殖系数大,据调查一株箭麻可着生20—50个果,一个果可产生4—6万粒种子,这样一株箭麻可产种子80万至300万。如果天麻种子利用率为1%时,每个果还可产生400—600个米麻,一株还可产生8000—30000块茎。
建种子园 种子园应建在背风向阳,排水良好的地方。选地后,挖深20cm,宽60cm,长100cm畦沟,在畦沟内按一定方向摆好菌材,然后摆入箭麻,20cm一个并用培养料填平空隙,栽后表面撒些阔叶树树叶即可。
应选发育完好,无破损的,个体大(50一100g)的箭麻作为种栽。春、秋两季均可栽种。一般室内栽植为11月至次年4月上旬;室外在4月上旬至5月上旬。生产上一般多春栽。在抽薹前搭荫棚,防止强光直接照射损伤花薹。同时每一花薹一侧插支柱,以防倒伏,并设防风障。
授粉 天麻白花授粉结实率低,人工授粉可提高结实率。
人工授粉应在天麻开花当天进行,每天上午8—10时,将着生在合芯柱顶端的药帽轻轻挑出来,再将药帽内的花粉块挑起,把它轻轻的放在同一朵或另一朵花内,最好进行异花授粉,放入已分泌出淡黄色胶质粘液的雌芯柱头上。授粉后2—3周,种子即可成熟,将果实尚未开裂的成熟种子采收,立即播种。
种子繁殖都采用固定菌床播种,每年3月份开始做床、培菌,6月下旬播种。播种时揭开上层菌材,在下层菌材空隙间摆放一层干的阔叶树树叶,叶上均匀撒播天麻种子,撒种后在其上再摆放一层树叶,再撒种。如此摆叶撒种直至把菌材空填平。然后将上层菌材放回,上层菌材空隙也照此法播种。播种后其上再放置些菌枝材或菌棒材,空隙填满培养料,最后上面盖层培养料和树叶。有的地方是在上下两层菌材间摆叶撒种,摆撒3—4层即可。
(三)田间管理
1.浇水拔草 天麻、密环菌的生长都要求有较高的湿度,一般栽麻后要注意经常浇水,保持床内菌材、培养料湿度适宜(含水量为50—60%),使空气相对湿度控制在70—80%间。床面有草就拔,床间杂草可以刊除。
2.调节床(坑)内温度 天麻、蜜环菌在18—25℃生长较快,低于10℃或高于28℃则生长缓慢。为调节好床内温度,在生育期短的地方,常采用扣塑料棚或覆地膜,提高床(坑)内温度,使之恒定在18—25℃之间。在夏季或高温时期,许多单位搭棚遮荫,通过调节荫棚的透光度,使床内温度控制在25℃以下,保证蜜环菌和天麻尽可能在最适宜的温度下生长发育。
3排水 天麻虽然喜湿润的环境条件,但怕积水,各地露地栽培时,进入雨季前要挖好排水沟,严防雨水浸入床(坑)内。
4.病虫鼠害防治 天麻块茎有腐烂病(病源尚不清),抽箭后易受蚜虫危害。防治时,多选择无病块茎作种栽,加强床内水分、温度管理即可防止腐烂病发生。蚜虫可用1000倍乐果防治。
(四)品种类型 目前我国栽培的天麻有一个种,三个变型,即天麻(G。strod/a elataBlume)、绿天麻(G.elataBl.f.viridia)、乌天麻(G.elataBLL 9tauca)、黄天麻(G.elataBl.f.ftavida)。
天麻的形态特点见本节植物学特征部分。
绿天麻的花及花葶淡蓝绿色,植株高1一L 5m。成体块茎长椭圆形,节较短而密,鳞片发达,含水量70%左右。是我国西南、东北地区的驯化栽培的珍稀品种,单个块茎最大者达7008。我国西南、东北各省区有野生分布,日本、朝鲜也有分布。乌天麻的花蓝绿色,花葶灰棕色,带白色纵条纹,植株高L 5m左右,个别高达2m以上。成体块茎椭圆形、卵圆形或卵状长椭圆形,节较密,含水量常在70%以内。有的仅为60%,大块茎长达15em左右,粗为5—6cra,最大块茎重8008左右。是我国东北、西北、西南各省区驯化后的主栽品种。,
黄天麻,花淡黄绿色,花葶淡黄色,植株高1.2m左右,成体块茎卵状长椭圆形,含水量为80%左右,是我国西南省区驯化后的一个栽培品种,最大块茎重为500g。
五、天麻的采收、贮藏与加工
(一)天麻的采收 天麻应在休眠期采收,即秋季10—11月,或春季3—4月采收。春季采收天麻必须在萌发前,过去东北采挖野生天麻多在抽箭时采挖,挖回的新老块茎质地不实加工后多空心质泡。
采收时要先撤去盖土,接着取出菌材,然后取天麻,将商品麻、米麻分开盛装,箭麻、大白麻及时加工,中、小白麻和米麻作播种材料。
一等天麻:鲜麻重量为150g以上,长度8cra以上,直径4—7cra,每千克为2—6个。
二等天麻:鲜麻重量为70—150g,长度为6—8em,直径长3—4em,每千克个数为7—14个。,
三等天麻:鲜麻重为70g以下,麻长为6em以下,直径为2em以下,每千克数为15个以上。
(二)种麻的贮藏 保存麻种可在3℃的窖内或室内,用洁净湿润的细沙或锯木加砂(2:1)与天麻分层堆放,使天麻块茎互不接触为宜。贮藏期间经常检查,以防霉烂和发生鼠害。
种麻贮藏关键在于调节其温湿度,减少种麻失水是取得贮麻成功的关键条件之一。采用层积法在1—3℃低温贮藏6个月其萌发率为90%。贮藏期覆盖物含水量要适宜,含水量低,种麻失水,含水量高会造成烂麻,贮藏中覆盖物含水量以20—24%为适宜。
贮存麻种期间严防煤油、油脂类物质以及动物尿便液等渗入覆盖物中,否则麻种会大量腐烂。
(三)天麻的加工 天麻采收后应及时加工,不宜久放,久存块茎呼吸消耗养分,易霉烂。加工后块茎质地松泡,商品等级低下。
天麻加工工艺为洗泥、刮鳞、蒸(煮)、烘干整形等。
1.洗刷刮鳞 采收后的天麻用高压水泵冲洗,洗刷至表面无泥土污物,然后装入洁净稻谷壳的袋内往复串动,使之擦去外表鳞片,亦可用竹片刮去鳞片。
也有用炒炙法去鳞片的,即将洗净的天麻块茎,放在炒热的沙中(沙子天麻为5:1),用急火炒炙,不断翻动,使块茎鳞片在短期内被炒焦后取出放入冷水中浸泡并趁热刮去鳞片,冲洗干燥待蒸煮。
2.蒸、煮 将洗后天麻按大小分级蒸制或煮制,蒸制法较好。
(1)蒸麻 蒸制天麻是将洗后刮完鳞片的天麻分级放入锅内蒸制,大天麻圆气后蒸20分钟左右,中天麻蒸15分钟左右,小天麻圆气后蒸12分钟左右,蒸至块茎无生心为度。)
(2)煮麻 煮天麻多用较稀的小米米汤煮熟天麻。大天麻(100—150s)煮25分钟左右,中等天麻煮15—20分钟,小白麻(808)煮15分钟左右,不断搅拌至无生心就可涝出。
明矾水煮麻方法:用1%明矾水煮沸加工称为明矾水煮麻法。即将洗净刮鳞的天麻按大小分别放在1%明矾水中煮熟,熟透而不过即可捞出。
3.烘干整形 将蒸煮好的天麻放在烘干室内烘干,入室温度为70—80℃,待烘2—3小时后再降至50—60℃,烘到7成千时,用木板压扁,最后烘至全干为止。天麻加工中干湿比为1:4(即1kg的干天麻需4kg左右的鲜天麻)。加工后的天麻,以个大肥厚,完整饱满,色黄白,明亮,质坚实,无空心、虫蛀、霉变者为佳品。
第八章番红花一、概述番红花为鸢尾科植物,干燥柱头入药。生药称藏红花(西红花)(s“gma“。ci)。含藏红花素约2%,系藏红花酸与2分子龙胆二醣结合而成的酯;又含藏红花酸二甲酯、藏红花苦素约2%,挥发油0.4—1.3%及丰富的维生素B:。有活血化瘀,散郁开结的作用,常用治产后瘀血腹痛和跌打肿痛。原产西班牙、希腊等地。近年我国上海、江苏、浙江、北京等地有少量引种栽培。
二、植物学特征‘
番红花(藏红花)(CrocussatwusL.)多年生草本,地下球茎扁圆,外被褐色的膜质鳞叶。叶9—15片,无柄,狭长条形,长15—25cm,宽3一4mm,基部由4至多片宽阔的鳞片包围。花顶生或腋生直径2.5—3.Ocm,花被6,淡紫色,倒卵圆形,筒部长4一6cm,细管状;雄蕊3,花药大,基部箭形;子房下位,心皮3,花柱细长,黄色,顶端3深裂,深红色,柱头略膨大,有一呈漏斗状的开口。蒴果长约3cm,宽1.5cra,有3钝棱;种子多数,圆球形,种皮革质。花期10一11月(图6—41)。
三、生物学特性
(一)生长发育 番红花每年秋季栽种,春末枯萎休眠,全生育期约210天。
用球茎栽于田间后,10天左右开始生根,幼根都是从球茎基部几个节上发出,并相继伸长。栽种20天后,开始出苗。出苗时,球茎顶部的顶芽和靠近顶芽的1—2个较大的腋芽芽鞘先出土,接着叶片从芽鞘中伸出。此时其它腋芽芽鞘相继出土并抽生叶片,腋芽中的叶片伸出芽鞘的时间较为集中,伸出后渐渐长大。与此同时,地下根系逐步形成,此时根长15cm左右,粗约0.1cm,一个球茎有须根30—80条。球茎上的主芽和腋芽出土后,其基部茎节开始膨大,形成新的球茎。这时原来的球茎因营养物质的消耗和转移,重量迅速下降,质地松软。出苗20天左右,上部开始现蕾哥花;花期20余天,花后叶片生长速度加快,新球茎继续长大,次年2—4月为球茎迅速膨大期,物质积累转化也较快,4月中旬地上部枯萎,球茎进入夏眠期。
(二)球茎的生长与更新 番红花的球茎是由顶芽或腋芽基部膨大形成的,每个球茎上都有一个顶芽和许多腋芽,这些芽按其性质分有叶芽和混合芽,通常情况下,球茎重小于5-6g的,其上的芽不论顶芽、腋芽都是叶芽,球茎重大于15g的,其顶芽或靠顶芽的1—2个较大的腋芽是混合芽,其余的腋芽均为叶芽;球茎重在5一158间的,其顶芽发育成混合芽的比例,与球茎大小成正相关。球茎上腋芽的分化是在夏眠后期开始的,顶芽和靠近顶芽的1—2个较大的腋芽先分化。据周锦祥报道:9月13日观察,靠近顶芽的l一2个腋芽,已分化出2—8个鳞片原基,其它腋芽尚未分化。12月19日观察,所有的芽均已分化。1月份后,具有13片叶的球茎靠近球茎中心的两个腋芽已分化出12—14片鳞片原基,最外侧的鳞片原基渐渐长大形成鳞片,包被内部鳞片,其它腋芽多分化出2一?片鳞片原基,外侧原基也已生长,发育成鳞片。此时,大的腋芽已明显可辨。新球茎枯萎时,最大腋芽有13—16片鳞片,腋芽直径3—4mm。球茎枯萎后,生长点继续进行叶片分化,7月中旬分化速度最快,混合芽可形成9—14个叶原基,然后进入花芽分化阶段。
番红花的球茎一年一更新。播种后的母球茎10天左右生出新根,此时母球茎上的顶芽和腋芽利用球茎的营养萌动出苗。出苗后的顶芽和腋芽随着叶片的伸长、长大,其基部渐渐膨大形成新的球茎,由于新球茎多数无根,靠母球茎供给水分和养分(少数有膨大的贮藏根),所以顶芽和靠近顶芽的1—2个较大的腋芽具有生长优势,形成的新球茎较大,而靠近茎盘处的腋芽生长势较弱,形成的新球茎也小。母球茎在新球茎的形成过程中,渐渐萎缩,当新球茎地上部分接近枯萎时,母球茎干瘪死亡,此时土壤湿度大,母球茎就腐烂解体。在自然条件下,母球茎腋芽多的形成新球茎个数多,虽然新球茎总重量大,但单个新球茎重量小,栽种后开花比例小,开花数目少。母球茎同等大小,腋芽多的单个新球茎重量小,腋芽少的单个球茎重量大。所以,生产上采取疏腋芽的措施来提高新球茎的重量。从繁殖角度看,母球茎大的,繁殖系数也高见表6—78。
(三)花芽的形成与开花习性 许多报道指出,小于5g重的球茎,由于营养体小,不能进入生殖生长。当球茎重量大于5—6g,发育良好的顶芽,开始向生殖生长转化,即顶芽生长点分化完叶片原基后,又转入花的分化。据周锦祥报道,花的分化经历苞叶与花原基分化期、花被分化期、雌、雄蕊分化期、大小孢子分化期等阶段。一般8月开始分化,到9月16日、29日检查,log和15g的球茎中,第一朵和第二朵花的雌蕊已形成。球茎上花芽形成的多少与营养体大小有关(表6—79)。从叶片多少看,球茎叶片数多的开花比例大,单个球茎开花朵数也多,一般叶片数不足8个的基本不开花。具有11片叶子的球茎90%都能开花。
番红花从现蕾到开花需1—3天,田间花期20余天,株花期3—10天,朵花期3天。小花每天上午8—9时开放,开放后1—2.5小时花被片全部展开,小花开放初期白天开放,夜间合拢(一般下午4时前后合拢),开花后48小时花粉飞扬,开花后36小时采摘,其鲜柱头产量最高,虽然·36小时采摘的柱头折干率不及花后56小时的高,但干品总产量及柱头质量均以花后36小时采摘者为最高最好。在高温干旱条件下(特别是室内),番红花的花先于叶片抽出,温度偏低时(特别是露地栽培)叶先于花抽出芽鞘。
通常条件下,有性繁殖败育。
(四)番红花与环境条件的关系 番红花在23~C条件下,10天左右生出新根,20天左右出苗。开花时气温以14—20℃为宜。在14—20℃条件下,叶和球茎生长最快,当气温高于25~C后,番红花生长显著减缓,并提早进入休眠期。北京在阳畦中栽培,从10月到次年4月,阳畦中保持在9—12.0℃之间(1月份曾到一2.9℃),番红花生育正常。吉林农业大学在温室内栽培,气温变化在16—26℃间,栽后先抽叶后开花,叶片生长较快,纤细不能直立,次年3月上、中旬就枯萎死亡,球茎增重不显著。而栽培在12—18℃的室内,番红花生育良好,先出叶,后开花,4月中旬枯萎,疏芽后的最大球茎38.7g。总之,番红花生育过程中,以10—20'C条件为宜。气温高于25℃后,特别是持续25~C以上,则会提早枯萎。番红花叶原基、花原基分化时的气温比鳞片原基分化时要高,叶原基分化期气温为24—28℃,同样大小的球茎在24℃一+31℃一一24℃条件下(在室内),开花数目多。花芽在21—31℃间均可分化,最适分化温度为27.5℃,临界下限温度为15℃,在35~C下处理60天为上限。
番红花喜稍湿润的气候条件,怕积水,在疏松肥沃的土壤条件下,产量高,土壤过于粘重或阴湿,生长发育不良,子球茎少,而且也小。土壤pH以6.5—7.5为宜。
四、栽培技术
(一)选地整地 选择冬季较暖,阳光充足,3—4月气候凉爽的地方,栽于疏松、肥沃、排水良好的壤土、砂壤土为好;前作以玉米、大豆为宜,也可套种在桑园内。番红花多与其它作物实行4—5年轮作。
前作收获后,施入基肥,每亩腐熟堆肥5000kg、过磷酸钙50kg、饼肥200kg,然后及时耕翻、耙细、整平作畦,畦宽130cm,畦间距离30—40cm,高15cm。
(二)播种 番红花多在8月下旬至9月下旬栽种,一般9月上旬为宜。适时早播,球茎先发根,早出苗,有利植株生长发育。
由于球茎小的(<5—6g)不开花,大于159的球茎100%开花,大于25g的球茎平均开2朵左右(表6—80)。所以,播种番红花应选择球茎大的作播种材料。大球茎开花多,折干率高,总产量也高(表6—81)。一般生产上是把小于89的球茎单独栽培,待球茎重大于89后,并入采花田作播种材料,大于8g的按大小分类栽种。通常8—25g的为一类,25g以上的为一类。·
播种番红花的密度因球茎大小而异,球茎小于8一log的,行株距为8~mX8~m;8—25g的行株距为10emXlOem,大于25g的为12emXl2em。播种密度与花产量、新球茎产量及大于89球茎所占比例密切相关,以8—15g球茎为例,行株距12emX9em时,其花和新球茎的产量均比行株距为18~mX9~m或18emXl2cm为高(表6—82)。一般生产上种球球茎大于25g的行株距为12emXl2em,8—25g的为10emXlOem,小于8g的为8emX8~m。播种时,覆土厚度对花和新球茎的产量也有影响,8—15g的球茎,覆土3em(过浅)时,新球茎数量多,单个球茎小(仅7.7g/株),能开花球茎比例小(31.5%);覆土过深(10em)时,虽然球茎个数不如前者多,但单个球茎稍大,能开花球茎比例也不高(只有38.5%),覆土5—6em时,新球茎个数少,单球茎重量较高(9.1s),能开花植株的比例由31.5%提高到45.7%。球茎重大于25g的播后覆土7em为宜。
球茎用量:大于25g的每亩1300—1500kg,20g左右的每亩用量1000—1300kg;球茎15g左右的,每亩用量1000kg左右;log以下的球茎,每亩用量为1000kg以内。
番红花播种后,床面喷施除草剂,其上再覆盖一层有机复合肥,利于防除杂草。有的单位播前种球用苯来特稀释液浸泡一下或用1%的苯来特拌种,然后栽种,这对预防种球病害有益。
应当指出,有些单位为了采花方便,到播种期先不播种,而是把能开花的球茎摆于木盘内,放在室内分层架子上,待其现蕾开花采收后,疏去腋芽再栽培到田间,即室内田间结合栽培法。此种栽培采花方便,当年花的产量稍高,疏腋芽方便彻底,但是由于延误播期一个月之久,使番红花田间生育不良,新生球茎少生育一个月,新球茎小,严重影响下年花的产量。
在华北地区部分省市将番红花栽培于阳畦之内,1月份前后注意防寒保温,3月后应将阳畦薄膜撤去,露地栽培,这样生育期长,球茎个大。
(三)田间管理
1·采花 番红花9月中、下旬栽种,10月下旬进入花期,11月上旬为盛花期,11月中旬结束。当番红花进入花期后,每天中午或下午采花一次,采花应在花药成熟前进行,否则花药开裂,花粉贴附在柱头上,影响商品质量。采花时,将整个花朵连同花冠筒部一起摘下,运回室内加工。
2.除草与疏腋芽 番红花播种后出苗前可喷施西马津防除杂草,每亩用药200g,加水70kg,田间喷雾即可。也可结合疏芽清除田间杂草。
疏腋芽也称除侧芽,是番红花栽培中的一项重要管理措施。球茎的繁殖能力较强,一个球茎上通常有顶芽和腋芽8一15个或更多,球茎越大腋芽越多,其芽着生位置与比例如表6—83。通常情况下,除球茎底部腋芽很少萌发或不萌发外,多数腋芽都能萌发出土,形成大小不等的新球茎,30土2g的球茎,多数形成6—9个球茎(平均6.7个)。由于根和叶的吸收与光合能力是有限的,新球茎数量多,单个球茎重量小,而新球茎个数少,单个球茎重量就大。因为番红花是柱头入药,大球茎开花数目多,花朵也大,要想夺取优质高产,就必须采用大球茎(最好是30g以上)作播种材料。而疏腋芽则是培育大球茎的关键措施之一。疏腋芽不仅单个新球茎重量增大,而且栽种的每个球茎所收获的新球茎总重量也增加10%左右。裕载勋报道,露地栽培(25g球茎)疏除腋芽后平均每个球茎收获新球茎为55.3g,不疏芽的只45.8g,疏芽最大球茎重26g,平均球茎重24.5g,未疏芽的平均重为15.7g。保护地栽培
(35g球茎)疏腋芽的收获93.8g,不疏腋芽的为85.3g。最大球茎重34.5g,平均单球重27g,未疏芽的最大球茎重19.3g,平均单球重16.5g。
疏腋芽应适时早疏,应从腋芽基部除掉。一般球茎小于15g的只留顶芽,其它腋芽全部疏掉,15—25g的留2个芽(1个顶芽1个腋芽),25—30g以上的可留2—3个芽(1个顶芽2个较大的腋芽)。整个田间可分2—3次疏完。
3.追肥 栽培番红花除施足基肥外,还应追肥2次。第一次在12月追腐熟的厩肥4000kg/亩,均匀铺于畦面就可。第二次在2月间追施腐熟人粪尿1500kg或一定量速效性混合肥料。
4.灌排水 秋栽后,如遇干旱应浇水保持土壤湿度,浇水后,待墒情适宜时,还应松遍土。每年3—4月江浙一带常有春雨,应挖好排水沟,防止田间积水,否则烂球死亡,或出现提早枯萎。
5.病虫害防治 常见的有腐烂病(Erw妇缸sp·)、枯萎病CFusarium ocysporum Schl.var.redolens(Wr.)Gordon]。防治措施,第一严格选择种球,剔除带病球茎。第二,栽种前用96%的福美双可湿性粉剂配成500倍液,浸处种球15分钟,捞出稍晾干再栽种。第三,生育期间发病后,及时用1000倍50%退菌特或800倍液50%的托布津浇灌病株或病区。
五、种球的收获与贮藏
4月底5月上旬,番红花叶片完全枯萎后,选晴天起收。收获从畦的一端挖掘,逐行连土翻起,拣起球茎,去掉泥土和干瘪的母球茎,装入筐内运回,摊放在室内阴凉处,一周后分级贮藏。分大、中、小三级,结合分级挑出有病的,机械损伤的种球。
分级后的种球装入篮(竹箩)内,吊在阴凉通风处贮藏(避免阳光直接照射)。也可以采用沙藏方法保存。即在库房内选择较干燥阴凉的地方,先在地上铺约3em厚的半干燥的细沙,其上放一层厚6—9em的球茎,球茎上再覆沙,沙上铺放球茎,依次层放,直至50em高为止,最后堆上再盖6em厚干沙就可以了。一般堆放时,堆宽60—100em,高50em,长视种球数量而定。
贮藏期要有专人管理,定时检查,沙子偏湿要及时更换。注意防止鼠害。
六、加工采收的番红花,要及时轻轻地剥开花瓣,取其三裂柱头,薄薄地摊在白纸上晒干,或置于45℃左右烘箱内,烘3—5小时,然后取出晒至合乎商品要求为止。装入瓶内或盒子中遮光密闭贮藏。
第九章红花一、概述.
红花为菊科植物,干燥花冠入药。生药称红花(F10scarthamO。含二氢黄酮衍生物:红花甙,红花醌甙及新红花甙。有活血通经,祛瘀止痛的作用。主产于河南、浙江、四川等地;全国各地多有栽培。
二、植物学特征,
红花(红蓝花)(Carthamust~nctoriusL.)一年生草本,高50一lOOem。茎直立,上部分枝。叶互生,无柄;长椭圆形或卵状披针形,长4—12em,宽1—3cm,顶端尖,基部楔形或圆形,微抱茎,边缘羽状齿裂,齿端有针刺或无刺,两面均无毛;上部叶渐小,成苞片状,围绕着头状花序。头状花序直径2—4em,有柄,再排列成伞房状;总苞近球形,总苞片多层,外层叶状,卵状披针形,绿色,边缘具针刺或无刺,先端有长尖或圆形;花管状,桔黄色,后变桔红色,5裂;花丝中部有毛,花药聚合,基部箭头形。瘦果椭圆形或倒卵形,长约5mm,基部稍歪斜,有4棱,无冠毛。花期7—8月(图.6—42)。
三、生物学特性
(一)器官的特征特性
1.根 种子萌发先伸出胚根,胚根生长较快,渐次生长发育曲直根系。营养生长期,特别是茎节伸长期,根系生长较快,花期根系生长近于停止状态。红花根系发达,主根入土深达213cm,侧根伸展出
60—90cm远。
2.茎和分枝 茎直立,有分枝,茎高因品种和来源地区不同差异较大,其变化范围25一160cm。据报道,印度、巴基斯坦的品系较矮,伊朗、阿富汗栽培的品系较高;我国新疆栽培的红花较高(165cm),福建霞浦红花较矮(65cm)墨西哥矮株高只有45cm左右。
红花茎高除取决于遗传性状外,还受播期、土壤肥力、水分、温度、日照等条件的影响。通常条件下,肥沃地块、播期早、低温短日照时间长,植株较高,分枝也多。
分枝多少与花头数目成正相关,分枝的多少、分枝的角度(分枝与主茎间的夹角)是确定栽培技术的依据之一。据调查,在1953个晶系中,有1790个品系的分枝是从基部开始一直到茎顶均有分枝,有70个品系是从植株上半部开始分枝。其分枝角度是:1788个品系的角度均在20—60‘间,有120个品系为15—20’,大于60’角的仅有33个品系。我国栽培的红花中,杜红花、草红花是从基部至顶部均有分枝,淮红花、新疆有刺和无刺红花是茎中上部分枝。
红花有多级分枝,通常多见的为2—3级分枝,少数可见到4级分枝。
3.叶 红花有基生叶和茎生叶之分,叶片质地较硬,多数近于无柄,少数有柄(柄长8cm),茎生叶抱茎互生,着生于茎中部的叶片最大,长9—25cm,宽3—8cm,从中部向上渐次变小。品种不同,叶片大小也有区别,新疆红花叶片最大,墨西哥矮最小。叶片形状为卵圆形、长卵圆形、披针形与条形四种;叶缘有全缘、锯齿缘、浅裂和深裂(特别是基生叶)四种,有无刺、少刺、有刺之别,刺还可分长、中、短三类,多着生于叶尖或锯齿缘顶端。总苞苞片长0.6—6cm,苏丹品系最长,西班牙、摩洛哥、日本的品种最短(0.6—2.5cm),埃及、约旦的品种最宽,日本品种最窄。
4.花 头状花序(又称花球)最外2—3列苞片呈叶状(圆形、椭圆形、披针形),内部苞片窄小,覆瓦状排列。有刺种内部苞片伸长,尖端呈刺状(多为长刺),无刺种苞片短小,先端圆,花序托扁平或稍下凹,并有许多刚毛。每个头状花序有小花15—175朵不等。据Ashri报道,在调查的900个油用红花品系中,以主茎顶端花头直径最大,通常直径1.9—4.1cm,大的花头直径平均为3.3cm以上,小的平均直径2.3cm。伊朗、伊拉克、埃及品系花头较大,孟加拉、埃赛俄比亚花头较小。
药用红花中,淮红花花头直径较大,新疆红花(有刺、无刺)花头直径较小。
红花的花色有白色、淡黄色、黄色、橙色、红色乃至深红色。因品种不同而异,多数红花品种的花色在初开、盛开、凋萎各个阶段能够不断变化。
药用红花初开均为黄色,随着开放时间的延长,逐渐变为桔红色、红色、深红色。在高温高湿条件下,红花颜色变化速度较快。有的油用红花,花色变化与花用红花相近。白色花和部分黄色花品种,自开放到凋谢,颜色不变。‘
5.种子 红花的种子(植物学上称为瘦果)多呈白色,也有灰色、黑褐色及带紫色纵向条纹者。形状为倒卵形。有的外形上具四条显著棱脊,使种子断面呈菱形。种子的大小因品种、播种期、花球在植株上的位置、种植密度的不同而异。千粒重24.7—75.5g。多数品种无冠毛。寿命2—3年。
(二)生长发育
1.出苗期 红花种子在4℃条件下就能萌发,25—30℃下萌发最快,在5℃、9~C、15℃、30~C不同温度下,发芽所需时间分别为16.2天、8.7天、3.天和1天。播种在地温10—12℃田中,6—7天就能出苗。刚出土的小苗只有两枚绿色的子叶,半个月后才能长出第一片真叶。此期小苗能耐一4℃或更低的低温。
2.营养生长期 营养生长期又分为莲座叶丛期(简称莲座期)和茎节伸长期两个阶段。通常把从第一片真叶长出到基部茎节明显伸长作为莲座期;从基部茎节明显伸长到花蕾显露作为茎节伸长期。
莲座期 红花为长日照植物,幼苗得不到长日照条件,茎节就不能明显伸长,而长出的叶片集中成簇,形似莲座状,故而得名。通常莲座期长,幼苗生长好,以后产量高。春播红花此期15—60天,秋播红花多在此期越冬,一般为80—140天。
莲座期的长短与品种、日照长短和温度条件有关。Zimmerman(美国)曾就光周期对红花莲座期的影响作过研究,他将红花吉拉(Gila)和N—4051每隔2个月于温室内播种一次,结果除12月份播种者外,其莲座期都是随日照时数减少和温度降低而增长。
在人为控制日照时数和温度条件时,参试品种表现归纳于表6—84。
表6一84日照和温度对莲座期的影响(天)
从表中看出,在相同温度条件下,日照14小时红花的莲座期均短于日照10小时者(短15.7天),在相同日照时数下,低温条件(昼/夜温度为15℃/5℃)下的红花莲座期均比高温条件下(20/10~C)的长(长20.9天),同一条件下品种间最大差距7—16天。从上述结果可以推断出莲座期长短与播期有关,在我国条件下,春播早的莲座期长,秋播适宜的莲座期最长,秋播偏早的(日照时数稍长,气温偏高)会很快进入茎节伸长期。
莲座期是红花营养生长的初期阶段,此期长短对幼苗生长好坏有一定影响。经验认为,莲座期短,幼苗发育不良,以后生育也不佳,产量低下。
红花在莲座期生长较慢,能耐低温,在一4一一6℃条件下可安全越冬。
茎节伸长期 红花进入茎节伸长期后,生长速度加快,在30—50天内植株由10cm左右迅速长到正常高度(150cm左右),叶片数目也由15片左右增至最高水平,吴应祥报道,北京条件下,5月18日至6月2日,平均每天伸长4.5—5.2cm。
红花进入茎节伸长期后,不耐低温,O~C条件就会出现冻害。此期所需肥水较多,应加强肥水管理。
3.现蕾开花期 当二级分枝开始形成时,主茎顶端和上部一级分枝便开始现蕾,其后分枝、现蕾同时进行,在平均气温21—24℃时,田间现蕾期约一个月。现蕾初期花蕾生长较慢,后期膨大较快,当花蕾直径大于2em后,苞片逐渐开裂,渐次露出小花。头状花序小花由外向内渐次开放,朵花期2—3天,序花期7天左右,株花期约20天。管状小花多在晚上伸长长大,到次日早6时充分长大并开放。小花开放时,柱头穿过联合成管状的花药并同时授粉。Claa.~sen报道,红花异交率为13.3—28.8%,平均为18.6%。一株红花中,主茎顶端的花蕾最先形成并先开放,然后是近于主茎顶部的一级分枝开放,即分枝上花蕾是由上而下渐次开放。三级乃至四级分枝上的花蕾开放最晚,生产上为使花果期集中一致,通常采用密植方法,适当抑制分枝级数和数量。
4.果实成熟期 小花开放后5—6天,果实便明显膨大。初期灰白色,继后渐渐变白。头状花序内的果实是由外向内渐次膨大,花后20天种仁充实饱满,此时种子含油率最高(种壳即果皮尚未长成),发芽率接近于成熟的种子。其后发育是果皮加厚较明显。果实成熟期的早晚、长短与品种、播期和密度等条件有关。早熟品种、播期早的、播后气温高,日照时数长的开花早,密植田块的花期较稀植者短。通常情况下,果实成熟期约30天。
春播红花全生育期100—130天,秋播红花为180—250天。
(三)与环境条件的关系
1.水分 红花根系较发达,入土较深,能吸收土壤深层的水分,在一般作物显现于旱症状时,红花仍能正常生长。空气湿度过高,土壤湿度过大,会导致各种病害大发生。苗期温度在15℃以下时,田间短暂积水,不能引起死苗,在高温季节,即使短期积水,也会使红花死亡。开花期遇雨,花粉发育不良,果实成熟阶段。若遇连续阴雨,会使种子发芽,影响种子和油的产量,发芽率也低。
红花虽然耐旱,但在干旱的气候环境中,进行适量的灌溉,也是获得高产的措施之一。据Leonard等报道,当土壤有效水分降至60%时,整个生育期坚持少量多次(9次)勤浇,红花每公顷产种子4056kg,均高于分期浇灌一次或多次的产量。全生育期少量多次灌水的种子,其千粒重约提高10%,含油率高2%左右。在分期灌水试验中,以分枝至开花结束时效果显著。
目前,我国红花栽培区多数是在气候干燥的地区,少数地区虽不属干燥地区,但多在干旱季节栽培,所以,栽培管理中,进行适量灌溉是必要的。
2.温度 红花对温度的适应范围较宽,在4—35~C的范围内均能萌发和生长。种子发芽的最适温度为25—30℃,植株生长最适温度为20—25℃,多数品种莲座期能耐一4℃低温,近年培育的冬型品系能耐一15℃低温。茎节伸长期最怕低温,0℃条件就会出现冻害。孕蕾开花期遇10℃左右低温,花器官发育不良,严重时,头状花序不能正常开放,开放的小花也不能结实。Canvin报道,红花种子成熟期间,种子含油率及脂肪酸组成不受高温影响;红花开花后,在白天气温稳定在24—32℃的年份里,也可以获得高额产量。全生育期大于5~C的有效积温在1960~C以上。
3.光照 红花为长日照植物,日照长短不仅影响莲座期的长短,更重要的是影响其开花结实。中国科学院北京植物园用12个品种进行光照试验,将12个品种红花各分成两组,分别播种在相同条件下,两组红花除光照条件外,其它一切管理均相同。光照处理组(用带有通风管道的遮光罩遮光)每天光照9.5—10个小时,对照组为自然光照,处理期间(5月4日至7月3日)日照长度为从13小时58分增至15小时零1分,后又降为14小时56分,试验结果如表6—85。
从表中看出,参试品种除墨西哥矮外,在供试短日照条件下,幼苗生长、分枝先后、开花早晚等均受到影响,特别是李德、霞浦、新乡、呼和浩特、敦煌无刺五个红花,播后94天尚未开花。墨西哥矮可作为对日照长短不敏感的品种栽培。红花是喜光的植物,充足的光照条件,特别是抽茎到成熟阶段,红花发育良好,子粒充实饱满。,
4.肥 红花在不同肥力的土壤上均可生长,栽培在脊薄土壤上,仍能获得一定的产量。·多数报告表明,在一般肥力条件下栽培红花,施肥仍是提高产量的重要措施之一。Nasr等报告,每亩施用10kgN肥,可使种子产量由132.6kg/亩提高到175。4kg/亩,产油量由42.9kg提高到57kg。每亩施N量由10kg提高到20或30kg时,虽然植株增高,种子蛋白质含量提高(1%左右),但种子产量和产油量均不如每亩施用10kg者高(表6—86)。另有报道指出,将N,P,K混合施用,特别是N,P混合(N与PzO:按l;2—3混合)增产效果较为理想。
红花生育期间缺硫时,生殖生长受影响较大,产种量和产油量均低;缺硼时,叶缘先变褐色,严重时叶片枯死。
5.土壤 红花虽然能生长在各个土壤类型上,但是仍以土层深厚、排渗水良好的,肥沃的中性壤土为最好。
红花是一种比较耐盐碱的植物。Tesu等人报告,红花在0—20cm土层每lOOg土含盐38.33mg,20—50em土层每lOOg土含盐9.70mg的土壤上栽培,每亩产种量有92.65kg,如果土壤0—20cm土层每lOOg土含盐26.33mg,20—50em土层每lOOg土含盐61.33mg时,每亩红花产种量还有65.35kg。从许多学者报告的红花发芽期、生育期对盐的抗性,红花的耐盐性等资料中,不难看出红花耐盐碱的能力比油菜强,或者说与大麦相似。不过应当指出,盐分过高是会降低种子发芽率和种子产量的,降低红花中组氨酸、赖氨酸、谷氨酸,特别是色氨酸的含量。有的报道指出,在水浇地上红花比大麦、棉花或甜菜对盐碱要稍微敏感些。
红花为菊科一年生草本植物。红花属(Carthamus)约有25种,Knowles按染色体数把该属植物分成四组:2n=24,2n=20,2n=44,2n=64,红花为2n=24组的一种,该组还有巴勒斯坦红花(C·palaestinusEig.)、夹刺红花(C.ocyacantha M.B.)、波斯红花CC.//oI/escensSpreng(C·persicusWilld))等,尖刺红花和巴勒斯坦红花可能是红花的祖先,尖刺红花与红花杂交可获得可育性的后代。
红花属中仅有红花一种在世界各地栽培。
红花是一种古老的药用植物,种质资源非常丰富,目前世界上栽培的红花品种类型很多,按其应用主要目的可分为两大类——花用红花、油用红花。
1.花用红花 是以花直接入药,或作染料等,我国以花入药为主,栽培的花用红花品种最多,主要品种有:
(1)杜红花 是江苏、浙江一带栽培的品种,株高80—120em,分枝27—30个,花球30—120个,花瓣长,叶片狭小,缺刻深,刺多硬而尖锐,子叶顶端稍尖。秋播,生育期220天。
(2)草红花 主要在四川、新疆一带栽培。株高100—130em,分枝30—50个,花瓣长,种子大,叶缘多刺,缺刻有深有浅,子叶较宽。春播或秋播,生育期130—250天。
(3)淮红花 主要栽培在河南一带。株高80—120cm,分枝6—10个,花球7—13个,花瓣短,花头大,叶片缺刻浅,刺少且不尖锐,子叶顶端圆形。春播或秋播,生育期130—210天。
(4)新疆无刺红花 主要栽培在新疆。植株茎光滑,叶缘无刺,分枝4—6个,种子千粒重26g,含油率30%,亩产种子75kg。春季或临冬播种,生育期131天。·
(5)新疆有刺红花 主要在新疆一带栽培。全株叶缘有刺,分枝5—8个,种子千粒重30g,含油率24%,亩产种子60kg。春季或临冬播种,生育期128天。
(6)大红袍 为河南省延津县地方品种,株高约88em,无刺,第一个花球平均直径为2。21em,花鲜红色。(DUC—26北京植物园于1978年从美国引进。该品种具有一个贴茎的基因,因此分枝与主茎所形成的角度很小,只有15—20*,因而可以密植。单位面积花球数较多,花的产量较高。植株高约110cm,无刺,花球较大,第一个花球平均直径约2.26cm,每花球小花数也较多,因而产量较高。
近年四川省中药研究所,收集四川产区的红花品种类型,通过系统选育又培育出川红l号花用品种,每100m’产于花2.6kg。花用红花中,大红袍、J11红1号、新疆无刺红花、Uc—26,为优良品种。
2。油用红花 是以种子榨油为主要目的,其油兼有食用、药用价值。1973年以来,世界广为栽培。印度、墨西哥、美国种植最多。油用红花品种类型最多。我国新疆、甘肃栽培有刺红花。无刺红花是油花兼用品种,其特点是植株较高,属晚熟种,含油率32%左右。目前从国外引进的品种有,
(1)李德(Leed) 从U—1421X吉拉(Gila)后代选育而成,1977年从美国引进。株高’110cra,花桔色,千粒重40g,壳的百分率39。13%,含油率35.79%。该品种产量比犹特、吉拉、夫里奥高7.0—24.5%,抗锈病、根腐病能力也比吉拉、夫里奥高,适于在灌溉地栽培。
(2)犹特(ute) 1977年从美国引进。株高93cm,分枝多,花球和种子较小,花初开黄色;后来变为橙色,千粒重31。5g,壳的百分率37.7%,含油率35.8%,我国一些省区栽培后,产量较高,适合有灌溉条件地区栽培。对锈病、根腐病抵抗力较强。.
(3)UC—1 株高110em左右,为早熟有刺种,花黄色,千粒重45g,壳的百分率38.2%,·含油率为36,?2%。红花油的油酸、亚油酸比例与一般红花截然不同,一般红花亚油酸含量78.1%,油酸含量13.5%、硬脂酸含量L 8%,软脂酸含量为6.6%,而UC—1分别为15.2%,78.3%,1.2%,5.3%这与橄榄油相似。该品种对水涝有一定抗性,可望成为我国的一种重要食用油。
(4)墨西哥矮(Mexicandwarf) 是墨西哥推广品种,1978年引入我No株高45—50em,花初开黄色,凋萎时桔红色,是无刺种,花球小,种子大,千粒重69g,含油率低26.31%,对日照反应迟钝,在每天日照9.5—15小时条件下,其开花期、成熟期只相差1—2天,全生育期110天。在我国南方特别是一年三熟地区,可作为一茬栽培。
(5)AC—1 株高100cm左右,有刺种,花初开黄色,后变桔红色。壳的百分率低(33.6%)含油率高达42.05%,产量高。适合我国西北地区栽培。
此外还有、吉拉、夫里奥、油酸李德、达特等。此外,印度、苏联、苏丹、阿根廷等国家还有许多优良品种,这里不一一介绍。
值得一提的是,近年世界各国研究培育出了一些抗寒、抗病、少壳、含油率高的品种,如抗寒品种可耐一15℃低温,少壳品种壳的百分率降为27—33%,含油率高达49%。
四、栽培技术
(一)选地整地 一般农田地均可栽培红花,但以地势高燥、肥力中等、排渗水良好的壤土和砂壤土为最好。地下水位高、土壤粘重的地区,不宜栽培红花。
红花病虫害严重,生产上多与禾本科、豆科或蔬菜实行2—3年的轮作。在东北,红花的前作有玉米、高粱、小麦、地黄、马铃薯和蔬菜等;黄河流域以南的前作是玉米、水稻、小麦、棉花等作物。前作收获后,要及时耕翻,每亩施基肥2000—3000kg。整平耙细,按当地习惯作畦或起垅,畦宽80—150cm,畦高15—25cm,雨水多的地区四周挖好排水沟,以利排水。垅作时垅宽50—60em。
(二)播种
1.播期 红花是一种对播期较为敏感的植物,播种早晚直接影响到红花的生长、发育、生育期的长短、产品的产量和品质(表6—87,6—88)。一般春季早播的产量高(种子和油),质量好。这是因为我国地处北半球,每年春分至6月22日,日照时数渐渐变长,这期间的某一个阶段的光照时数、温度等条件,足以满足红花对其日照等条件的要求,使其由营养生长转变为生殖生长。换句话说,不管春季播种早晚,红花到了生殖生长阶段,都会进入生殖生长,由于播种早的营养生长阶段长,生育良好,进入生殖生长阶段生长发育健壮,所以产量高。如表6—87中三个品种,2月28日播种的每亩产量均在187kg左右,而3月17日播种者产量为159kg上下,4月14日播种的为155kg左右。
我国长江流域及其以南各省,播种红花多在秋季,秋播早了,由于日照时数较长,温度较高,易使红花提早进入茎节伸长,这样寒冷冬季来临时会出现冻害,致使因大量缺苗而减产。若是播种过晚,幼苗很小时越冬,保苗率也低营养生长阶段短,所以产量也不高。一般以冬前小苗有6—7真叶为宜。
综上所述,春播红花应适时早播,而秋播红花以适时晚播为宜。我国新疆地区较为干旱,春播墒情不好,当地改为临冬播种,即在土壤即将结冻时播种(播后种子不萌动),翌春温湿度适宜时,种子就萌芽出苗。实际也是一种适时早播的好方法。
2.播法与播量 红花有条播和穴播,花用红花多穴播,油用红花多条播,条播30—50cra行距开沟播种(机播行距为30cm),每亩播种量机播为3—4kg,一般2—2。5kg。穴播按45X5—10em,50X5cra或60X5em开穴播种,每亩用种量1.5—2kg,播后覆土3—5cra。一般每亩20000—30000株,尤其是30000株为最佳。
有些地区红花病害较重,播前还进行温汤浸种或药剂拌种。拌种多用种子重量的0.2—0.4%的代森锌或粉锈宁。温汤浸种是将种子放在10—12℃水中浸12小时左右,捞出后放入48℃的水中浸烫2分钟,2分钟后捞入53—54℃水中浸烫10分钟,10分钟后转入凉水中冷却,冷却后捞出控干,晾去附水就可拌种。
(三)田间管理
1.间苗定苗 春播红花苗高10cm左右时开始间苗,20cra左右时进行定苗;秋播红花,一般入冬前间苗,翌春定苗。间苗定苗要保证合理密植、择优汰劣,每亩保苗3万株为宜。
2.中耕除草与培土 红花苗期生长缓慢,易受杂草危害,应及时除草。尤其是秋播红花,苗期较长,应增加除草次数,成株红花,花头位于枝顶,重量较大,易于倒伏,除草后要及时进行中耕培土。春播红花一般进行三次中耕除草,第一次在幼苗期,第二次在茎节伸长初期,第三次在植株封垅前完成。秋播红花应适当增加中耕除草次数。
国外栽培油用红花,采用化学方法除草,常用的除草剂及用法如下:
①扑草灭(s—乙基—N,N—二丙基硫赶氨基甲酸脂)每亩用量?5—224g。种植前结合耙地施入5cm表土中,可控制大多数一年生杂草。条播者采用带施效果最好。
②苯胺灵(O—异丙基—N—苯基氨基甲酸脂)或氯苯胺灵(O—异丙基—N—C3—氯苯基)氨基甲酸脂)每亩用量300—450g,种植前或出苗前将除草剂浅施于土壤表层。
③燕麦灵(O—C4—氯—2—丁炔基)—N—(3-氯苯基)氨基甲酸脂)每亩用量28g,苗期喷洒,能除去野燕麦、荞麦、黑麦等,而且红花对燕麦灵有较高耐药力。
3.追肥 在红花待要现蕾或刚刚现蕾时进行追肥,每亩用过磷酸钙10kg,尿素4kg。现蕾后根外追肥,每亩尿素0.5kg,过磷酸钙1kg加水1000倍,溶后搅均喷施,4—5天1次,连续2—3次。
4.灌水、排水 我国红花多在干旱地区或干旱季节栽培,在出苗前、越冬期(秋播红花)、现蕾期、开花期注意适当浇水,要少量多次,严禁漫灌。否则会大量死苗甚至全田毁坏。
雨季来临时,要疏通好排水沟,保证田间雨后不积水。
5.病虫害防治 红花病害种类较多,如锈病CPucciaiacarthomi(Hutz.)Corda.)、炭疽病CGloeosporium carthami(Fukui)HorietHemmO、褐斑病(SeptoriacarthdmiMurashk)、花腐病(Botrytiscinerea)、轮纹病(讨~cochytasp.)等十余种,锈病、炭疽、褐斑危害较重,国外黄萎病(Verticilliumalbo-atrum)、枯萎病~FusariumOJysp07'gt/m(Schl.)SnyderetHansen)较重。锈病危害茎叶,尤其是叶片,苗期出现,生长期渐次严重。炭疽病,苗期开始感病,直到花期均有发生,湿度大时严重,可以全田毁灭,片花不收。
防治方法 选用抗病品种,有刺红花比无刺红花抗病;选用地势高燥、排水良好地块;发病前喷药保护,如l:1:100倍的波尔多液、1000倍液的50%托布津、500—600倍的65%代森锌,7—10天一次,连续3次。
虫害有红花长须蚜(Macrosiphum yobonisMatsumura)、菊蚜(Pyrethromyzg3 nbor心Gilletti)、红花实蝇(Acanthiophilushetianthi)等十余种。可用1500倍液的40%乐果或1000倍液的敌敌畏防治。
五、采收加工
(一)采收
1.采花 采花期的早晚,对药材的产量和品质影响较大。采收偏早时,花冠黄色或浅桔红色时,花冠尚未长开,质地轻泡,不仅鲜花产量低,花的折干率也低,干后花为黄色。采收偏晚(红色或深红色),花冠变软,产量低,干后花呈暗红色,油性甚小。只有头状花序中2/3小花呈桔红色、花冠基部呈红色时,采收的鲜花产量高,质量好,干花呈鲜红色,有韧性、油性大。一般头状花序开放3—4天就可达到上述适宜标准,应立即采收。每天花冠露水干后即可呆采摘。初花期两天采收一次,盛花期每天采收一次。采花时应向上提拉,摘取花冠,不要侧向提拉花冠,否则花头撕裂,影响种子产量。由于雨季空气湿度大,花冠色泽变化速度较快,连雨天采花时,以花冠牛2/3小花呈桔红色,花冠基部刚变红为宜,雨停后即可采收。·
2.采种 留种的药用红花,待采花后三周左右,种子含水量降为10%左右时,即可割取优良花头(花冠长、色泽好、苞片无刺、抗性强等),晾干、脱粒作种。其余部分待种子含水量降至8%时,就可收割脱粒。油用红花也是此时收割。
(二)干燥
1.花采收的红花要及时摊在晾席上(2—3cm厚)晾干或烘干。晾花时严禁在强光下日晒,否则有效成分易转化,降低药效。烘干时,温度为40—45℃。干燥的花具特异香气,味微苦,以花长,色鲜红,质地柔软者为佳。
2.种子收割后稍晾晒就脱粒,经清选晾晒后入库。
第十章五味子一、概述五味子为木兰科植物,五味子或华中五味子的干燥成熟果实供药用。通常称前者为北五味子,后者为南五味子,生药通称五味子(Ffuctu9schisandrae)。含挥发油,主要成分有五味子素,去羟基五味子素,,—五味子素,五味子醇等。此外,尚含糖类,苹果酸,枸橼酸,酒石酸,精氨酸,树脂状物质,维生素c、鞣质等。有收敛,滋补,生津,止泻等功能。北五味子主产辽宁、吉林、黑龙江,其次为河北和内蒙,销全国,并出口。南五味子主产河南、陕西、甘肃;其次为四川、云南,也销全国。北五味开始人工栽培。:
二、植物学特征
1.五味子(北五味子、辽五味子)C,Schi,,sa~clmchinenaia(Turcz.)Baill.)落叶木质藤本,长达8m。茎皮灰褐色,皮孔明显;小枝褐色,稍具棱角。叶互生,叶柄长1.5—4.5em;叶片纸质或近膜质,宽椭圆形、倒卵形或卵形,长5一llcm,宽3—7cra,先端急尖或渐尖,基部楔形或宽楔形,边缘疏生有腺的细齿,上面无毛,下面脉上嫩时有短柔毛。花单性,雌雄同株,单生或簇生于叶腋;花梗细长而柔弱;花被片6—9,黄白色或带粉红色,芳香;雄花有5个雄蕊,花药有较宽的药隔,花粉囊两侧着生;雌花心皮多数,分离,螺旋状排列。花后花托逐渐伸长,至果成熟时呈长穗状,其上疏生球形,肉质、深红色的浆果。花期5—6月,果期7—9月(图6—58)。2.华中五味子(南五味子)(Schisand,ohenantAeraRehd.etWils.)近似五味子,但本种的雄花雄蕊为10—15个,花丝短;果肉较薄。
三、生物学特性
(一)生长发育 五味子是多年生落叶木质藤本植物。处理后的种子春播当年出苗,种子萌发时先伸出胚根,逐渐发育成主根。随后,侧根开始发育,当年秋季,主根与侧根根粗相近,并在小苗根颈部开始形成根茎。一年生小苗的根系入土较浅,伸展幅度较窄,所以其地上部生长缓慢,当年只形成10片叶左右。二年生小苗生长较快,地上茎开始分枝,根茎渐渐伸长,其上疏生较短的须根。三年以后开始开花结实。五年以后进入盛果期。产区五味子一般每年5月上中旬开始放叶,放叶后随即现蕾开花,6月上旬为盛花期,花后枝叶繁茂。新梢年生长量因枝条不同而不同,短结果枝发出的新梢生长缓慢,一般年生长量在15cra以下,着生5—6片叶,长结果枝发出的新梢年生长量长50—100cm,中结果枝发出的新梢年生长量介于上二者果枝之间。9月底果实成熟。随着气温降低,叶片开始枯黄脱落,全生育期为100—120天。
五味子根茎发达,2年生实生苗根茎开始快速生长,3年后根茎开始分枝,根茎可形成多级分枝,沿耕层横生于田间,有时露出地面,形成地上植株。根茎上的腋芽也可萌蘖出土形成地上植株。野生五味子根茎特别发达,萌蘖植株特别多。有人挖取百米长地下根茎,其上生有90余个地上植株,野生五味子借此特性,在自然环境下多年生长发育形成较大的无性系群体。野生五味子根茎上的1—3年新生萌蘖苗分割后(带lm长根茎)可形成独立个体。
(二)种子生物学特性 五味子种子具休眠特性,种皮坚硬光滑,皮下具油层,不易透水,透气;自然成熟的种子,种胚细小,具后熟特性。去果肉的种子寿命较短,一般室温干贮2个月就完全丧失生命力;带果肉贮存一年发芽率仍很高。通常情况下,五味子种子的空粒率极高,充分成熟饱满的种子仅占4.5—8.5%。据报道,成熟种子有两种颜色,一种颜色较深呈暗红色,成熟度较高,但发芽较困难;另一种呈桔红色,发芽较容易,发芽率高。
(三)开花结果习性 五味子实生苗3年开始开花结果,以后年年开花结实。五味子的花为单性花,雌雄同株。其花芽着生在1—2年生枝条上,常与叶芽着生于同一叶腋,也有混合芽,第二年开花结果,即2—4生枝条结果。由于受各种条件影响,在一个枝条上不是所有节位上的芽都能形成花芽。所以,在一个中长果枝上,有的节位上的芽能开花;有的只长叶;有的同时开花长叶;有的同时还能抽生新梢。-一个花芽开2—5朵不等,雌雄花生于不同节位。产区一般5月下旬到6月中旬开花,单花花期6—8天,每天17时到次日1时开放占总数的2%(其中21—1时占42%)。
五味子的结果枝可分三种,即短结果枝、中结果枝和长结果枝。短结果枝长度多在10cm以内,节间短,开花少或只开雄花。中结果枝着生在枝条中部,长10—50cra,长结果枝着生在枝条顶部,长50cm以上;中结果枝、长结果枝一般雌花较多,开花能力强,是主要结果枝。据调查,短结果枝的结果率为6%,中、长结果枝结果率高达94%。此外,每年夏季从五味子地下茎可发出数量较多的基生枝,在条件适宜时,它们也可少量开花结果。但多数枝条,由于生长不良,枝条细弱,不能开花结果,分散母株营养。
五味子结果枝的枝龄不同,结果能力也不同,以2年生结果枝结果最多,3—4年生结果很少(表6—104)。
(四)生长发育与环境条件的关系
1.温度 五味子喜凉爽避风环境,此环境中生长的五味子,枝条舒展,结实率商。五味子抗寒能力很强,产区一35℃气温下可不加防寒物自然越冬;一40℃条件也只能使幼苗顶端和新梢略有冻伤,基本不影响次年的生长。
2.光照 五味子是喜光植物,除一年生小苗在夏季怕烈日曝晒外,均喜充足阳光,光照不足虽能正常生长,但结实率显著下降。据调查,生长在阳坡林缘的五味子比阴坡或林内的五味子结果多,生于林内的五味子只有攀生于支架顶部,接受到充足光照后,才能开花结果。
五味子虽是喜光植物,但却具有耐阴特性,这是因为五味子有发达的横走根茎,林内根茎生出的小苗和成株除自身具有同化作用积累营养外,还可从根茎中获得营养,所以植株可以在林内弱光条件下长期生长,尽管生长缓慢甚至停止生长,但不会死亡。
有人认为,五味子在强光高温,水分不足条件下生长,开花结实较少,因此栽培五味子,在于旱地区不宜在强光下裸露栽培,并依此为据,提出栽培五味子要选阴坡。
五味子是藤本植物,又喜光,所以只有攀缘在支架或树木上,才有利于枝叶正常生长发育,提高叶面积指数,增强光合同化能力,有利于开花结实。攀缘在枝繁叶茂树上的五味子,由于受光较少,通风不良,雄花比例大,开花结实少。生产上,采用自然树木作支架,应注意支架树荫蔽度的调整,生长期间适宜的荫蔽度为20%左右。
3。水分 五味子喜生于湿润肥沃的环境。据测定,生长在溪流两岸和林缘的五味子,根系长而粗,分布也较广,林内五味子的根系既浅又细(表6—105),所以,人工栽培时,应选溪流两岸或有灌溉条件的地方。·
四、栽培技术五味子的人工栽培,现阶段仍属试种、示范时期,栽培技术尚不完善。
(一)选地整地.
1.育苗地 育苗地以土壤疏松肥沃,排水良好,靠近水源的土地为宜,利用老参地作育苗田也比较适宜。按当地耕作习惯耕翻,翻耕后耙细,做成高1Scm,宽120—150em的畦,结合整地每平方米施腐熟厩肥10—15kg,与床土混匀,搂平床面等待播种。
2.定植地 根据五味子喜肥的特点,选择土壤肥沃、土层深厚、排水良好、靠近水源的林缘地、撂荒地或老参地。山坡地的坡度要小于15度,利用林缘地、撂荒地栽植,可按0。8craX1.1m距离挖穴,采用半人工栽培时,应选择有支架植物的地块,必要时可提前植树。
(二)育苗移栽 现阶段五味子用种子繁殖为主,分株扦插为辅。
1,育苗
(1)种子育苗,
种子处理 五味子种子具休眠特性,播前将当年收获的果实在室温下用温水浸种2—3天后,搓去果肉,洗出种子,漂去瘪粒,与3倍湿沙混匀后放室外自然条件下层积处理。翌春解冻后,移入室内继续层积,待大部分种子胚发育成熟后,即可播种。.
播种时间与方法处理后的种子多在5月上中旬播种。常按行距15cm开沟,条播,覆土2cra左右,稍加镇压后盖草保湿,亩播种量5kg左右。
苗期管理 播种后3—4周即可出苗,待出苗时及时撤去盖草,并搭设简易荫棚(8月下旬拆除),幼苗期要勤松土除草,结合除草进行疏苗,当小苗具3—4片真叶时,按株距5—7em定苗。当苗长到高10—1Scm,具5—10片叶子,即可移栽定植。
(2)扦插育苗 早春植株萌动前,剪取2年生枝条作插条,插条截成15em长,每条有2—3个节,然后按15X7—10cm行株距插入苗床,在27—31℃条件下,促其生根。也可于7月间剪取嫩枝,截成10cm长的插条,按15X7—1(}em行株距插入插床。注意保湿和搭棚遮荫,第二年秋移栽。
2.移栽 移栽在春秋季均可进行,均在休眠期进行。按株行距70—90craXl00—120cra挖穴,穴深30—35cm,直径60cm。每穴施入腐熟圈肥2—3kg,与土拌匀后栽苗。栽时要使根系舒展,栽后踏实,浇透水。
近年来,有些单位利用野生五味子的萌条进行分株繁殖,效果较好。这种苗生长快,开花·结实早,操作方便,是目前野生五味子家植比较实用的繁殖方法。可直接将苗从地内挖出,保留根茎长不短于lm。定植时按实生苗定植方法,将根茎盘伏于穴内,覆土踏实、浇透水。
(三)田间管理
1.搭架 移栽定植后,五味子主蔓生长迅速,应搭架供其攀援。支架分天然支架和人工支架两种,天然支架是利用田间选留的木本植物的活体作支架,它的优点是利用时间长,其树叶枝条还能为五味子适当遮荫,是比较理想的支架。作为自然支架的树木要有适当的高度和稀疏的树冠。实践中发现,天然支架以山里红(Gratae9uc 9innatifidovar.majorN.E.B,)和山丁子CMalusbacata(L.)Bokh.)树等较好。
人工支架,用水泥柱(规格为10cmXlOemX 250cm、10cmXl5craX 270cm)搭设,每隔4—6m设一立柱,立柱埋入地下50—70em,每50cra高拉一道横向镀锌铁线,成为高单篱架。将五味子藤蔓绑在铁线上,使其充分利用空间生长。
2.除草、追肥、灌水 移栽后应根据田间情况进行除草,以防杂草滋生。追肥是增产的重’要措施,一般追肥每年两次,第一次为5月中下旬花蕾开放前施入,以提高座果率,可用硫铵、过磷酸钙每株各25g;第二次在7月上中旬,施过磷酸钙,每株50g,以利花芽分化,五味子花期正处于干旱季节,应及时灌水保持土壤湿润,以促进开花结果,减少落花落果。
3.修剪 合理修剪能调节植株体内营养,改善结构,并可对植株有更新复壮作用,使五味子高产稳定,延长结果年龄。
由于短果枝结果能力差,应少留,尤其是不开花或只开雄花的短果枝应全部剪除。中长果枝由于生长旺盛,应按间距10—20cm疏剪,并适当剪尖,以免消耗养分过多或枝条相互缠绕,影响通风透光降低产量。基生枝条应保留3—4个粗壮枝以便逐年更新,其余的应全部剪除,以利母株的生长。
4.病虫害防治 病害主要有叶枯病(Septoriasp.),5—7月发生,初期由叶尖和叶缘开始发病,逐渐扩大到整个叶面,使之枯黄脱落。严重时,果穗脱落,甚至完全无收。
防治方法:加强田间管理,注意通风透光。发现叶上有黑褐色斑点,立即摘除集中烧毁,发病前或15—20天喷药保护,喷1:1:100波尔多液,每隔7—10天1次,连续3—4次。
五、采收加工
9—10月果实呈鲜红色时采摘,从果梗基部剪下。剪下的果穗放在阳光下晒干,晴天的夜晚可任其受露水润湿,这样加工的五味子油性大,质量好。采收后如遇阴雨天,可于室内在35~C条件下烘干,注意温度不能过高,以防挥发油损失,降低品质。当干燥到手攥有弹性,松手能恢复原状时,即为干好。去除果柄、杂质、灰屑,即可入库或销售。五味子干果以紫红色、粒大、肉厚,质柔软、有油性及光泽、种子有香气,干瘪粒少,无枝梗、杂质、虫蛀、霉变者为佳。
第十一章 薄荷一、概述薄荷为唇形科植物,干燥的地上部分入药。生药称薄荷(HerbaMenthae)。全草含挥发油,主要为薄荷油。有疏散风热,清利头目的作用。主产于江苏、安徽,称为苏薄荷,销上海、北京,天津等地。江西、河南、四川、云南等省也有栽培,但产量少,多为自产自销。
二、植物学特征薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)多年生草本,高达100cm,有芳香。根状茎细长,白色或淡绿色,伸展在土中;地上茎直立,基部稍倾斜,方形,具分枝,无毛或略有倒生的柔毛,角隅及近节处毛较显著。叶对生,叶形变化较大,卵状披针形、长圆状披针形至椭圆形,长2一7cm,宽1—3cm,先端锐尖或渐尖,基部楔形,边缘具细锯齿。侧脉5—6对,两面具柔毛及黄色腺鳞,下面较密。轮伞花序腋生,球形,有梗或无梗,苞片数枚,条状披针形;花萼管状钟形,长2—3mm,外被柔毛及腺鳞,具10脉,萼齿狭三角状钻形,缘有纤毛;花冠淡紫色或白色,冠檐4裂,上裂片顶端2裂,较大,冠喉内被柔毛;雄,蕊4,前对较长,均伸出花冠之外。小坚果长卵圆形,褐色或淡褐色,具小腺窝。花期7—10月,果期8—11月(图6—65)。
三、生物学特性
(一)生长发育 薄荷实生苗当年开花结实,其根茎宿存越冬。春季地温稳定在2—3~C时,根茎开始萌动,地温稳定8℃时出苗,早春刚出土的幼苗能耐一5C低温。气温低于15℃时生长缓慢,高于20~C生长加快,地上茎叶繁茂起来,此时地下根茎生长也加快。6月下旬开始现蕾,7月开始开花,果期8—11月。当气温低于4℃时,地上植株枯萎死亡,地下根茎进入冬眠期。
薄荷的再生能力较强,其地上茎叶刈割后,又能从叶腋中抽生新的枝叶,并开花结实。我国多数地区一年刈割二次,广东、广西、海南可刈割三次。薄荷的根茎分段繁殖极易成活,地上茎扦插也可繁殖成新个体。生产上采用根茎繁殖。
(二)薄荷油的积累 薄荷油主要贮藏在油腺内,它占全部含油量的80%。油腺由油细胞、分泌细胞、柄细胞构成,油腺主要分布在叶、茎和花萼、花梗的表面。由于叶片油腺分布多,叶片的含油率最高,叶出油率约占总出油率的80%。叶的含油率与收获期、叶位、油腺密度有关,一般以第一次收割期油腺密度、含油率及出脑量最高,产品稳定。第二次收割的产量及出油率下降。另外,不同叶位含油率不同,一般以第五对叶子含油率、含脑量最高。因此增加叶片的数目、叶片重量、油细胞密度,是提高产量、质量的重要措施。
江苏省新曹天然香料研究所于1980—1983年曾用石油助长剂300,400,500倍液分别浸种24小时后播种,三种不同浓度的浸种对薄荷油均有一定的增产。其中500倍处理区亩产油量10.92kg为最高,与对照相比增产42.93%,含脑量高2.4—2.3%,亩收入高50.70%。
产区曾进行喷硼处理,于6月10日起,每隔5天喷一次0.5%的硼酸,共喷3次,结果处理组含油率比对照组增加26.2%。
(三)生长发育与环境条件的关系 薄荷对环境条件适应能力较强,在海拔2100m以下地区均可生长,但以300一1000m地区最适宜。
温度 薄荷对温度的适应能力较强,地下根茎能耐一15℃低温。早春当土壤表层温度达2—3~C时就开始萌芽出土。幼苗能耐一5~C的低温。随着温度的升高,生长速度加快,生长期最适温度为25—30~C在20—30~C间,只要水分适宜,温度愈高生长愈快,秋季气温降到4℃以下时,地上茎叶就枯萎死亡。生长期昼夜温差大有利于薄荷油的积累。
光照 在整个生长发育期间需要充足的光照,光照充足可促进植株早开花和减少叶片的脱落,有利于薄荷油、脑的积累。生育期连续晴天则产量高,质量好,光照不足,雨水过多,是造成减产的主要原因。
水分 薄荷喜湿润的气候条件,在年降雨量为1100—1500mm的地方都可种植薄荷,土壤含水量在30%左右利于生长。一般生育前期和中期需水量较大,后期需水量较小,生育期间,如遇干旱,则生长发育不良,含脑量降低。低洼过湿的地方,薄荷生育不良,产量低。
肥料 在三要素中,氮素营养对其产量品质影响最大,适量的氮、薄荷生长繁茂,收获量增加,出油率正常。氮肥过多,茎叶徒长,节间变长,通风透气不良,植株下部叶片凋落,甚至全株倒伏,出油量减少。据江苏测定,严重倒伏出油率为0.28%,中等倒伏出油率为0.31%,正常生长出油率为0.45%,缺氮时叶型小,色黄,叶脉和茎变紫,地下茎发育不良。另外产油量低,油中游离脑(menthoi)含量低,化合脑(mentho)含量显著降低。钾对薄荷根茎影响最大、钾缺乏时叶边缘向内卷曲,叶脉浅绿色,地下茎短而且细弱,对油、脑含量影响不大,因此培育种根的地块,适当增施钾肥,根茎粗壮质量好。
四、栽培技术
(一)选地与整地 薄荷对土壤要求不严格,虽然一般土地均可栽植,但栽植薄荷最好选择地势平坦,排灌良好,阳光充足,疏松肥沃,前三年内未种过薄荷的壤土或砂壤土。薄荷是宿根性植物,吸肥力较强,长期连作造成减产、品质差,病虫害严重,一般产地栽培2—3年后进行换茬。秋季按常规深翻,结合翻地施入基肥,每亩2000—3000kg,或翌春解冻后结合耙地每亩施入1000—1500kg沤肥或厩肥,耙细耢平,然后做畦。畦宽100—120em,畦间距离为30——45cm,高15——20cm。
两年三熟地方也有采用套种的,与薄荷套种的作物应选择茎秆矮壮、株型紧凑、抗倒、早熟高产类型的植物。
开始薄荷套种在油菜、蚕豆或在5月底以前收获的蔬菜间。后期在薄荷中套种油菜、蚕豆等作物。在共生期阶段作好田间管理,使薄荷得以充足肥料和光照、水分。套种棉花播幅不宜超过30em,行距应大于120—150em,过密影响薄荷正常生长。如套种得当,可收薄荷油1.5—2.5kg/亩,对棉花并无影响。
(二)播种 薄荷生产上以根茎为播种材料,也有秧苗移栽者。种子繁殖在育苗中常用。种子繁殖的作法是,每年3—4月间把种子与少量干土或草木灰掺匀,播到预先准备好的苗床里,覆土1—2em,上面再覆盖稻草,播后浇水,2—3周出苗。种子繁殖,幼苗生长缓慢,容易发生变异生产多不采用。
薄荷播种多用地下根茎作播种材料。一般春季或秋末播种,播种前一天将地下根茎挖出。从中选取新鲜色白,粗壮节间短的根茎作种,选出的根茎要截成6—10em长的小段待播种。播种时,按24em行距开沟,沟深6—9em,在沟内按12—1Scm的株距撒放根茎,每隔15—18cm顺沟摆放2段根茎,然后覆土,厚度6em,每亩用种栽100—150kg。
江苏产区认为,春播以4月上旬为佳,4月上旬播种较5月或6月产油量高30%以上。选用根茎除上述条件外,还应选用幼嫩根茎。幼嫩根长势好,出苗早,发育快,能提早3—5天收割,茎叶产量高,产油量多。
部分产区采用秧移栽方式生产。它们的做法是将品种优良纯一无病虫害的田块作留种田,秋季收割后,立即中耕除草、追肥,待第2年4—5月苗高12—15em时,选取健苗移栽。按24X12—1Scm的行株距开穴,穴深10em左右,每穴栽1—2株,覆土后浇稀粪水。江西产区是提早挖出根茎,按前述标准选取种根茎,将根茎截成3—6em小段;栽于育苗床内,精心管理。待4月上、中旬苗高12—1Scm时起出移栽。移栽期也以4月上、中旬为好。江苏、浙江、江西等地认为迟于5月播种移栽,其茎叶产量比4月低10%左右,产油量低30—40%。
近年长江流域及其以南省区推广变春夏两季薄荷(割收两次)为一季春薄荷。为保证完成预订产量,将春薄荷面积扩大1倍或增加4/5。春薄荷收割后除留种田外均翻沤作绿肥,下茬种水稻。这种栽培方法,薄荷、水稻面积都没改变,水稻产量也没变化,而薄荷产量却提高20—30%,产油量提高30%多。值得进一步推广。
(三)田间管理.
1 补苗 播种移栽后要及时查苗补苗,保证田间不缺苗断条。一般保持每亩2万株或更多为宜。
2 中耕 除草根茎繁殖的薄荷,当苗高约9em时,或栽植的秧苗成活后,要中耕除草一次,以后在植株封垄前进行第二次,这两次都应浅耕。7月第一次收割后,应及时进行第三次中耕,可略深些,并除去部分根茎,使其不致过密;9月进行第四次,只除草不中耕;10月第二次收获后,进行第五次,要除去部分根茎。薄荷栽2—3年后,需换地另栽。第二、三年春季,苗高12—18em时,结合除草,除去过密幼苗,每隔10em留苗一株。其后中耕除草与第一年做法同。
近年试行化学除草,收到了较好效果。常用的除草剂有氟乐灵、敌草隆、除草醚、杀草丹、稳杀德等。一般在栽种后出苗前施用,各种药剂每亩用量为:氟乐灵125g、敌草隆250g、稳杀德75g,敌草隆lOOg加除草醚200g。头刀薄荷收割后,二刀薄荷出苗前施用,敌草隆200—300g/亩,或敌草隆150g加除草醚300—400g/亩;---fj薄荷出苗后施用时,使用稳杀德75g/亩或杀草丹250s/亩,也可用200—250s/亩敌草隆。
江苏省新曹农场报道,施用敌草隆后头刀茎叶鲜重增加9·.5%,二刀茎叶鲜重增加6.7%。氟乐灵增产7.5%,敌草隆(100g/亩)加除草醚(400g/亩)混用的增产14.3%。
3 摘心 薄荷田是否摘心应因地制宜。摘心是摘掉顶端两对幼叶为宜。一般宜在5月晴天中午进行,此时伤口易愈合,摘心后应及时追肥,促进新芽萌发。一般密度较大的单种薄荷以不摘心为好,而密度稀时或套种薄荷长势较弱时需摘心,以利促进侧枝生长,增加密度。
4.排水 灌溉多雨季节应及时清理排水沟,排除积水,以免影响植株正常生长,天气干旱时,应及时进行灌溉,灌水时必须防止田间积水,夏季以早晚或夜间灌溉为宜,通常灌水与追肥结合进行。
5.追肥 薄荷以茎叶入药,而茎叶一年要割取2次,消耗土壤中养分较多。为了满足其生所需肥料,提高产量和质量,除施足底肥之外,并要适时适量多次追肥,试验证明薄荷的茎产量和其含脑量取决于氮素营养状态,地下根茎的生长发育与钾的供应量的多少有直接关系,所以追肥以氮肥为主,并施磷、钾肥,在生育期中追肥应结合三次中耕除草进行。第一次在2月苗高5—10em时每亩施粪水750kg,第二次在苗高约20cm时亩施粪水1500kg或硫酸铵10—15kg,深施于行间沟内,施后覆土促进植株生长;第三次在头刀收割后,每亩施入粪水1500kg,饼J]~50kg,以利割后早发苗;第四次在9月上旬苗高20—30cm时每亩施入粪水1000k9或硫酸铵10kg。如秋冬不挖根,继续生长1—2年时可在收割后结合中耕(深度一10em)施入厩肥或堆肥2000—2500kg/亩作为冬肥,以促进第二年提早出苗,生长健壮。
有的单位在薄荷旺盛生长期喷施0.1%硫酸锰或0.4%硫酸锌也有一定增产效果。
6.病虫害防治 薄荷主要病害有薄荷锈病(Puccm~menthaePets.)、薄荷斑枯病(Sep—torza menthicola Sate.et Let.)。防治方法:用400倍液的80%的萎锈灵或800—1000倍液的50%的托布津或1c1:“0的波尔多液防治,7—10天喷一次,连喷3次。主要虫害有小地老虎(Agratis 2/p8ilonRottemberg)、银纹夜蛾(PlusiaagnataStaudinger)、斜纹夜蛾(Prdendol~uraFabricius)。防治方法用1000—1500倍的90%敌百虫或1000—1500倍液的40%的乐果防治。
(四)品种类型 薄荷的品种较多,目前栽培较多的有以下数种。
1.小叶黄 茎紫色,较细,节间短,叶较小,黄绿色,先端较圆,主脉两侧常有紫色斑迹。花较小,深紫色,雄蕊不伸出花冠。
2.大叶青 植株高大,叶大,叶呈绿色,花期较晚,雄蕊也不伸出花冠。
3.胜利薄荷 植株健壮,分枝短且直立向上生长,叶较窄,脉紫色。第二年必须翻耕重栽,才能保证高产。
4.青茎圆叶 植株较高(60—100em),分枝多,青茎圆叶,耐肥,产量较高,亩产原油达10kg,原油含脑量为70—80%,是江苏的优良品种之一,在南通栽培较多。
5.紫茎紫脉 茎叶均呈紫色,叶长圆形,茎分枝较少,含油量比青茎圆叶略低,但原油产脑量比青茎圆叶高2—5%。是江西栽培的良种之一。
6.江西1号 为青茎青脉卵叶类型。
7.江西2号 为紫茎紫脉卵叶类型。.
江西1号、2号为选育的品种类型,长势好,分枝力强,产叶量高,锈病较少,含油量高,开花初期鲜叶含油量为2.33—3.4%,干叶含油量为4.27—7%,干的茎叶物含油量2.6—4.37%,油中含脑量83—85%。都是江西主栽的品种。
8.68—7薄荷 是从409XC—119杂交后代中选育出的良种。苗期茎紫色较粗,葡萄茎紫色。叶椭圆形,花期稍晚。产量较高,原油含脑量在80—87%间,香味不及409薄荷(409产量较低香味浓)。、
9.海香1号 是用68-7和409嫁接,将变异接穗扦插后收获种子,再从实生苗中选育出来的新品种。长势旺盛,苗期茎紫色,后期上部绿色,产量高,香味好。原油含脑量为80—85%,含脂量在2.5%以下。
五、采收加工
(一)采收 影响薄荷产量,出油率和含脑量除了品种优劣和栽培管理方法有关,还与收割时期、干燥方法有关。
薄荷的收获次数和时期因地区不同而不同。广东、广西一年收获三次,即6月上旬、7月下旬、10月下旬),四川、云南、河北等省一年可收2次(7月和10月)。据报道薄荷的含油量以现蕾盛期至初花期为最高,开花盛期含油率下降,开花后含油率最低(表6—107)。所以不论什么地区,一年收获几次均应在待要开花或初开时采收为宜。
收获薄荷应选择晴天中午进行,据报道,晴天叶中油含量高于阴天,晴天中以10—16时含油量最高(表6—108)。
一年收获三次的地方,头刀收割时,贴地面2—2.5cm处(地面第三节上下)割下,二刀收割时再多留1—2节,三刀收割就贴地面割下。一年收获两次的地方,头刀割法与三次收获的第一次相同,--Ti割法与三次收获的三刀一样。必须指出,收获第一次时,割茬不能过高,过高后,萌芽的数量多,田间密度大,通风透光不良,植株细弱,易倒伏含油量低,而且还容易发生病害。具体实施时,要因品种、气候、土壤肥力等因素而定。一般阳光不足不割,露水不干、地面潮湿不割。收割时掉下的叶片也应收集起来。据调查,头刀薄荷茎叶鲜产量在2200kg以上时,地面掉叶约有200kg,可产油1.5—2.Okg。二刀薄荷茎叶鲜重在1000—1500kg时,掉叶约有50kg。所以,收割后要及时扫落叶。以防造成损失。
(二)干燥 收割后的薄荷运回摊开阴干2天,然后扎成小把,继续阴干或晒干。晒时经常翻动,防止雨淋着露,折干率25%。
干薄荷草以具香气,无脱叶光秆,亮脚不超过30cra,无沤坏、霉变为合格;以叶多,色深绿,气味浓者为佳。
第十二章人参一、概述人参为五加科植物,干燥的根供药用。生药称人参(RadixGinseng)。栽培者为园参,野生者为山参。园参经晒干或烘干称生晒参(RadixGinsengcruda);蒸制后干燥称红参(RadixGinsengrubra);山参经晒干称生晒山参(RadixGinsengsilvestris)。含有皂甙、挥发油、酚类、肽类、多糖、单糖、氨基酸、有机酸、维生素、脂肪油、甾醇、胆碱、微量元素等多种成分。有大补元气,固脱、生津、安神和益智的功能。是一种名贵的滋补强壮药物。《神农本草经》记载有“补五脏,安精神,定魂魄、止惊悸,除邪气,明日开心益智,久服轻身延年”。现代医学证明,人参及其制品能加强新陈代谢,调节生理机能,在恢复体质及保持身体健康上有明显的作用,对治疗心血管疾病、胃和肝脏疾病、糖尿病、不同类型的神经衰弱症等均有较好疗效。有耐低温、耐高温,耐缺氧,抗疲劳、抗衰老等作用。近年报道还有抗辐射损伤和抑制肿瘤生长等作用,有提高生物机体免疫力的能力我国人参栽培历史悠久,据现存史料记载有1660余年的历史,规模化生产已有400余年的历史。人参是东北区的地道药材,吉林人参产量高,质量好,畅销国内外。近年山东、山西、北京、河北、湖北、云南等地已引种成功。多在引种区自产自销。
二、植物学特征.
人参(棒槌)(Panaz"tn膨ng C.A.Mey)多年生草本,高30—60cm。主根肥大,肉质,黄白色,圆柱形或纺锤形,下面稍有分枝。根状茎短(芦头),直立。茎圆柱形,直立,不分枝。掌状复叶,3—6枚着生于茎顶;小叶片3—5,中央一片最大,椭圆形至长椭圆形,长4—15em,宽2—6em。先端长渐尖,基部楔形,边缘有细锯齿,叶上面脉上散生少量刚毛,下面无毛,有小叶柄;最外一对侧生小叶较小,无柄。伞形花序单个顶生,总花梗长达30cra,含4至多花,小花梗长约5mm;苞片小,条状披针形;萼钟状,5裂,绿色,花瓣5,卵形,淡黄绿色;雄蕊5,花丝短;子房下位,2室,花柱2,下部合生。果肾形或扁球形,成熟时鲜红色;种子2枚。花期6月,果期7—8月(图6—1)。
三、生物学特性’
(一)人参的生长发育
1.人参的生育期人参从播种出苗到开花结实需要3年时间,3年以后年年开花结实。在生长发育过程中,特别是1—9年低龄阶段,地上植株形态随年龄的增长变化较大。7年以后,茎叶形态相对稳定,9年以后,植株高度、花果数目和大小也相对稳定。据观测,一年生人参地上只有一枚由三小叶组成的复叶,没有茎,平均株高7.2cra,俗称“三花”;二年生植株,绝大部分是一枚掌状复叶,生于茎顶,平均株高9.6cra,俗称“巴掌”;三年生植株,多数为二枚掌状复叶,都生于茎顶,开始现蕾开花结实,但开花结实比例不大,平均株高32.3cm,俗称“二甲子”;四年生人参,茎顶生有三枚掌状复叶和一个伞形花序,俗称“灯薹子”,平均株高46.7cm;五年生植株,茎顶多生有四枚掌状复叶和一个伞形花序,俗称“四批叶“,平均株高52;9cm;六年生人参,茎顶除伞形花序外,还有四枚或五枚掌状复叶,由于五枚掌状复叶居多,俗称“五批叶”,六年生人参平均株高57.1crn;七年生以上的人参,茎顶多生有五枚或六枚掌状复叶,亦是六枚复叶居多,所以,称之“六批叶”,伞形花序上的小花数目较多,平均株高64.4cra。应当指出,人参地上植株的这种形态变化趋势,是受外界生长条件和自身生长发育状况的影响。外界环境条件差,自身生育不良等,这种形态变化趋势迟后,相反,变化趋势提前。一般各年生人参地上植株形态状况参见表6一l。山参由于生长在林下,自然环境条件远不如栽培人参。因此,光合积累少,地上植株形态变化,不是以一年、二年为基数。例如,能开花的山参,地上只有三枚掌状复叶,实际生长10年以上。
2.年生长发育人参每年从出苗到枯萎可以划分为出苗期、展叶期、开花期、结果期、果后参根生长期、枯萎休眠期六个阶段,全生育期120—180天。·
(1)出苗期 通过形态后熟和生理后熟的种子与越冬芽,遇到适宜萌发条件就开始萌动出苗。一般地温稳定在5℃时,参籽和越冬芽开始萌动,地温8℃左右时,开始缓慢出苗,地温稳定在10—15℃时,出苗最快。气温过高过低出苗速度都显著减缓。据观测,气温低于10℃,不仅出苗缓慢,已出土的参苗,也迟迟不展叶。如果出苗期气温高于30~C,则出苗也慢,出苗率低。出苗期的参苗较为耐寒,一般4℃低温也不出现冻害,但叶片缩成球状,低温过后,叶片仍能正常生长展平。,
人参是曲茎出土,茎不断伸长;把叶片和花序带出地面,当叶片离开地表时,茎开始直立生长,使叶片伸向上方。一般土壤板结、大的树根和石块都会造成憋芽现象。所以,栽参的地·块必须细致整地。人参出苗是靠胚乳和贮藏根供给营养。由于营养充足,只要温湿度合适,便迅速生长。一般从萌动到长出地面约需5—7天,出苗后10—15天便可长到正常植株高度的2/3。人参出苗初期,即展叶前,光合作用微弱,展叶后光合作用逐渐加强。5年生人参此期光合速率为2.30mgC02/(dm’.h)。
人参出苗期花序轴生长不明显,参根开始萌发须根,越冬芽原基无变化。
(2)展叶期 人参叶片从卷曲褶皱状态,逐渐展开呈平展状态的过程叫展叶。产区5月中旬为展叶期。人参茎出土后逐渐开始伸直,同时叶片也开始舒展。先是皱缩叶片呈条状伸开,4—7天后,叶片展平,直至叶面上皱纹消失,最后由深绿色有光泽转变成黄绿色,无光泽。每年人参的叶片都是一次性长出,出土的叶片是边展边长,茎秆也同时生长。多数人参在出苗末期便开始展叶,开始展叶时,平均气温为12℃,在14—18~C条件下,相对湿度为80—90%时,展叶可持续10—15天。展叶初期花序轴生长缓慢,展叶后期花序轴生长加快;此期越冬芽原基仍无变化,须根逐渐伸长。展叶期是人参地上植物体生长最快的时期,光照充足(20—35kLx),人参健壮,茎短粗,叶片稍小而厚,叶呈金绿色。此期若遇强光高温(30℃以上),植株矮小,叶片小而黄,有时会出现光害,即叶片局部失绿变白。此期若是光照不足(6kix以下),人参茎叶徒长,一般表现叶片大而薄,植株偏高,复叶近于平展,伸展幅度大,有时植株向光强处倾斜生长。展叶期水分养分充足,人参生长良好。据测算,人参从出苗至展叶结束的需水量,占年生育期总需量的20.25%,如遇干旱,茎叶矮小。展叶初期遇大风,易损伤人参叶片。吉林省、辽宁省许多栽参的地区,春旱较重,及时灌水是保证优质高产的重要措施之一。
进入展叶中期,人参的花序轴渐渐伸长,大小孢子开始发育,此期大孢子囊内已形成孢原细胞;小孢子囊内的花粉母细胞进入减数分裂期或进入二分体时期。展叶后期,即开花前12天时,花序长到正常大小,大孢子母细胞已进入减数分裂中期。到开花前3天,子房内已具有8核的胚囊,雄蕊的花粉粒已成熟·.
(3)开花期 人参花萼、花瓣由闭合状态渐渐开放,露出花药即为开花。人参的花芽是在上一年分化形成的,上年枯萎时,花序雏形已在越冬芽内形成,每年春季出苗展叶后,发育成完整的花序。在东北参区,6月上旬开花,6月中下旬结束,花期15—20天。人参开花时,气温多在13—24℃间,在此温度范围内,开花数目约占总数的86.83%,其中以15—22℃间开花最多,约占总数的63.35%。温度低于12℃或高于27℃,人参不开花。开花期空气相对湿度多在35—99%之间,其中47—79%时,开花数目约占总数的81.16%,空气相对湿度低于35%,则不开花。一般晴天气温高时,小花开得快,数目多,阴雨天,气温低时,开得慢而少。一面坡参棚下的人参,由于接受温光条件不一,床前、床中、床后开花先后也不一致。通常前檐开花早,开花数目多,床中间部位的人参开花晚,数目也少。强光、高温、干旱影响授粉和受精,结实率低。进入开花期后,茎、叶生长近于停止状态。根的吸收能力渐渐增强,茎叶光合作用强度提高。据测定,五年生人参此期光合速率为7.09mgcO。/(dm’·h)。随着光合作用强度的提高,制造积累的营养物质还能供根生长之需。此时季节性吸收根生长速度最快,越冬芽原基开始分化。人参进入开花期后,所需营养水分数量增多,有人测定,花期5天(5月31日至6月4日)需水量约占全生育期需水量的10%还强。.
(4)结果期 人参小花开放后3—4天凋萎,凋萎时花瓣、花萼脱落,子房已明显膨大。结果初期果实生长较快,10—15天就可长到接近成熟时%大小(表6—2)。随着果实的膨大,胚乳也渐渐充满种壳(表6—3)。胚乳充满种壳后,胚开始生长发育,内果皮逐渐木质化。人参是浆果状核果,成熟前为绿色,近于成熟时紫色,成熟时为绛红色。果期50—60天。结果期平均气温多在20—25℃间,空气相对湿度80—90%。此期温度低,湿度大,光照不足,人参易感病。如果温度高(35℃以上),光照强,湿度小,则果实灌浆不佳,子实不饱满,成熟期迟后。强光也可使果实、果柄日灼,形成“吊干籽”。
人参进入结果期后,参根不断伸长增粗。与此同时,越冬芽原基进一步分化,分化出茎、叶、花、序原基,并开始长大。结果期人参的光合能力很强,绿果期五年生人参的光合速率为7.21mgCO:/(dm’·h),红果期五年生人参的光合速率为5.58mscO:/(dm’.h)。结果期是人参所需营养和水分最多的时期,此期需水量占全生育期需水量的42.73%。如果营养水分不足,势必影响人参根、果实的产量和越冬芽的正常发育。人参结果期土壤湿度过大或积水会造成大面积烂根。
人参果实是由伞形花序外围渐次向内成熟,红熟后的果实会自然落地,生产上应适时采收。.
(5)果后参根生长期 人参果实于7月下至8月上旬成熟,果实成熟前,茎叶制造的有机物质优先供给果实的生长,致使参根和芽胞生长速度不快。果实成熟后,茎叶制造的有机物主要运送到地下贮藏器官。所以,果后根体生长期便成了人参等多年生宿根性草本物特有的发育阶段。此期从果实红熟后算起,到枯萎前结束。东北产区多在8月上旬开始,到9月下旬为止,40—50天。人参刚进入此期时,平均气温为20—22℃,以后逐渐降低,当平均气温降到8℃以下时,人参便进入枯萎期。果后参根生长期是人参根增重的主要时期,此时期营养、水分充足与否,对参根产量影响很大,此阶段人参吸水量约占全生育期需水量的26.46%。营养、水分充足,参根生长快。据测定7月15日(近于红果期)参根增重率为49.1%,8月1日(红果期)增重率为67.3%,8月15日(进入果后参根生长期)参根增重率为114.3%,9月15日为156.4%。即此期参根增重率是果期的2—3倍。参根生长期遇到干旱,不仅参根小,而且质地也不坚实,所以参根增重率低。1988年吉林省参区遇到少见的干旱(入夏后60天没下雨,秋后又无透水),使全省人参减产25%左右。
此生育期芽胞生长也很快,分化后的芽胞各个部位都伴随参根的生长迅速长大,接近枯萎时,芽胞已长到正常大小。此期后阶段即接近枯萎时,参根停止生长,但体内物质转化积累速度加快。此时收获参根产量高质量好。
(6)枯萎休眠期 秋末气温逐渐降低,当平均气温降到10℃以下后,人参光合作用微弱,气温再冷就出现早霜,人参便停止光合作用。此时地上茎叶中的物质继续转送给地下器官,直至枯黄为止。参根进入枯萎期后,季节性吸收根开始脱落,根内积累的淀粉等物质开始转化为糖类,准备越冬。枯萎时间越久,转化的糖类越多。此时起收加工,出货率低,且易出现抽沟现象。当参根冻结后,人参便进入冬眠阶段。·
参根上的芽胞,在低温下逐渐完成生理休眠,通常情况下,进入冬眠前,即完成或接近完成生理休眠。此期芽胞和萌动前一样,怕·一冻一化,一冻一化易使人参遭受缓阳冻。人参进入枯萎期后,如果土壤湿度过大,也易遭受冻害。
(二)种子的形成与休眠
1.种子的形成 人参授粉后约5小时,花粉萌发,花粉管进入柱头,约10小时进入胚囊,授粉后18小时融合核受精,授粉后25小时卵细胞才受精。受精卵受精后并不马上分裂,约在受精后20小时即授粉后45小时,进行第一次分裂。人参的子房壁发育较快·,授粉后10—15天果实就长到接近正常果实的大小。种胚发育缓慢,授粉后9天,胚乳核只有40个左右,授粉后12天,胚乳核才充满胚囊,此时胚体只有2—4个细胞。授粉后17天,胚的直径为48—50p.m,约10个细胞,属球形胚阶段;授粉后21天,胚长81p.m(肉眼可以辨认出),30—40天,胚长为220—230p.m,已分化出子叶原基,子叶原基长701zm,两子叶原基间有明显可见的生长锥突起。授粉后50—60天即采种时,胚长为320—430p.m,与胚乳长相比,即胚率为6.7—8.2%,与发芽种子胚长相比,自然成熟时种子的胚只有发芽种子胚长的l/10。
2.种子的休眠 自然成熟的人参种子具有休眠特性。像吉林省抚松、靖宇、长白等寒冷地区,每年8月上旬采种,采收后立即播种。由于温度低,大部分种子要枉第三年春天(经过21—22个月)才能发芽出苗。像吉林省集安、辽宁省桓仁和河北、山东等引种区,每年7月下旬采种,采收后立即播种。由于播后气温高,胚后熟期长,第二年春季能发芽出苗。这与人参种子具有形态后熟和生理后熟有关。·
(1)种胚形态后熟 种胚形态后熟又叫形态休眠或胚后熟。自然成熟的人参种子,其胚长约为能发芽种子最小胚长的1/10。胚的纵切面约为胚乳纵切面的1/300(表6—4,6—5)。剥开能发芽种子的种壳和胚乳,其胚长为3.48—4.53mm,基本上都达到或超过了胚乳长的2/3。胚的各部分形态(胚根、胚芽、胚轴、子叶)明显可见,子叶长2.4—3.5mm,胚根长1—1.5mm,两子叶间有具三小叶状的胚芽,芽长2—3mm。胚芽基部有一越冬芽原基。而自然成熟的种子同样纵切取胚观测,其胚总长为0.3—0.4mm,只有子叶和胚根原基,生长锥原基很小,看不清楚。要使形态未成熟的种子达到成熟的起码条件,需要在适宜温、湿度下,经过3—4个月时间。有的研究报告指出,人参种胚形态后熟阶段,开始是子卟、胚根原基继续生长期,此期需60天左右胚长可达0.80—1.OOmm。接着进入胚芽原基的分化与形成期,此期约需25天,胚长可达1.60一2.34mm。最后是三出复叶形成期需30~--40天最终胚长达3.86一5.60mm(图6—2)。
各地经验认为,人参种胚形态后熟的适宜温度范围为15—20~C,低于15℃或超过25℃,种胚生长发育缓慢,处理时裂口率,低(表6——6、图6——3)。种胚形态后熟前期的温度通常采用18—21℃,后期为15—18℃,积温达970—980'C,种胚在床温低于10℃时停止发育,超过30'C则易烂种。种胚后熟耕间,最好把种子混拌在湿润的河沙或腐殖土中。种子与土(沙)体积之比以1:3为宜,这样可预防种子霉烂或伤热。混拌河沙的含水量为10—15%(前期15%,后期10%),混拌腐殖土的含水量为35—40%(前期40%,后期35%)。一般土壤的含水量为20—30%。人参种子种胚形态后熟的快慢与种子状况和后熟条件有关。就种子状况而言,年生高的人参籽、成熟饱满的种子,特别是疏花疏果后的种子,种胚大(胚长>1/2胚腔),形态后熟快,裂口率高。成熟饱满、种胚大的种子,80—90天就能完成形态后熟。据测定,在相同处理条件下,青熟种子裂口率为3.8%,红熟初期种子裂口率为54.3%,红熟后期种子裂口率为96.2%;3—9年生种子的裂口率依次为9—0.2%,95.3%,95.9%,97.2%,97.2%,96.5%,96.1%。就后熟条件来讲,温度、湿度、生长调节剂等都是主要影响因子。种胚后熟与温度、湿度的关系如上所述。用适当浓度的生长调节物质浸处人参种子,然后催芽,都收到了一定的效果。其中赤霉素、6—呋喃腺嘌呤、6;苄基嘌呤效果较好,三种生长调节剂中,以赤霉素最廉价。用赤霉素浸种催芽,以催芽前浸种处理最好,赤霉素浓度有40,50,100m9/1三种。通常用50m9/l赤霉素浸种36小时或100mg几浸,种20小时。相同处理环境下,40天检查,OOmg几处理种子裂口率为77.3%,50mg/1处理组为72.3%,对照组0%。处理组胚的长度与对照组相比,胚长大一倍左右。新采种子,用赤霉素处理后,17天个别种子开始裂口,其裂口率lOOmg/1组>50mg八组。据检查,赤霉素处理组(50,100mg/1)种胚生长速度快,57天时胚长为2.OSmm,而对照组只有1.19mm。用赤霉素处理的种子,播后检查,两枚复叶的植株数有所增加(高者可达68.6%),如图6—4。目前,在无霜期短的地方,催处当年新籽时,多采用50一lOOmg几赤霉素浸种18—24小时,
然后拌土催芽,70天左右,种胚就可完全通过形态后熟,不误当年播种的农时。有的试验报告介绍,赤霉素还可与其它生长调节剂混用,也有促进种胚形态后熟的效果。用静电照射处理人参种子,也有促进种胚形态后熟和生理后熟的作用。
关于人参种胚长到多大算是完成形态后熟的问题,目前尚无系统的研究报告,部分试验认为胚长达到或超过胚乳长的2/3,即能进入生理后熟阶段,作为完成形态后熟的标准。此时裂口率为90%左右。完成形态后熟的种子还必须经过生理后熟才能萌发出苗。·
(2)种子生理后熟 人参种胚形态成熟后,给予适合种子萌发的温湿度条件,仍不能萌动出苗,即使胚率达100%,也不能出苗,这是由于人参种子生理后熟未完成的原故。
低温是人参种子生理后熟的必要条件,在自然条件下,完成形态后熟的人参种子,在0—10℃条件下,60—70天才能通过生理后熟。有的报道在0—5℃条件下,50—60天即可完成生理后熟。由于各地低温期的条件不一,人参种子生理后熟期的长短也不一样。一般种子结冻前温度低的地方时间短,反之则长。在自然条件下,当自然低温不能满足人参种子生理后熟条件时,播于田间的种子就不能出苗。
应当指出,人参种子生理后熟必需在种胚完成形态后熟后开始。在种子种胚形态完成后熟以前,任何低温只能是抑制种胚的生长,而对生理后熟无作用。目前生产中,有的单位对人参种子种胚完成形态后熟标准不明确;误认为种子裂口了,种胚就完成了形态后熟,常常把裂口50—60%的种子秋季直接播于田间,结果出苗不整齐,播后第一年出苗率低。据测定,裂口50—60%的种子,至少有30%的种子,其种胚胚长尚未达到胚乳长的2/3。这30%的种子,在低温来临后只能抑制种胚形态后熟继续进行,而对生理后熟无作用,所以,这些种子要到第三年春季出苗。·
许多报道指出,赤霉素、6—苄基嘌呤、激动素等对人参种子生理后熟有促进作用。100mg/l的赤霉素浸处6小时、50mg/1的激动素浸处96小时或100mg/1的激动素浸处24小时,能使生理后熟期缩短一半。如能配合低温使用,效果更显著。
(3)种胚发育缓慢的原因 人参种子具休眠特性并不特殊,特殊的是休眠期长,即种肛发育缓慢。在人为条件下(不加激素处理)需要5—6个月时间,在自然条件下,需要10—2:-4个月的时间。分析人参种胚发育缓慢的原因是,第一,人参种子的休眠属综合休眠。它不仅需要形态后熟,而且还要生理后熟。其形态后熟要求稍高的温度条件,它的生理后熟要求低温条件,而生理后熟必须在完成形态后熟之后,才能开始。第二,胚在生长发育过程中,酶化系统活性弱。有的学者指出,种胚在形态后熟过程中,吸水前未检出过氧化物酶,吸水后,种胚周围有少量过氧化物酶;伴随种胚的进一步分化和生长,过氧化物酶活性增强,整个后熟过程中酶的活性也较一般植物种子弱(图6—5)。第三含有抑制种胚发育的物质。大隅、宫泽等认为种胚形态后熟和生理后熟非常缓慢,与种子中存在某种抑制物质有关。崔京求等人证实,抑制种胚生长发育的物质存在于果肉、内果皮和胚乳之中。
崔京求等人用带果肉和除掉果肉的种子分别催芽,去掉果肉的种子处理一个月后,能看出分化明显的心形胚,两个月后胚长1.27—1.64mm,胚率为25—28%,此时,开始裂口,处理5个月后,胚长3.76-t-1.03mm,胚率为70%;而带果肉的种子处理两个月后调查,胚率为9.5—9.7%,与开始处理时相近。处理.5个月后,胚长为0.81一.0.88mm,胚率为16—17%。带果肉种子的种胚,其发育受到抑制(图6—6)。
崔京求等分别从果产、胚乳和内果皮·。中提取的粗浸出液中,用纸层析法展开,分别取各Rf值处的提取物进行莴苣种子发芽试验,结果见图6—7。从图6—7中看出,果肉粗浸出液中,Rf0.1和Rf0.4—0.5;处含有对种子发芽有强抑制作用的物质,’而Rf 0.2——0.3,0.6——0.7,0.9处也含有有抑制作用的物质;在胚乳粗浸出液中,于Rf0.1,0.4—0.5处也存在表现强抑制作用的物质;在内果皮粗浸出液中,只有Rf0.9处含有弱抑制作用的物质。
3.种子的寿命 人参种子在常规贮存条件下,贮存一年生活力降低10%左右,贮存二年生活力降低95%以上,贮存三年完全丧失生活力(表6—7)。种子寿命的长短与种子成熟度和贮存条件有关,成熟饱满的种子比不饱满种子生活力强;阴干种子生活力高于晒干种子,伤热种子生活力低。在高温、多湿条件下贮存种子,寿命偏短。人参种子是生产中的繁殖材料,种子好坏直接影响播种质量,所以,识别或检查种子好坏,是生产者必须掌握的基本技术。一般新采收的种子,种壳白色,胚乳色白新鲜;贮存一年的种子,种壳略显黄色,近种胚一端的胚乳色黄,似油浸状;贮存两年的种子,种壳黄色,胚乳大部分似油浸状,色黄。人参种子具有休眠特性,休眠期较长,检查种子活力大小,多采用种子活力快速测定法。测定方法简述如下。
TTC法(红四氮唑法) 将待测种子用室温水浸泡24—48小时或用500c水浸泡5—6小时,浸泡后用刀片沿种皮结合痕均匀切成两瓣(使胚和胚乳均匀分开),然后随机取其100粒,用0.1%红四氮唑(TTC)试剂浸泡待测的种子,在35—45'(2恒温下约3小时(19—20~C浸17小时),取出检查着色情况。凡着色的种子为有活力的种子。最后,依据统计结果计算活力种子的百分比。·
BTB法(溴代麝香草酚蓝法) 将待测种子用pH为7.5的室温水浸泡,到48小时后取出,吸干种子表面附着的水分,均匀地摆在平皿中,然后用含1%琼脂的0.15%的溴代麝香草酚蓝包埋,包埋后在30—35℃恒温下放置4小时,最后在光下记数有黄色晕圈的种子数(即有活力的种子数),并统计有活力的百分比。·
(三)越冬芽的生长发育
1.越冬芽的形成在种子形态后熟初期,生长锥分化成两个锥状体,其中一个锥状体——越冬芽原基休眠,另一个锥状体分化成三花小叶的叶原基,种子形态后熟完成时,叶原基发育成三花小叶雏体。种子生理休眠后,三花小叶雏体出土长成地上小苗。产区进入6月上旬后,越冬芽原基先分化鳞片原基,接着又分化成两个锥状体。其中一个锥状体(即越冬芽原基)休眠,另一个锥状体(即生长锥)分化出茎原基、叶原基,伴随鳞片原基的生长,茎、叶原基渐渐发育成茎叶雏体。地上枯萎后,越冬芽形态建成,翌春越冬芽出苗后,越冬芽内的茎叶雏体长成小苗。进入6月上旬后,越冬芽原基进行鳞片原基分化,相继又形成两个锥状体,还是其中一个锥状体(越冬芽原基)休眠,另一个分化出茎、叶、花原基,茎、叶、花原基伴随鳞片原基长大而发育成茎、叶、花序雏体,直到地上枯萎时,越冬芽形态建全。人参越冬芽分化通常7月底结束,果实成熟后生长速度加快,9月底形态建成。其生长状况见表6—8。
2.越冬芽的休眠特性 人参越冬芽到9月底形态基本建成,到10月中下旬也不再生长。把此种参挖回,栽于室内,给予常规的萌发条件,仍不能萌发出苗,这是因为人参越冬芽具有休眠特性的缘故。试验说明越冬芽此种休眠是需要低温条件,在0—10℃条件下,60天后就能通过休眠。产区自然气候条件下,完全可以满足越冬芽的低温休眠条件,所以,年复一年的正常生长发育。我国广西南宁市附近引种人参,由于自然气候条件不能满足人参越冬芽对低温的需求,因此枯萎休眠后不能再萌发出苗。人参越冬芽的休眠特性,用40—100mg/1的赤霉素浸芽胞4小时,即可被打破。·
3.潜伏芽的生长发育 人参根茎的节上都有潜伏芽,通常情况下,由于顶端芽胞具有生长优势,这些潜伏芽不生长发育。某些发育良好的植株,由于顶端芽胞受损伤,生长优势的减弱,加上光合积累的增多,使1—3个具有一定生长优势的潜伏芽分化发育,形成新的越冬芽,因而使参根具有2—3个越冬芽,翌年使人参具有双茎或叁茎。有的生产单位利用人参的此特性于6月上旬人为地破损顶端越冬芽原基,促其具有一定生长优势的潜伏芽同时发育,诱导多茎参。现有技术水平的诱导率为50%左右。
试验证明,用细胞激动素、生长素等处理人参,可诱导出多个越冬芽,诱导率高达70%左右,但诱导出的越冬芽多数不同步。要使其应用于生产,尚需进一步完善其技术措施。综上所说,人参的茎叶花出自越冬芽;人参的越冬芽形成期较长,由越冬芽原基建成到形成越冬芽为16个月,从茎叶花原基建成到形成越冬芽为3个月;形态健全的越冬芽需要经过低温生理休眠才能出苗。所以,没有越冬芽或越冬芽未通过生理后熟的人参都不能出苗。因此,在人参栽培管理中,必须注重保护越冬芽和茎、叶不受损伤,
(四)参根的生长发育
1.一至六年生参根的生长 播种后的人参种子于5月萌动出苗,5—7月间胚根不断伸长,发育成主根,此期根长生长速度最快,增粗速度较慢;8—9月下旬,根粗增加较快,长度生长不如5—7月快;9—10月,参根干物质重量增加较明显。一般一年生参根根长10—20cm(平均10cm左右),根重0.4—0.8g,须根数量不多,也不太长。二年生参根,5—7月长度生长较快,8—9月粗度生长快,干物质积累也较多。二年生根长多在15—20cra间,根重3—5g,须根数量增多,是移栽的较好时期·。三年生参根的生长趋势与一至二年生基本一致。不过由于床土厚度的限制,根部伸长生长不明显,主根失去顶端生长优势,所以须根多,须根长度相近,根茎上开始长不定根(即宁)。四年生参根是在移栽条件下生长(水平或倾斜生长),主根生长长度不明显,主根粗度逐渐增加,须根多,宁垂直地面生长,生长速度较快。五年生、六年生参根生长趋势与四年生相似,宁长得较大。为培育主根长、须根少(2—3条)而粗的优质参形,集安等参区采取移栽两次,栽培8—9年采收加工,移栽时对参根进行整形下须。一般育苗二年进行第一次移栽,移栽时把主根上2/3的须根掐掉,下部须根只留2—3条较大的。粗细相近的支根,生长3午后再移栽,移栽时再整形。此次修根要去掉宁和主体上2/3部分及粗大支根基部的须根,栽后3年起收加工。这样培育出的参根主体粗大,支根少而大,参形美观。
参根的生长速度是随年生的增加而逐渐减缓,通常一至六年生生长速度较快,10年以。上的人参根,生长速度较慢,所以我国栽培人参多在6—9年收获。在传统栽参条件下,一年生参根平均根重0.3—0.69,二年生为3—59,三年生参根平均根重为10—25g,四年生平均根重20—50g,五年生为50—708,六年生参根平均根重60一lOOg(表6—9)。七至九年生参根的增重速度没有六年生以下的高。近年我国参业生产技术进步较大,提高了人参的产量和质量,参根增重速度进一步加快。如1986年,吉林省长白县65万平方米人参平均每平方米产鲜参2.25kg。1988年,9.8X10‘m’人参平均每平方米产鲜参3.76kg。六年生参根平均单株重70—150g。
山参生境光照弱,营养不足,生长缓慢(表6—10)。
人参根茎上能长不定根,产区把不定根叫“亍”。三年生和三年以上的人参长不定根,年生大的人参不定根的数目多而且大,一般每个根有2—7条不等。移栽人参不定根多而大,直播人参不定根细小而少。·
2.年内生长变化动态 每年出苗后参根略有减重,人参展叶后,光合积累增加,逐渐开始增重,其中8月下旬至9月下旬增重较大,10月后参根开始减重(表6—11,6—12)。每年进入8月下旬后,根内干物质积累加快,9月中旬前为高峰期,是收获加工的好时期。
3.“反须”、“皱纹”、“珍珠点” 人参根喜欢生长在疏松、肥沃和温暖的土层中。野生于林间或栽培在全荫棚下的人参,种子萌发后,胚根向下生长,发育成主根。可是由于林间或全荫参棚下,表土层很薄(林间10cm左右、棚下25cm左右),底土冷凉,不适合于人参生长,参根便产生侧根。侧根逐年向疏松、肥沃、温暖的表层生长,年长日久,须根多分布在表层。产区把此种现象叫“反须”。如果参床加厚到35cm,或选用底土疏松、肥沃、热潮的地块种参,则无此种现象。
“皱纹”又叫纹,是指参根主体上的横纹而言。一般l一2年生参根主体上无皱纹,3—4年以后,参根主体上都有皱纹。皱纹有无和粗细是鉴别参龄大小、区别山参和园参的特征之一。山参“皱纹”多而密,浅而细,而且近似于环状;园参“皱纹”稀少,纹粗,断断续续不呈环状;年生久的纹多而咀显。“皱纹”是参根伸长受阻·,最后弯曲生长而形成的。山参生长缓慢,细胞细小,弯曲程度低,所以,纹细;而园参由于营养充足,细胞大,生长快,弯曲程度大,因此皱纹大而稀少。
“珍珠点”是细小须根脱落后留在支根或须根上的根痕,脱落次数多的根痕大而明显。山参生长年限长,须根细长,脱落次数多,所以根痕明显,故有珍珠点点缀须下之说。
(五)人参茎叶的生长 人参茎叶数目有限,一年生地上无茎,只有复叶柄,二年生以上都有茎,通常为单茎,少数为双茎或多茎;年生高生长好的人参,每株最多为六枚掌状复叶。这有限的茎叶每年都是在越冬芽形成时建立起雏形,伴随萌发一次性出土。出土后的茎叶一旦受损害(不论是病虫鼠害或是机械损伤),当年内不能萌发出新的茎叶,所以,从事各项人参田间管理时,必需注重保护好茎叶。否则,人参地上无茎叶,地下器官无营养来源,容易感病烂掉。人参生育后期茎叶受损害,其根虽然不烂,但浆气不足,不仅出货率低,而且质量差,等级低。
人参小叶片小,复叶数少。据测定,二年生人参叶面积为0.59dm’,叶面积指数为0.231,三年生叶面积为2.62dm’,叶面积指数为0.811,四年生人参叶面积为5.48dm’,叶面积指数为1.090,五年生、六年生叶面积分别为8.94dm’,13.64dm’,叶面积指数为1.272和1.531。人参属阴性植物,上表皮无气孔,上表皮下无栅栏组织或栅栏组织不健全,海绵组织细胞大。在东北产区,展叶期和9月后的参叶能耐58klx自然光,炎热夏季(7—8月中旬)能耐’棚下25kix光强,在春夏和夏秋之间,能耐35klx光强。空气湿度大时,抗光力强。
(六)人参的开花结果习性 一般人参三年开始开花(极少数植株二年开花),三年以后年年开花结实。人参的花芽是在上一年夏季越冬芽分化时形成的,伴随越冬芽生长发育,花芽发育成花序雏形。越争芳莳发出苗,展叶时,花序显露开渐浙长大。人参出苗后15—25天开始开花,田间花期15—20天。人参见花后,逐日开花频率如表6—13。人参是伞形花序,小花从伞形花序外缘开始开放,渐次向中央开放。序花期(株花期)7—15天,其中8—10天期间开放数量最多,约占总开放数的70%。人参小花从第一个花瓣开启到第一个花瓣脱落需23—120小时,即朵花期1—5天,朵花期以l一2天者为最多(约占50%多)。天气晴朗朵花期短,阴雨天朵花期长。人参小花在一天之中都可以开放,每天以6—14时开花最多,占全天开花数的90—95%。人参小花第一个花瓣开放后,花丝快速伸长,1—2个小时可伸长1倍,花瓣全部开放后(开花后1—3小时),花药开裂,花粉散出,全部散粉约10小时左右。花瓣开始脱落时,花丝花药干秕。花粉粒侧面观为圆形,极面观为近三角状圆形,平均直径34.5p.m(27—42~m),成熟花粉生命力可保持3天。花粉粒染色体数为24,杨涤清报道为22。
人参是自花授粉为主的植物,自然异交率较高(朝鲜书籍记述为11—27%,中国农业科学院特产研究所报道为41.82%)。人工杂交时,去雄日期以开花前1—3天较合适,上午8—11时采粉为好,采后立即授粉。一次人工授粉,结实率在20%以上,高者可达83.3%。人参开花后2—3天子房明显膨大,生长速度加快,结果顺序与开花顺序相同。结果半个月后,果实可长到正常果实2/3大小,此后胚乳生长速度加快。当胚乳充满种壳后,即果实大小停止生长时,胚开始生长发育,随着果实由绿变紫、红、鲜红等不同特征,胚的形态由球形到心形,最后呈棱形。人参果期55—65天。人参果实成熟后,极易脱落,采种田应适时采种。人参年生不同,结果数量也不同,三年生果实小,种子小,果实及种子数量都少。五、六年生人参结果数目多,果大种子也大。同年生同等生育条件下,结果数目少的果大籽大,同一花序外缘果实比中央的大而饱满。
(七)有效成分的分布及积累动态
1人参的化学成分 人参一直被中国和世界誉为滋补强壮良药,深受广大医药工作者的重视。自1890年以来,日本、德国、苏联、朝鲜、中国等药学工作者开始了人参成分的研究。特别是蚯20年来,对人参化学成分的研究取得了迅速发展,从人参根、茎、叶、花和果肉中分离得到各种皂甙类物质,近藤、田中等曾将人参顺序用乙醚、甲醇与水提取,得醚浸物0.683%,甲醇提取物25.663%,水提取物为47.662%,提取总物达74%之多。
人参的化学成分比较复杂,除含有各种皂甙成分外,还含有挥发油(约0.05%)、人参酸(软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等混合物)0.35—0.45%,植物甾醇和胆碱为0.1—0.2%,各种氨基酸、肽类、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、果胶、维生素、微量元素等。·
(1)人参皂甙类成分鲜人参根中含丙二酸单酰基人参皂甙一R。,一R,1,一R,2,—Rbl,一Rb2,一Rbe,一Rc,一Rd,一Rt,一Rf,一RBl,一Rgz,一Rg3,一Rh等。此类皂甙很不稳定,在受热或加压条件下,水解成丙二酸及相应皂甙。·
从干品人参根中提取分离出15种皂甙,分别命名为人参皂甙R。,一R●1,一R,2,一R,:,一Rbz,一Rbs,一Rc,一Rd,一Ro,一Rf,20一glu—Rf,一R!l,一R:2,一R:,,一Rh等。从人参叶中提取分离出人参皂甙Rb:,一Rb2,一Rc,一R,,一Rc,一R:,一F:,一F;,一F。等9种皂甙(参茎皂甙与叶相似)。从花蕾中提取分离出14种皂甙,分别为人参皂甙R。,,一Rbz,一Rb4,一Rd,一Rc,一Rf3’一R●,一Rhl’一F,,一Ms-7’一M7,,一M7b,一M,。,一M7d等。从人参果中分离出人参皂甙Rbz,一Rb4,一Rd,一Rc,一R:等5种。其中部分皂甙的结构、性状、理化常数见表6—14。
人参皂甙按其皂甙元的基本骨架可分为五环三萜(即齐墩果烷型皂甙)、四环三萜(即达玛烷型皂甙)两大类。按皂甙元的区别还可分为三类。第一类为齐墩果酸类,如人参皂甙R。的甙元是齐墩果酸(Oleanolicacid)。第二类为20S一原人参二醇类。人参皂甙Rbl,R。:,Rbs,Rc,Rd等的甙元都是20S一原人参二醇类。第三类为20S一原人参三醇类。人参皂甙R。,Rf,Rsl,Rs2,Rh等的甙元都是20S一原人参三醇类。20S一原人参二醇和20S一原人参三醇都是达玛烷型的人参皂甙。
人参皂甙多数为白色无定形粉末或针状结晶,味甘苦,易溶于水、甲醇和乙醇,可溶于正丁醇、醋酸和乙酸乙酯,不溶于乙醚、丙酮和苯中。人参皂甙具有光学活性,在甲醇中多呈现右旋性。人参皂甙水溶液经振荡可产生持久性泡沫。人参皂甙中,人参皂甙R:,Rf,R,有溶血活性,而人参皂甙Rb2,R。,R,具有抗溶血作用,所以,人参总皂甙不显溶血活性。人参皂甙一般对酸不稳定,在酸性条件下常水解生成糖和皂甙元。皂甙元不是20S型,而是20R一原人参二醇和20R一原人参三醇;用Smith法和Demays法水解可得20S型人参皂甙元。目前报道人参中有30余种皂甙。
(2)人参脂溶性成分 人参挥发油是脂溶性成分之一,目前从鲜参根中检出60余种化合物,在红参中检出40余种化合物。含量为0.05—0.12%。是人参特有香气的主要成分。人参挥发油,特别是其中的倍半萜类,是具有药理活性物质。人参脂溶性成分中还有脂肪油类(含量为0.4%左右)、甾醇类(含量为0.025%)等。
(3)人参中的糖类 人参根中含有多种糖类,单糖中有葡萄糖、果糖、阿拉伯糖和木糖;二糖中有蔗糖、麦芽糖;三糖中有人参三糖A,B,c,D四种;多糖中主要看淀粉和粘胶质。人参根含水溶性多糖38.7%,碱溶性多糖7.8—10.0%。多糖经酸水解可检出半乳糖醛酸、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖和木糖。人参的可溶性多糖也含淀粉和果胶,果胶中以半乳糖醛酸、D—半乳糖和阿拉伯糖为主。
(4)人参中的氨基酸和肽类 人参及其制品中含有多种含氮化合物,从根中分离鉴定的有吡咯烷酮、胆碱、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、脯氨酸、广氨基丁酸、三七素、多肽等。人参根中含氮有机物约占总重的12一15%。
人参中含有较多的人体必需氨基酸,所以,对人体有较高的营养作用,广氨基丁酸、三七素是具有药理活性物质。
Gstirsner和Vogt从参根中分离出四种多肽类物质,其中三种多肽的氨基酸组成及排列次序已明确:其一为苏氨酸一脯氨酸一亮氨酸一异亮氨酸一赖氨酸一组氨酸;其二为苏氨酸一缬氨酸一B氨基异丁酸一赖氨酸一组氨酸一羟脯氨酸;其三为苏氨酸一脯氨酸一蛋氨酸一亮氨酸一异亮氨酸一苯丙氨酸一日氨基丁酸一酪氨酸一赖氨酸。
(5)维生素类成分 人参中含有维生素B,、B:、c和烟酸、泛酸等多种维生素类成分,根中含VBl,V82比地上部分多,花中含量多于种子,干燥或贮藏后仅剩50%。
(6)无机元素 人参根共捡出钠、镁、铝、硅、磷、硫、钾、钙、钪、钒、锗、锰、铁、钴、铜、锌、
锶、钡、镧、镉等24种无机元素。其中绝大多数不仅对人参的生长发育有益,而且也是人体健康发育不可缺少的物质。另外,锗等元素还有药理活性。·
(7)其它成分 有的学者从人参叶和花蕾中提得黄酮类物质,经鉴定确认为山茶酚、三叶豆甙、人参黄酮甙等。
2.药效成分的含量、分布及积累动态 人参所含的药效成分种类多,了解其分布与积累动态,对科学种植和利用人参具有重要的意义。可是由于人类对人参药效成分的深入开发较晚,多种药效成分的分布、积累动态尚不清楚,这里仅就近年研究报道作个简略的介绍,
(1)人参皂甙人参属(Panax)植物都含有皂甙,竹节参(户·japonwusc.A.Mey·)、狭叶竹节人参[户.》aponwusvar.angustifolius(Burk.)C.Y.ChengetChul假人参(户·Fseudo—ginseng Wall.)、姜状三七(户.zingiberensisC.Y.WuetK.M.Feng)、羽叶参[户.扣ponwusvar.bipinnatifidus(Seem.)C.Y.WuetK.M.Feng]、珠子参C尸·3aponwusvar.major(Burk.)C.Y.
WuetK.M.Feng]、屏边三七(户.stipuleanatusH.T.TsaietK.M.Feng)等所含皂甙主要是五环三萜类齐墩果烷型皂甙,含量在10—20%;而人参(Panax ginseng c.A.M。y.)、西洋参(户.qumquefolmm L.)、三七L尸.notogmaeng(Burk.)F.H.Chen刁所含皂甙是以四环三萜类达玛烷型皂甙为主。虽然人参、西洋参、三七中皂甙含量偏低即在10%以下,但四环三萜类达玛烷型皂甙生理活性高于齐墩果烷型人参皂甙,所以,成为它们特有药用成分,被人类所开发。,
人参、西洋参、三七总皂甙含量以三七中为最高,达6.24—10.32%,西洋参次之,为5.35—6.45%,人参皂甙含量为4.84—6.15%。三七中,三醇型皂甙与二醇型皂甙含量比为3:1且以20S一原人参三醇型皂甙为主,不含齐墩果酸型皂甙。西洋参中三醇型皂甙与二醇型皂甙含量比为1,2.93,含微量齐墩果酸型皂甙。人参中三醇型皂甙与二醇型皂甙含量比为1:2.95,含少量齐墩果酸型皂甙。西洋参(栽培)与人参(栽培)所含单体皂甙种类相近,人参中的皂甙一abl和一Rd含量约为西洋参含量的3/5,皂甙一R。:+c的含量是西洋参的2倍多(17.1:6.2),皂甙一Rsl含量高1/4(19.1:14.1)。
人参的根、茎、叶、花、果实、种子都含有人参皂甙,其中花蕾含量最高(表6—15)。皂甙是人参的重要活性成分之一,我国传统医药学以根入药为主,茎、叶、花、果尚未开发利用。就皂甙而言,人参花蕾、果肉及叶的含量均高于根。按1 983年吉林省种植2X104km’计算,若茎叶产量为85g/m’(干品),全省年产1 700t,这1 700t只利用60%,按茎叶比例和皂甙含量推算,每年可产皂甙57t,相当于每年生产参根皂甙含量的2倍。因此,深入开发利用人参茎、叶、花、果皂甙资源是非常必要的。
应当指出,人参地上部分皂甙含量是以三醇型皂甙为主,而地下的主根、须根、根茎等部分,所含皂甙是以二醇型为主,如R¨,R。,R91含量最高(表6—16)。
另外,参根中的皂甙主要分布于形成层外侧组织中,集中于树脂道及其周围的细胞中。据测定,周皮重量占主根总重的6.9%,而皂甙含量为2.6%,占主根总皂甙含量(5.95%)的43.70%,韧皮部占主根重量的46.6%,皂甙含量为3.04%,占主根总皂甙含量的51.09%,木质部重量占主根重的46.5%,而皂甙含量为0.31%,占主根总皂甙含量的5.21%。所以,选种应选韧皮部厚的参根。
参根中的皂甙含量高低受品种、地区、土壤、栽培方式和年限、加工方法等因素的影响。据报道:长脖人参总皂甙含量最高,为6.15土0.53,黄果种为5.89~0.184,圆膀圆芦5.50-+0.173,大马牙5.06—5.78%,二马牙为4.99—5.56%,竹节芦为4.82~0.153。栽培年限长的含量高,年生短的含量低。光照适宜的含量高,摘蕾、科学施肥的含量也高。参根加工成产品后,参须皂甙含量最高。生晒参含量高于红参,红参高于糖参(表6一")。
关于人参皂甙的积累动态问题,许多研究报告都指出,人参皂甙积累是随栽培年限增长而逐渐增加(表6—18)前苏联学者报告了l一6年生人参的药理作用。其结果也是活性随年生的增长而增强(表6—19)。
参根皂甙含量不仅随年生增长而增加,而且在一年之内,随着生长发育变化而波动(表6——20)。,
(2)挥发油 人参根中挥发油以倍半萜类成分为主,具有香气和生物活性,多数成分具有消炎、调味和抗癌等效用.o挥发油含量以鲜参为最多(0.141—0.165%),生晒参次之 (0.056%),红参含量为0.023—0.051%。成品参挥发油含量高低与加-r_-Y_艺有关。人参根和茎中都含有脂肪。茎中生育后期含量高,枯萎时却不含脂肪;根中含量花期最多,休眠期较低。
(3)氨基酸 人参中已检出的普通氨基酸有16种,精氨酸含量最高,谷氨酸次之。氨基酸总量为6.149—10.087%,其中人体必需氨基酸为2.10—2.35%。人参中还含有三七素、广氨基丁酸等活性成分。鲜参中的氨基酸在加工中(特别是加工红参)的损失率为24.6%左右。各年生、各生育期氨基酸含量见表6—21。
(4)人参糖类 人参糖类约占干参根重的60—80%,可以说是参根的主要成分。它包括多睛、三糖、双糖和单糖。许多报告指出,人参多糖是有药理活性的物质,它有抑制小鼠Ehrlich腹水癌细胞增殖作用,对小白鼠S180的抑癌率高达55—60%,对慢性肝炎、血糖等症具有一定疗效。目前从人参根中鉴定出21种人参多糖,淀粉、果胶是多糖的主要成分,淀粉约占多糖的80%。淀粉虽不是活性成分,但对参根加工质量影响极大。淀粉含量高的鲜参,加工后的干品质量好。·
淀粉等糖类成分的季节性变化更为明显,萌发初期,淀粉含量降低,5月达最低极限。当叶片光合积累物质满足建造机体有余时,开始在根内积累,随之逐渐增加,7月中至8月末积累达高峰。9月中旬后,部分淀粉开始转化为糖,以适应越冬的需求。栽培在不同条件下的不同午生的参根,根中有效物质积累过程基本相似。其趋势为:早春萌动前淀粉等糖类成分含量最高,出苗展叶期含量显著下降,开花后增加加快,到生长末期达最大含量(表6—22)。从表6—22中看出,参根中淀粉和还原糖总量是随年生的延续而增加,其增长速度逐年降低。每年内,出苗展叶期淀粉含量下降,还原糖增加,以适应幼苗出土生长的需求,此调查中6月22日淀粉最低,还原糖最高。6月22日后淀粉含量渐渐增加,还原糖含量降低,9月上旬淀逊含量达最高峰,其后淀粉含量又下降,还原糖含量升高。
鲜参糖类成分含量较高,加工成各类商品后,糖类成分含量有所降低,其中红参类下降较多。
人参药效成分含量高低的变化除与品种、年生、产地、加工工艺等因素有关外,还与栽培管理有关。如摘蕾管理,减少了人参生殖生长对养分的消耗,把生殖生长的营养物质转入营养生长,不仅提高产量10%以上,而且还提高药效成分的含量。又如参棚透光状况管理,从传统的固定式一面坡全荫棚,改革成拱形调光棚,又配合以科学施肥和灌水,不仅产量翻了一番,而且皂甙、氨基酸、多糖等药效成分也得到了提高。
(八)人参生长发育的环境条件
1.野生人参的生境 人参多生于以红松为主的针阔混交林或杂木林中,我国野生人参主要分布在长白山、小兴安岭的东南部,即北纬400—48‘,东经117~一137’的区域内。此区域内的长白山森林地带,年平均气温4.2℃,1月平均气温一18℃,7—8月平均气温20--'21℃,年降雨量800一1000mm(7—8月降水量为400mm),无霜期100—140天。在长白山一块海拔800m的人参样地上调查,乔木层为红松(Pinuskoraiensis)、风桦(Betulo costo‘o)、色木槭(力GeTmono)、裂叶榆(Ulmuslaciniata)等,灌木层为堇叶山梅花(Philadelp^gJten2Jifolia)、东北山梅花(Philadell~husschrenkii)、刺五加(Eleutherococcussenticosus)、忍冬属数种,伴生的草本植物有(一平方米样方内)东北香根芹(Osmorhiza aristata)、假茴芹(Spuriopiminellabrachycar?a)、白石芥花(Dentamasp.)、无毛山尖子(CacaliahastataL"labra)、美汉草(Mee—bahiaurticifolia)、苔草(Carex sp.)、山茄子(Brachybotrysparidiformis)等。
有经验的采参人介绍,柳树林、杨桦林、落叶松以及生有木贼、和尚菜和苔草植物的湿润林下,一般不生人参。在稍湿,生有粗茎鳞毛蕨、猴腿蹄盖蕨群落的林下,偶尔也有山参生长。土壤为棕色森林土(又叫山地灰化土、灰棕壤、暗棕壤),pH6.0r左右,小地形大都是微坡或斜坡,坡度30~左右,林间郁闭度为0.5—0.8的林地常生有野山参。在山参生长地,人参常有数株、十数株乃至数十株,散生或丛生。
2.园参产区的环境概况 我国参区把栽培人参通称园参,园参栽培是按野生人参的生境选地栽培的,所以,园参的生态环境大体上与野生人参的生境一致。不过,由于栽培面积的扩大和伐林栽参方式的普及,园参产区的空气湿度和气温、土温等条件都与林间条件不同。加上栽培技术的发展和引种栽培的出现,使人参的栽培区域迅速扩大,致使目前世界各地参区的气候条件,特别是各项目年均条件差异较大。但限于人参生物学特性的基本条件,世界各参区人参生育期间(5—8月)的气候条件基本相近,如表6—23。
我国园参生产区的土壤剖面见表6—24,土壤机械组成见表6—25。土壤比重、容重、总孔隙度见表6—26,土壤的化学性状见表6—27。
3.人参生长发育与温、光、水、肥
(1)温度 据报道,地温稳定在4—5℃时,人参开始萌动,地温10C左右开始出苗。展叶期气温变化在12—20~C间,开花期气温处于13—24℃间,以15—22℃最为适宜,结果期温度处于16—28℃间,红果期气温多在20—28℃之间,气温低于8℃便停止生长。生育期间最适温度范围15—25℃,生育期间大于iO~C的积温:抚松东岗为2163—2223℃、集安为2949—3468℃。
人参出苗、展叶期间,气温15℃左右为宜,气温超过30℃(塑料小棚或地膜)出苗缓慢,出苗率很低气温低于8~C,出苗展叶缓慢,甚至停止生长,遇到一2—4℃低温,虽不能冻死参苗,但会出现茎弯叶卷现象,参苗卷缩成球状。如果气温降低到一4℃以下,则会发生冻害。人参生育期间,一般气温在20—25℃下光合速率较高。在25klx光照下,气温高于25℃,光合速率下降,高于34℃,光合速率很低,参叶易被晒焦。参根在萌动时或地上枯萎后至结冻前,最怕一冻一化。一旦出现一冻一化,参根就出现冻害——缓阳冻。进入冬眠后,耐低温能力增强,产区自然低温条件下可以安全冬眠。
人参种子种胚形态后熟时,前期最适温度为18—21℃,后期最适温度为15—18℃;低于15~C后熟时间延长,此期气温过高,水分偏多,烂籽数量增多。种胚生理后熟温度为0—10'C,以0—5℃最为适宜。越冬芽生理后熟温度为0—10~C,也以0—5℃为最佳。人参种子和越冬芽的生理休眠,在0一IO~C条件下要持续50—60天才能通过。否则,人参种子和越冬芽就不能正常萌动出苗。
(2)光照 人参是阴性植物,怕强光直接照射,所以,栽培人参需要遮荫管理。如果遮荫过大,光照过弱,人参生育不良。
前苏联学者认为:人参年生不同,需要的光照强度也不同。一年生喜弱光,给予自然全光量的3—5%为宜,二年生以上的人参,能在自然全光量的50%的光照条件下正常生长。在弱光(1.1—3.2kix)下,人参的光合作用强度很小,即便是CO。浓度很高,光合速率仍保持在4.8mgCO:/(dm2·h),在3.2—22kix光照条件下,人参光合作用强度随着光照强度的增强而提高,其光合速率由4.8mgC02/(dm’·h)逐渐提高到14.OmgCOz/(dm’·h)。如果给予22—80kix(在人工气候室)光照条件,人参叶片光合作用强度逐渐降低。他们认为,在东经30~30,,北纬59‘30'测定,人参光合作用的饱和点为22kix,即是自然全光量强度的1/5弱。不过有的试验表明,二年生人参给予自然全光量50%的光照条件,人参根吸收营养能力最强。所以有人认为人参在全光量20—60%光强下,不仅产量高,而且对有效物质的积累有利。
日本栗山认为,人参的最适光强为2000—40001x。宫泽提出光强3000—40001x最好,低于3000~对参光合作用不利,影响参根产量。大隅报道,光强在4900~时,人参生长发育最好,在日本,人参接受光强超过三60001x就会出现光害。·;
朝鲜金俊镐认为,人参在自然全光量:的8—19%条件下产量最高。
我国学者报道,在北京地区栽培人参时,平均光照强度达到24kix(即全光量的32%光强)时,可使人参叶片灼伤。在人工光照箱内测定,人参的光补偿点为4001x,在400一100001x光强下,人参光合作用强度似直线上升。在10—33kix光强下,人参光合作用强度增加缓慢(CO:气流速度为,1.5升/分),如图6—8。在东北参区,一般参棚透过光为自然全光量的20—40%为宜,人参的光合作用补偿点为250—400klx,平均为3001x,光饱和点为15—35kix,平均为25kix。通常温度高时,光补偿点和饱和点低,相反则高。在20—25klx条件下,20—25℃时,光合速率值高。二至五年生人参光合速率日动态呈单峰曲线,较高值出现在9—15时,此时光强和气温分别达到一天中的极值(图6—9)。有的学者报道,六年生人参光合速率日动态呈双峰曲线,中午稍有下降,后又回升(图6—9),很像小麦的午休现象。二至六年生人参的最大真光合速率为10.81mgCO:/(dm’.h)出现在六年生的开花期。人参生育期间光合速率的日变化是随温度和光强的变化而变化。在气温30℃,光强22kix之内,日光合速率与温度、光照强度成正相关(图6—10)。光合速率的年动态以五年生人参各生育期日均光合速率表示时,展叶期为2.30mgCO:/(dm’·h)、开花期为7.09mgC02/(dm’·h)、绿果期为7.21mgC02/(dm’·h)、红果期为5.58mg C02/(dm’.h)、枯萎期为0.64mgCO:/(dm’·h)。其中以开花期和绿果期为最高。二至六年生人参6X3C值依次为——26.75%。,——28.30%。,——24.91%o,-26.64%o,一27.43蜘,各年生之间无明显差异。二至六年生人参PEPCase活性分别为14.61U/mg prot·min,14.27U/mg prot·min,14.93U/mg prot·rain,13.98U/mg protmin,13.86U/mgprot·min。二至六年生人参的CO:补偿点相近,变化范围在80—102ppm间,各年生人参从开花到红果期的CO:补偿点变化是略有增加的趋势(80—102ppm)。基于人参613C值为一26.81吼,在划分ce植物~)13C值(一20一一40煸)范围内,而CO:补偿点又和c,植物菠菜(88—108ppm)相近,故按此划分标准把人参划为c,植物类。
用不同色膜(制作透光棚)栽参试验,其结果表明,淡绿色膜、淡黄色膜(透过红光多)比·五色膜栽参产量提高39%,红膜增产11%。深色膜(红、绿、蓝、紫、黄)尤其是深绿色膜影响人参的正常生长发育<叶片、根长显著偏小),产量均低于无色膜。紫色膜、黄色膜能使参根皂甙含量提高10—12%,深蓝色膜却降低了参根中的皂甙含量。·
二至六年生人参的年总光合率和年经济光合率归纳于表6—28。从表6—28中看出,四、五年生最好。六年生人参数值偏低,可能与人参单株叶面积大(与五年相比,增加近64%),即密度过大有关。
我国参区,每年人参出苗、展叶时,气温偏低,人参的光饱和点高(约35kix)。要想使人参生长快,生长好,供给光照强度应不低于35klx。随着季节变化,气温渐渐升高,光饱和点降低,供给光照强度也应逐渐降低。每年7月上至8月中旬期间,是气温最高时期,人参光饱和点低,供给光照强度应控制在15—22kix间(气温在25~C以下地区供给22kix的光照强度)。8月中旬以后,气温逐渐降低,供给光强度应相应增强。进入9月份以后,其光照强度又与出苗展叶时相同。就一天来说,早晚温度低,供给人参的光照强度可适当高些,而中午温度较高,供给光的光强应低些,但不能低于光饱和点光强。
有关不同年生人参的需光强度,目前未见详细测试报道,生产单位摸索的经验参数是:一年生小苗,每年7—8月控制在lOklx或lOklx之内,二年生控制在15klx下,三、四年生人参供给18—20klx光照,五、六年生人参以20—25kix为宜。
(3)水分 水是植物生命活动的必需物质,水的代谢涉及植物生理活动的各个方面,掌握人参的生理生态需水规律,满足其生长发育周期中水分代谢的供需平衡,是获得人参优质高产的先决条件之一。
人参在单透(只透光)大棚内,全生育期土壤相对含水量为60%的条件下,蒸腾强度为6.25g/(m’·h),蒸腾系数为167.95g,蒸腾效率为6g。全生育期总需水量为135kg/m’(26 株),其中出苗期(12天)需水量占2.8%,展叶期(10天)需水量占17。2%,开花期(5天)需水量占10.7%,结果期(69天)需水量占41%,果后参根生长期(33天)需水量占28.3%。有的报告认为,人参生育期间,土壤相对含水量以80%为适宜。土壤相对含水量在60%时,入参生育不良,出现烧须或浆气不足。土壤相对含水量近于100%时,人参易感病死亡。
我国学者认为,在吉林省栽培在棕色森林土上的人参,出苗期土壤含水量为40%,展叶期为35—40%,开花结果期为45—50%,果后参根生长期为40—50%为宜。高于60%易烂根,低于30%出现干旱,严重影响人参的生育和产量。旱涝不均或骤然变化是引起烂参的重要原因之一。日本报道,在日本的气候、土壤条件下,参地适宜的含水量为50—60%为好,60—70%为湿润,70%以上为过湿,40—50%为干燥,40%以下为过干。·
我国多数参区,春季都有不同程度的干旱现象。由于灌溉条件限制,人参生育不良,产量不高,这种状态应尽快改变。
(4)肥 人参体内氮、磷、钾的吸收、积累与分配数量因参龄不同而有规律的变化。1—2年生人参吸收积累氮、磷、钾的量较少,约占1—6年总吸收积累量的3.5%;3—4年生吸收积累量有所增加,约占1—6年总吸收积累量的37%;5—6年生吸收积累量较大,约占1—6年总吸收积累量的60%。各年生人参吸收积累氮、磷、钾的趋势相近,以钾为最多,其次是氮、磷的吸收积累量较少(表6—29)。每年内以开花期、果实成熟期吸收氮、磷、钾的量最多。日本报道:每公顷人参需氮28.5kg,需磷6.7kg,需钾31.5kg,这与表6—30的结果相近。
人参吸收氮肥总量的60%用于根的生长和物质积累,40%用于茎叶生长。一般7月中旬前,即茎、叶、花果生长期需氮较多;7月以后,根中含氮量增加。硝态氮对人参生长有促进作用,铵态氮不利于人参生长。氮肥过多,人参抗病力降低,出苗缓慢(铵态氮过多影响出苗更明显)。氮肥不足,人参生长不佳,茎矮小而细,叶片也很小。应用’‘N测定表明,氮素分布,于人参的叶和根中的量最多,茎的含量较少。人参中氮素营养来自土壤的占90%左右,而来自肥料的约占10%。此种结果表明,选好地、改好土是人参增产的重要措施。
人参吸收磷的数量比氮、钾都少,约为氮的l/4,钾的1/6。人参在展叶期、开花期、结果期需磷较多,在开花至绿果期吸收磷的速度较快,24小时能把吸收的磷分布到各个器官中,开花至绿果期叶面喷磷,种子产量增加10%。磷能增强人参的抗旱、抗病能力,促进种子发育。缺少磷时,生长受抑制,根系发育不良,叶片卷缩,边缘出现紫红斑块,种子数量少且不饱满。磷肥过多,易引起烂根,影响保苗。
人参需钾量较多,钾除了促进人参根、茎、叶的生长和抗病、抗倒伏外,还能促进人参中淀粉和糖的积累。
钙、镁、铁、硼、锰、锌、铜等都是人参生长发育中的必需营养元素,它们对人参的生长、代谢都有促进作用。据报道,1—5年各年生人参每株需钙量分别为0.15,0.64,2.9,8.2,14.5mg;每株需镁数量分别为0.15,1。5,5.1,10.3,20.1ing,每株需铁数量分别为0.01,0.09,0.18,0.27,0.27rug。人参吸收硼的数量较多,据测定,每克新林土含硼0.17—0.67;tg,人参生长3年后,土壤中硼的含量只是原有含量的3.8%;每克新林土中含锌量为2.4—8.6ttg、含锰量为78.5—440~g,含铜量为2.6—3.8;tg,栽参3年后,锌的含量减少69%,锰的含量减少66.6%,铜的含量减少25%。人参各器官中,含硼量最多的是花,缺硼时,花粉发育不良,花药花丝萎缩,花期喷施0.05%的硼酸,可提高人参小花的受精率近10%,种子千粒重高3;5g;用0。05%的硫酸锌和高锰酸钾浸种30分钟,播种后2年比较参根产量,锌处理增产1b%,锰处理增产18%。用0.2%的硫酸锌浸种30分钟后播种,3年后比较参根产量,增产24%。用0.3%的硫酸锌浸种15分钟,3年后参根增产62%。近年许多参区采用根侧或根外追施微量元素肥,都获得了一定的增产效果。
四、栽培技术
(一)选地 选地是栽参的重要环节之一。栽参用地选择不当,人参要在不良条件下连续生长2—3年,严重影响人参的生长发育,不仅形体小,产量低,而且病害多,质量差。目前高产地块每平方米产鲜参5kg以上,低产地块不足lkg。所以,栽培人参必须重视选地。·朝鲜认为栽培人参要选择由花岗岩、片麻岩、玄武岩、云母页岩为母岩形成的砂质壤土或粘壤土。肥力在中等以上,底土粘性稍大,即保水保肥,排水良好的地块。我国参区认为,结合天然次生林更新,利用林地栽培最好。因为林地栽参利用的林地很少有环境污染,其生态环境与土质又与山林极相似,利于保证人参的天然品质。林地栽培人参应选择以柞(Quercu~sp.)、椴(Taiasp.)为主的阔叶混交林或针阔混交林,林下间生榛(Corylussp.)、杏条等小灌木,不问生龙芽穗木(Araliamandshurica)、空心柳(Salix sp.)、三棱草(Carex sp.)、塔头草的为最好。林地土壤肥沃,有机质丰富,活黄土层厚的腐殖土、油砂土均可。产区认为,生有杨树、桦树、柳树为主的针阔混交林不宜选用,特别是此类林下又间生空心柳、龙芽构木、三棱草、塔头草等的地块,不适合栽培人参,否则人参病害多,产量低,经济效益极差。
适宜栽参的林地土壤,其容重为0.6—0.8,孔隙度为70—80%,腐殖质含量为3.5—11.5%,碳氮比(以氮为1时)为10—13。pH为6。0—6.3,每百克土中含水溶性氮125—145mg,五氧化二磷为1.5—3rug,氧化钾为15—18mg。
关于栽参地土壤pH值问题,以前的多数书刊均记述为5—6.5。实际上选用栽参的林地土壤pH值在6.0左右,6.0者为多数。近年用组织培养手段试验证明,人参愈伤组织在pH6.2—6‘4时,生长最好,每代每升培养基中,愈伤组织生长量为410—422mg。pH值在5.2—5,6时,生长量只有207—222mg,pH值为7.0时,生长量为362+4.4rug。将人参愈伤组织接种在不同pH值(从5.2—7.0,级差为0.2)的培养基上,培养一代后,检查pH值变化,最终结果是所有培养基的pH值均稳定在5.1—5.3区间。这一结果与用pH值6.0林地栽参,人参生长3年后,土壤pH值多稳定在pH5.5的趋势一致。所以,栽参用地pH值应为6—6.5。朝鲜栽参选用耕地,在pH值为5.4—5。5的耕地上栽参,必须加石灰、石灰氮调节。一般每1000m’加112kg石灰和56kg石灰氮,个别地块石灰用量多达400—974kg,石灰氮多达140—400kg。日本提出pH值6.5以上会引起人参生理障碍问题,可能与该地在此种pH值下有缺素现象有关。
至于地势状况可因地而异,林间的岗平地、坡地均可栽参,在寒冷的地区栽参(吉林、黑龙江两省)由于温度低,应选用南坡。在干旱的地区利用山间谷地最好。坡地栽参的坡度在15——20‘内为宜。
我国林地面积较少,为保护森林资源,可试行林下栽参或农田栽参。林下栽参又称育林·养参或林参间种。林下栽参的选地同前述的选地一样。由于不要求大规模规范化栽培,用地灵活性大,因不伐林,故利于水土保持。为加快人参生长速度,林地栽参应选择林相郁闭度在0.6左右的为好。利用农田栽培人参,多选择土质疏松肥沃,排水良好的砂质壤土或壤土,前作以玉米、谷子、草木樨、紫穗槐、大豆、苏子、葱、蒜等为好,不用烟地、麻地、蔬菜地,土壤粘重地块、房基地、路基地等不宜栽参。
关于用地面积问题,可按下列方法计算。
土地利用率是指栽参面积与占地面积的百分比。近年土地利用率由原来的33%提高到40——50%。
我国统计人参面积以亩为单位是指占地面积,以平方米为单位是指绿色面积。帘和丈也是统计绿色面积单位。1帘为10m’,一丈为4m2。/,.
(二)整地 人参是一种宿根性药用植物,播种或移栽后,要在同一地块生长2—4年(朝鲜一地生长5年),而土壤环境的好坏与根形好坏关系很大。要获得优质高产参根,就必须改良土壤,创造适合人参生长发育的土壤条件。自然界的土壤条件,多数不符合,至少是不完全符合人参生长发育的要求,而整地就是通过人为因素,把预定栽参地块的土壤改造成基本适合人参生长发育要求的条件。因此,整地是栽参的一项基础工作,是获得优质高产人参的重要技术环节之一。
1.伐林栽参的整地管理 为保证人参的天然优良品质,我国多数参区都是选择适宜山参生长的天然林地,砍伐树木后整地栽培,所以,人们又叫伐林栽参。
伐林栽参的整地管理,要在栽参前1—2年,即提前1—2年进行。各地经验认为提前二年整地效果最好。参区把此种整地叫使用隔年土。它的做法是上年冬季伐树,今春刨地熟化,明秋栽参。如果是上年冬季伐树,今春刨土,秋季栽参,参区称之为当年土。使用隔年土,是让林地土壤,特别是有机质在田间熟化两年,这样可以使有机质充分分解,增加土壤的有效养分。这对改良土壤理化性状,协调土壤固、液、气三相比例,消灭病原和害虫,促进人参生长,十分有益。,
(1)清理场地 伐树、割除林间小灌木(林区又叫底柴)是林地栽参清理场地的主要作业。一般伐树前先把林间小灌木割倒运出,能作棚材的小灌木要单独留出,堆放在场地四周备用。割完底柴后伐树,伐树不能全部伐光,平坦开阔的林地,要留2—3m宽的林带作防风林,风口处林带可适当加宽。山坡林地要留预防水土流失的保护林带,最好山顶、山腰、山脚都有保护林带。伐树要贴近地面锯倒,短截后,堆放在场地之外。短截后的枝杆,适合作棚材的一并留出备足,堆放好备用。
烧场子是伐树后的作业,一般是先把林地上1—2年内不能腐熟的有机物挑起摊匀并晾干,然后按林业部门有关规定,选择无风天点燃烧掉,烧后再搂走石块及杂物。有的单位是先拔出树根,然后烧场子。
(2)场地的区划(产区叫定橙) 清后的场地应根据有利于人参生长,既能防止水土流失,又要利于灌排水,还要最大限度地合理利用土地的原则,进行区划。
①划分区段 根据整个场地的地形、地势先规划出整个地块的排水沟,如四周排水沟和纵向排水沟,场地内的横沟视区段大小、水势而定,水沟要规划在稍低的地方。两条纵向排水沟之间,按40m左右长为一区段,划分成若干个区段(大区),区段和区段之间留2—3m间距。间距内的林地不刨翻,中间1m内的树根也不刨。区段内刨起的树根、石块等杂物,堆砌在区段间间距的中央,筑成坝状,便于截水和排水。一般横坡做坝,略有斜度,即坝的走向与横山方向成2—3度角。这样可以减缓流水速度,减轻水土流失,又能顺利排水。参区把这个小坝叫橙,所以,参区参农把划分区段作业叫定橙。
为管理和运料等作业的方便,在橙的两边各留1m宽的通道,
②确定参床(畦床)的走向和各参床的位置(产区又叫调阳定位或调阳挂串) 确定参床的走向(调阳),人参生长发育过程中需要的光照是有一定强度范围的,低于一定强度,人参生长发育不良,甚至死亡。相反,超过一定强度,人参叶片被强光灼烧,也会死亡。人工栽培人参是通过调节参床走向(即方向)、参床宽窄、参床间距离大小、参棚结构(高度、宽窄、棚架结构、遮荫材料)等方面来调节棚下光照强度。就一定的参区来讲,参床和作业道的宽窄是固定的,参棚宽窄和高度也是固定的,因此,调整棚下光照强度只能靠改变参床的走向。特别是国内外的传统栽参方法,采用一面坡全荫棚,调阳好坏,对人参生育和产量影响极大。特别是人参播种或移栽后要连续在一地生长多年才起收,床内光照的好与坏要影响多年,所以,传统栽培人参中,调阳是一项重要工作,要认真做好。
一面坡全荫参棚张口方向不同,棚内光照强度也不同,北半球各地,均以张口向南者光照最强,向西次之,向东者光强不如向西,向北者光照最弱。在日本、朝鲜以张口向北者的光照强度最适宜人参生长(表6—31)。我国东北参区,传统参棚张口向东(包括东北、东南方向)为宜,北京、河北少数地方张口向北。东北参区把参床走向和指南指北针重合者,即参床走向正南正北者叫正东阳,也叫子午阳。参床走向基本是南北方向,但与指南指北针间有一定夹角,夹角位于指南指北针南端东侧的,称东北阳;夹角位于指南指北针南端西侧的称为东南阳。
一般平岗地(漫岗地)东西两侧无高山挡光,多用东阳,如果东南方向近处有高山挡光,即上午光照偏弱时,应采用东南阳,如果西部近处有高山挡光,参床下午光弱时,应采用东北阳。这样可以防止床前床后光照差异过大。
山的南坡、北坡同平岗地一样处理;山的东坡或西坡,如果坡度不大(平缓),排水通畅,可横山做床,即南北走向最好。也可斜山做床,斜山做床时,山的东坡用东北阳,山的西坡用东南阳。利用东北阳、东南阳时,参床走向偏离子午线的角度不能过大。一般东北阳为5—15度,东南阳为5—10度。我国北京、河北少数地方,参床近于东西走向,一般床向是东偏南20——30度。东北参区把早上和上午从东、东北、东南方向射入的阳光,叫“露水阳”。东北参区确定参床走向总的要求是,利用早晚阳,躲开中午阳,不用正南正北阳。
划分小区又叫挂串或定位,一个参床和一个作业道的占地面积是一个小区。划分小区就是按确定的参床方向和小区的宽度(床宽加作业道宽),把整个场地的参床位置和面积划分开。
划分小区首先要用罗盘或经纬仪,在场地的适当位置,按确定的参床方向作一条直线做基准线,在基准线两端再作两条与基准线垂直的端线,然后用小区的宽度,从每条端线的同一侧端点开始,依次把端线分割,直至分割到端线的末端。每个分割点插上标桩,连接两端线上同一对应位置的标桩线,就成了小区的分界线。最后沿各条线撒上石灰,整个场地的区划也就全部完成。
小区的宽度因地区和参棚种类等有所不同,集安一带参区为2.4—2.9m,抚松、靖宇、敦化等参区为3.0—4.0m。
(3)翻刨地 翻刨地作业一般是在播种移栽的上一年春季进行,其深度15—20cm,尽可能将黑土层下的活黄土(即熟化的黄土)刨翻起来。播种育苗的地块,要多刨翻些活黄土,深者可达6cm左右。在劳力安排不开或土地没到出来的地方,亦可夏秋两季进行。翻刨地(特别是人工刨地)时,要深浅一致,树根坑要用黄土垫平,严禁把未熟化的黄土掺入腐殖质层内。在生育期短的地方或山间甸子地,刨起的伐片要放成土垅,伐片堆好堆严,最后把细土压盖在伐片上,这样地温高,腐熟快。土垅都堆放在小区中间,左右对称。
机翻地一般当年春翻,第二年春耙地后划分小区,最后用分土器起土垅。机械翻地耙地,不仅质量好,而且节省人力、降低整地成本,今后应逐渐推广。瘠薄的林地、荒地,结合翻地施入适量的基肥,如猪粪、鹿粪、厩肥、半腐熟的枯枝落叶等,一般每平方米5—10ks。
(4)碎土(产区叫打土、倒土) 在土垅有机质熟化后,即播种或移栽前进行。多在春夏干旱时进行。结合碎土拣出树根、枯枝和石块,并施入适量的过磷酸钙和微肥。碎土后重堆成土垅备用。近年吉林参区多采用悬耕犁碎土,然后筛出没腐熟树根、树枝和大土块。
2.农田栽参的整地 农田土壤的有机质少、肥力低、理化性状差(表6—32),对温度和水分的缓冲能力也低,因此,选用农田栽参,必须进行施肥改土,以适应人参生长发育的需求。为减少施肥改土工作量,应尽可能选用土质疏松肥沃、有机质含量较高的地块。前作以玉米、谷子、豆类为好。
增施肥料,改良土壤是农田栽参整地的关键措施之一。增施肥料的种类有猪粪、鹿粪、马粪、绿肥、禽粪、腐熟落叶、豆饼、苏子、过磷酸钙、磷二胺、三料、骨粉、微肥等。最好施用混合肥,混合肥用量为每平方米15—30kg。土壤透性稍差的农田土最好是施入适量(1/5—1/3)河沙或细炉灰(锯木屑也可以)。
朝鲜、日本利用农田土栽参,是施肥后多次耕翻,进行黑色休闲。我国部分地方农田栽参,途径与此大同小异。近年,许多地方取消黑色休闲,把应施入的肥料混均腐熟好,待农田收获后,细致整地,施入腐熟肥料和炉灰,混均后栽参或播种,效果很好。这种做法适合我国国情,应当推广。
朝鲜农田栽参使用大量腐熟的落叶,并加入饼肥、过磷酸钙、炕土等制成混合肥料。其配制比例为每公顷参地用72t树叶、6t饼肥、4.5t炕洞土、0.3t过磷酸钙,堆积腐熟后掺入床土中,掺入量为床土的1/10,混均后栽参。
3.林下栽参的整地 林下栽参最好选阳光充足,土质肥沃的林地,原则上不伐树。在林间树木空闲地方刨土整地做床,床的大小、方向不限,只要利于人参生长,不造成水土流失就可。坡大的斜山做床,参床不宜过长。一般是边刨土边碎土,然后堆成土垅等待播种移栽。
(三)做床 参床亦称参畦、畦串。一般在整地后播种或移栽前做床。参床规格主要受地区、土壤种类、参栅规格、播种或移栽等因素的影响。近年为了提高土地利用率,对传统参床规格进行了必要改进。普遍采用的规格归纳如表6—33,6—34。
播种参床因参根垂直地面生长,如果底土冷凉,床土又薄,参苗主体短,须根多而细,影响产品质量,所以,播种参床床土厚度不能低于规格要求,底土冷凉的地方,应将床底底土刨翻起来(深度15—20cm),然后做床。底土冷凉的地方,移栽参床的厚度也不能低于规定要求,不然参根生育不良,产量低。坡地土壤砂量多,底土渗水力强时,床高可适当降低,地势低洼的参床,应适当高做床,防止雨季积水烂参。
做床前还要检查一下参床方向是否符合规定要求,以确保床向无误。东北参区要求,做床后上午10时直射阳光必须退出床面,下午2时许直射光进入床面。床向查定后,用固定尺码杆量出床宽,作业道宽,并立好标桩。做床时,把线挂在桩上,作为床的前后边线,把土垅的土搂平,作业道上的轩土也收到床上。近年许多参区为了提高肥效,在做床前把豆饼、苏子、芝麻等有机肥施于床底,然后做床。高产区苗床的施肥量:每平方米内施用豆饼125g,脱胶骨粉125g,苏子758,油底子25g,微月巴25g。
由于地形复杂,做床时常常出现局部地方作业道内的水排不出去或排水不通畅的现象,出现此种情况时,应在最低处把参床截断,做排水沟(又称腰沟),一定要使田间的水顺利排出为止。
(四)播种育苗
1.选育良种和选用大籽 人参是种子繁殖植物,种子质量好坏对生产影响很大,生产实践证明培育大苗是夺取优质高产的重要措施之一,而选育良种和选用大籽又是培育大苗的必要条件(表6—35,6—36)。从表6—36看出,马牙类型人参,特别是大马牙,生长快,平均根重是长脖类型的6倍多。目前生产中使用的种子比较混杂,在三个地区六个参场调查中,可分辨出大马牙、二马牙、长脖、圆膀园芦、竹节芦、小园芦六个类型。按其各类型的支数计算,大马牙占29.2%,二马牙占44.3%,长脖占19.6%,另三种类型占6.9%。所以,纯化生产用种,选择优良类型作为生产当家品种,实是当前生产中必须注重解决的问题。在当前生产中出现的诸多品种类型中,以马牙类型为最好,特别是大马牙,具有生长快,产量高,单支重,根中皂甙含量高,种子大,植株健壮等优点。在六个参场调查中,大马牙支数虽然只占29.2%,但产量却占总产的44.46%,是当前生产中高产的品种类型。栽培大马牙类型,只要技术得当,不仅主根粗大,而且根茎短粗,是加工优质红参?优质生晒、冻干参的好原料。
种子纯化工作,应从当前优良生产群体中只选留马牙类型留种,其它类型株体上的花蕾全部摘除,或单独选择马牙型参根单独隔离栽种,作采种田。
3年以上的人参年年开花结籽,其籽粒大小以六、七年生为最大,种子裂口率高(表6—37),是理想的采种年生。实际生产中多在四、五年生留种采种,这是因为三年生种子粒小,而且采种量不多,育苗质量太差。六、七年生种子虽好,种粒大,但正值采收加工期,留种以后影响母根生育,减产量比4、5年生高(表6—38),又因留种后的参根加工产品质量差的原故。
为提高四、五年生参籽的质量,近年试行疏花疏果,收到了较好的效果(表6—39、6—40)。综合多种因素水平,以每株保留30个果为宜。
2.种子处理 人参种胚发育缓慢,种子后熟期长,给生产带来一定的不便。为加快种胚发育,缩短后熟期,生产上采用种子处理,又称催芽或发籽。
产区一般在6月上旬,选择地势高燥、背风向阳、排水良好的场地,铲平表土,清除杂草后踏实作处理场地。在靠近场地的北侧,放置一个木板做成的方框,框高40em,宽90—100cm长度视种子多少而定。过长时,可截短做成2至多个处理床。为了保持床内温湿度变幅小,在框外再套上一个框,内外框间距15em,间距内用细沙或土填实(也可用砖砌成类同大小的床框)。框前作晒种场地,在此同时准备好过筛的细腐殖土和细沙(也可只用细沙),并将部分细土细沙按2:1混合调湿(手握成团,lm高自然落地就散,以下类同)备用。取种子经筛选、水选后,用清水浸泡24小时,浸后种子捞出稍晾干(以种子和混上混拌不粘为度),然后向种手中加入2倍量(以体积计算)的调好湿度的混合土,混匀后装床。装床前先在床底铺垫5cm左右的过筛细沙,铺垫后装混拌种子的混合土。厚度20cm左右,装后搂平,其上覆10cm厚的过筛细沙,床上扣盖饮纱网防鼠害。最后在床上架起一个透光不透雨的棚,棚的四周挖好排水沟,在西、北两侧排水沟外架设一防风障。处理期间温度控制在15—20~C,一般前期18—20~C,后期为15—18~C。处理开始后,前期每15天倒种一次,后期10天左右倒种一次,倒种时,要注意调节水分和晒种。只要水分、温度适宜,种胚就能正常发育,裂口率均在80%以上(表6—41,6—42)。
处理种子的时期要因地、因种子而异,。干籽(上年采收的)必须在6月20日前处理完毕,水籽(当年采收并脱去果肉未经晾晒的种子)采收后立即处理,否则胚发育不良,裂口率低(表6—43),会延误当年播期,勉强按期播种,会降低来年出苗率。不论当地有效积温高低,都必须在播前110天(至少100天)处理完毕;有效积温高的地方,处理晚也同样延误播期或影响出苗率。
像抚松、靖宇等参区每年种子成熟期为8月上、中旬由于有效积温低,当年水籽采后及时处理,到10月底播种也不足100天,因此,播种时检查裂口率低。近年推广水籽用赤霉素液(100mg/1)浸种18—24小时,捞出后照常规方法发籽,70—80天就达到发籽要求标准。催芽处理后的种子,参区叫裂口籽。1Kg干籽出1.6ks裂口籽,1kg水籽,可出0.9—1kg裂口籽。
3.播种时期、方法及播种量 当前生产中使用的种子有干籽、水籽、催芽籽(又叫裂口籽)之分。生产上说的水籽是指7—8月采收果实,脱去果肉,冲洗干净并稍晾干的种子;所说的干籽是指将水籽自然风干后的种子;催芽籽是指把水籽或干籽经人工催芽,完成形态后熟的种子,也叫处理籽。
(1)播种时期 一般分春、夏(伏)、秋三个时期。春播在4月中、下旬,多数播种冷冻贮存后的催芽籽,播后当年春季就出苗。此时无水籽,如果播干籽,要等到第二年春天出苗,当年夏季还得进行必要的管理,故多不采用。
夏播亦称伏播,一般要求在6月下旬前播完。气温暖和,生育期长的地方(播种后高于15℃的天数不少于80天),可延迟到7月中旬或下旬,河北、山东、北京等地可手8月上旬播种。播种水籽,播后第二年春季就全部出苗。
秋播多在10月中、下旬进行,播种当年催芽完成形态后熟的种子,播后第二年春季出苗。
东北参区多采用秋播和夏播。
(2)播种方法 传统播种都是撒播,目前普及点播。点播的行株距为4X 4cm,5X 4cm,5X5em,多为5X4或5X5cra,等距点播的作法是,利用硬杂木按规定的行株距制作出压印器,从做好的参床一端,一器挨一器地压印。每穴内放一粒种子,复土3—5em。播后用木板轻轻镇压床面,使土壤和种子紧密结合。镇压后床面复落叶或无籽的稻草。树叶上再稍覆土即可越冬。
(3)播种量 播种干籽,每平方米15g左右;播种水籽约于308;播种催芽籽30g左右。我国参区习惯以丈或帘为计算单位。为统一标准,目前都采m’为计算单位。l丈=4m2,l帘=lOm’。lha实播3750—4500m2。国外统计单位有坪、间口,1坪=3.3m’,1间口=1.67m2。
应当指出,培育商品参的质量好坏与参苗(栽子)的大小有密切关系,实践证明,用三年生一等苗作栽子,生长3年后,单根鲜重在63g以上,属一等商品鲜参;用三年生四等苗作栽子,生长3年后,单根鲜重37g左右,属三等商品鲜参。因此,培育大苗是提高产量和品质,增加效益的关键措施。而苗田的播量多少对参苗大小影响很大,如点播育苗,一年生单根鲜重在,0.5g以上,高者0.8g左右,根长15cm以上。若撒播不间苗,二年生单根重多在0.79左右,根长15cra左右。所以,近年播种多普及点播。已经撒播的苗田,多在二年生出苗后间苗,间苗可以提高参苗质量(表6—44)。各参场每年的播种面积与移栽制和作货面积大小有关。实行三三制的地方,每年播种面积为每年移栽面积的1/3,采用二四制的地方,每年播种面积为移栽面积的1/4。
(五 )移栽
1.移栽时期 人参有春栽和秋栽之别,春栽4月中下旬,即参根生长层土壤解冻后进行。由于参根4℃开始萌动,萌动后生长较快,出苗后移栽影响成活率,所以,要适时早栽。春风大,土壤易干旱的地方,必须抢墒栽种。秋栽从10月中旬开始,到结冻前为止。一般天暖年份适当晚栽几天,天冷时要提早进行。秋季栽参严防过早开始,过早移栽,栽后易烂芽胞。一般以栽后床土冷晾,渐渐结冻为佳。秋栽过晚,参根易受冻害。
2.参苗的起收、分级 起苗与栽参不能脱节,要求是边起、边选、边栽,大量移栽时,最好在栽参的头一天起苗。方法是先拆除参棚,拆下的棚料分类堆在作业道上。起参时,先搂除残株落叶,撤去床头、床帮土,然后从床的一端起苗,起苗深度要超过根深,一般刨到床底为宜。刨苗时,勿损伤参根和芽胞,起出的参苗要拣净及时装入垫有布或纸的筐(箱)内。芽胞向内,须根向外,严防风吹日晒。起出的参苗要及时选苗分级。起苗量根据栽植面积和进度而定,参栽不能存放过多或过久,当天栽不完的,暂放在凉爽湿润的室内,上面覆盖湿麻袋,严防参须和芽胞鳞片干枯。
起出的参苗经过挑选分级后栽种。挑选的任务是清除病残弱杂参根,选留的参根按品种类型分别分级。分级(又称分等、分路)是按参根和芽胞大小确定标准,国家颁布的种苗标准目前各参区多用二、三年生苗移栽,栽种时,都选用一、二等苗。
说明一点在选苗时,对于体短、脖长、须少、体重小的长脖类型,应少量栽种,以保持品种资源。另外,近年高产区二年生一等栽子根重10—15s\二等栽子5—10g、三等栽子3—5g。
3.移栽方法 合理密植是获得优质高产的必要条件之一,生产上移栽密度应根据移栽年限和参苗等级而定。年限长、栽子大的,行株距要大些,反之则小些。试验表明,二年生一等苗,70株左右/m’为宜,三年生一等苗50—60株/m’为好。一般二年生一等苗相当于三年生的二等苗或三等苗。现将近年各地实行的行株距归纳于表6—46、6—47。
栽参分平栽和斜栽两种:平栽是在参床上开一平底沟槽,用压印器划好行距,将参苗逐行平摆于沟槽内部,然后覆土刮平。此种栽法速度快,用工量少。但参床不抗旱,参根主体小,宁大,加工红参、光生晒成品率低。斜栽是在参床上开一斜底沟槽,斜面与床面成30度角将参栽摆于斜面上,然后覆土,此法抗旱保苗,主根粗大,须根多,加工后成品单株重量大。个别地区把斜栽角度由30度改为60度,被人们称之谓立栽。斜栽又分,单行斜栽和双行斜栽两种。
单行斜栽的具体栽法:两人一组,各在参床的一边,先将栽参尺(图6—11)放在床的一端,放后各自用刮土板刮土开沟,沟土散在床头上。靠近尺边垂直开沟,深6—9cm(高年生9cm),沟宽20—25cm,沟底呈30度角斜面(近尺一侧略高)然后把参苗按规格要求摆好。芽胞靠近垂直的沟壁,成一直线,两边最外侧1—2株参根须部略斜向床中,参须要散开,然后用开第二沟的土,把参根全部盖好,床面刮平后,两人同时移动栽参尺,使尺端部与床面尺印衔接。接着再在尺边开第二沟,照上法摆.第二行参根,摆好后用开第三沟的土覆第二行参根,覆后刮平。以后均仿照第二行栽法栽种,直至栽到床的另一端。最后把床面搂平或中间略高些。春季栽后床面要用木板稍压实,床边踏实。秋季栽后床面覆一薄层落叶,落叶上盖10cm防寒土。
大垅双行斜栽的具体做法:先把床面8cra厚的床土搂到参床两帮,然后用开沟器(图6—12)从床的一端横床开沟。开沟后把口肥施于沟底,口肥上覆2—3cm土。然后按参移栽规格,把参苗摆放在沟的两侧,芽胞与沟顶棱线平齐。摆苗后把床帮土覆在其上,厚度6—7cm,覆土后搂平。其它措施同单行斜栽一样。
栽参的覆土厚度:高年生苗,大栽子为8—9cm,低年生小栽子为6—7cm。应当指出,气候干燥地区、干燥地块或床土过松时,可适当厚覆,相反,低洼地或床土偏粘时,可浅覆。还要强调一点,摆苗时要再次选苗,去掉受损伤或病残弱苗。晴天要抓紧栽种,阴雨天或床土过湿时不能栽参。
(六)搭棚 人参是阴性植物,生长发育期间既怕烈日直接照射,又需要有一定强度的光照,既需要有适宜的水分,又不能被伏雨淋袭。生产上采用搭棚管理来解决上述矛盾。所以,搭棚是参业生产中的一次重要技术措施。
1.参棚的种类与规格 参棚的种类很多,分法不同,叫法不一样。按棚畦结构分,有单畦棚、双畦棚、多畦棚;按棚架结构样式分,有平棚、一面坡棚、脊棚、拱形棚、弓形棚等;按搭棚材料分,有板棚、布棚、油苫纸棚、草棚(草帘、苇帘、蒿帘)、薄膜棚、水泥柱棚、铁架棚、竹棚等;按参棚透光透雨程度分,有全荫棚(又叫不透棚)、单透(透光或透水)棚、双透(透光透雨)棚;此外还有固定棚、可调棚(也叫活动棚)之分。
目前生产中使用的参棚绝大多数都是单畦棚,极少数为双畦或多畦棚,多为固定棚,少为可调棚,绝大多数是单透光棚,少数是全荫棚、双透棚。目前生产上使用的参棚多为脊形、拱形透光棚,少数是一面坡或弓形透光棚,参棚规格见表6—48,双畦大棚的规格见表6—49。
2.搭棚方法
(1)一面坡透光棚
①埋立柱(又叫下立柱、下杈子)参区把立柱又叫柱脚、杈于,以柞木为最好,其次是槐木、杏木、山榆、曲柳、楸子等硬杂木。截取立柱长度等于规格表中立柱高加上50—60cra,立柱直径8cra(细的用圆木,粗的锯成方子使用)。立柱下端锯成尖状,醮上沥清打入土中。埋立柱多在做床前或栽参后进行,床前床后立柱要对正,两立柱间距与床宽相等。一般每隔2m前后对应埋一对,床前、床后各排都要埋直(成一直线)。埋后在立柱顶端,按规定高度锯断,锯柱顶时,应横床两面下锯,锯后柱顶成凹口(俗称碗口),前后立柱的凹口相对应,其上放横梁。
②绑棚架 一般在春季化冻前进行此项作业。先将横梁放在立柱凹口处,使横梁后端伸出后立柱27cm,并用铁钉或铁线固牢。接着把四根顺杆绑在横梁上,横梁上下端各一根,余下两根均匀绑在中间,顺杆要平直,衔接处应粗头接粗头,细端接细端,衔接处也要平直。为节省木柴降低棚架成本,横梁可比棚宽短20cra,放帘时,前后各延出lOcm。
⑧上帘子和薄膜(上棚盖) 棚盖是由两层帘子(蒿秆、苇子、茅草、向日葵秆、柳条等帘子)和一层薄膜组成。帘子宽与棚宽一致(180—200cra),帘子长360cm或517cm,帘子条径1.5—2cm,条空阴坡、参龄大的地块2.5—3cra,阳坡、参龄小的地方1.5—2cra,半阴半阳坡为2.0—2。5cm。另外,湿度大的地块条空可宽些。上棚盖是在人参出苗前进行,先上一层帘,待到6月初上薄膜和另一层帘,铺第二层帘时,要注意串动帘子,使两层帘透过的光均匀为度。然后用压条压好,并把压条绑牢(图6—13)。每百平方米:一面坡透光棚所需材料见表6—50。
(2)拱形透光棚
①埋立柱 立柱的材质、截取规格等按表6—51要求进行。埋立柱的时间也是在做床前或栽参后。埋柱时,床前床后立柱要对正,柱间距离为200—240cm(集安类参区与床宽一样),每隔200cm前后对应埋一对立柱,床前、床后各排立柱也要埋成直线。柱顶锯成平顶或凹口(集安类参区),凹口方向与床向一致,其上放顺杆。
②绑架子 绑架子要在春季化冻之前进行。长白、抚松等参区是将横梁钉在前后立柱上。然后取两根拉杆,用元钉在近一端处将两拉杆钉在一起,分开拉杆后,端部成叉状(以便承接拱顶顺杆),并把叉状拉杆固定在横梁和前后立柱上,使固定后的叉状交点到横梁的距离为45cm左右。接着在横梁两端和叉状交点上各安放一条顺杆,顺杆接头要接平,最后用元钉或铁线把拱条固定在三根顺杆上。一般100cm长固定三根。集安类参区,是先把顺杆分别安放在前排立柱和后排立柱上,然后把横杆(梁)绑在立柱上方的顺杆上,绑后再把一根顺杆固定在横梁中间的上方。
⑧上棚盖 长白、抚松、靖宇、敦化等参区的帘子宽为200cm,长270—300cm,帘子条径1.5—2em,帘子条空为2—4cm,透光率为40—50%。出苗前先上薄膜,5月下旬至6月上旬在膜上压一层帘子,6月下旬至7月上旬,在原有膜、帘之上再铺盖一层帘子或用蒿草压盖在其上(又称压花),使棚下透光为20—25%。8月中旬撤去最上层帘子或压花,9月上旬再撤去膜上的帘子,10月中旬撤去薄膜(图6—14a)。集安参区,帘子宽200cm,长510cm,帘子条径1.5—2cra,帘子条空1.5—3cm,透光率为35%,安放棚盖时,先把一层帘子横放在架子上(条子方向与畦床方向垂直,帘子上铺放薄膜,膜上压蒿草,也有双层帘夹一层膜的,其上层帘子透光率40%(图6—14b)。百平方米拱形透光棚所需材料见表6—51。
(3)双畦大棚 双畦大棚的结构是按床宽120—140em,两床间距离50em的规格设计(双畦边与双畦间距离为180em)。
①埋立柱 先按规定的立柱高加50cm截取立柱,埋立柱要求前中后三立柱对应,左右立柱间距160~m,前、中、后各排都要成直线,并按规定高度截顶。柱顶锯成凹口状,凹口方向与床向平行。
②绑架子 将顺杆钉在前、中、后各排立柱上,然后把竹匹子按80em间距分别钉在前中后顺杆上,使棚顶呈平弧状。
⑧上帘子 先把底帘从棚的两侧铺好,两底帘在脊处搭接10em(底帘宽190em或230cm,长340em),底帘要固定在顺杆上,底帘上铺抗老化薄膜,膜宽570—600。膜上再盖层帘子,此层帘帘宽200cra,长500~m,顺放在膜上。双畦大棚样式如图6—15。
(4)弓形透光棚 为节省木材,提高棚下供光的均匀度,近年参区推广弓形透光棚。搭棚时,将立柱(100cm长)埋于参床两侧,前后立柱间距为240cm,左右立柱间距100cm,床面立柱高度为50cra。取400~m长的竹匹子(宽6cra,厚0.7cra)固定在主柱上,使弓顶与床面的距离为120cm,弓条顶部用木杆或铁线连结固牢。春季化冻前,把薄膜左右均称的铺于顶部,以后随着温度升高分次把帘子盖在其上,并固定好。
3.几种参棚的供光分析
(1)一面坡全荫棚和一面坡透光棚全荫棚的前檐为8.7klx,后檐为4.9kix,中檐为3.8kix;一面坡透光棚的前檐光照强度为14klx,中檐为10klx,后檐为6.9kix。前檐直射光最大光照强度可达60—80kix,能使参叶日烧死亡。一面坡全荫棚受光强度较透光棚低2—8kLx。叶冠层秋分时节光照强度:全荫棚为1.5klx,透光棚为4.2klx,而夏至时节全荫棚冠层光照强度为lklx,透光棚为6kix。
(2)脊形透光棚和拱形透光棚脊形透光棚、拱形透光棚的前、中、后各床位的受光量与一面坡棚相比,比较均匀,特别是宽苫幅的拱形调光棚,前中后檐各部位受光量一致。夏至时节光照强度在20kix左右,秋分时节为30—35kix。脊形透光棚除在上、下午阳光与棚面近于垂直时,棚内有强光区外,其它时节棚内各部位光强较均匀,其受光量略低于拱形棚。上述四种参棚一日内棚下光照强度变化如图3一14。
从图3—14看出,拱形棚一日内总有效受光量最多,8—16时的光照强度均在20—30kix间。其次是脊形透光棚;每日8—16时受光强度在20klx左右。
由于拱形棚前中后檐各床位受光均衡,且又在光饱和点附近或略高于光饱和点,棚内温度又比其它参棚高1℃左右,因此人参的光合效率高,与一面坡全荫棚相比,产量明显提高(表6—52)。不过脊形棚、拱形棚都有许多横梁挡光,所以,顺床方向上看,挡光部位很多,仍需进一步完善。再者,拱形棚如果苫幅窄时(200cm左右,床宽140cm左右)床前、床后仍有局部受自然直射光直接照射,有时也会出现日烧现象。各地架棚时尚需注意。
(3)弓形透光棚 弓形透光棚受光状况与拱形棚相仿,不同之处是棚内每日有效光强增加,不仅床的前中后受光均匀,顺床看床面受光也较其它棚式均匀得多。加之省材料,省人工,所以,近年此类棚普及较快。目前应用较多的是竹弓棚、铁弓棚。
(七)田间管理.
1.枯萎后出苗前管理
(1)越冬防寒 人参根比较耐寒,冬季气温降到一30~C以下,也不会将参根冻死。但是晚秋和早春,气温在O~C上下剧烈变动,也就是一冻一化时,常使参根出现缓阳冻。受害严重的参根脱水、腐烂死亡,轻者虽能出苗,但生长发育不良,生育期间也会逐渐感病死亡。此种冻害常使人参减产20%左右,严重者造成毁灭性损失。所以,参区把越冬防寒作为一项重要的管理措施。
越冬防寒的办法是往床面床帮覆盖防寒物。覆盖防寒物的时间、厚度要因参床的地势、土壤性质、含水量、参栽大小而异。
据试验报道:地势高的地方冻害轻,低洼地方冻害重;砂质土壤温度变化大,比腐殖土冻害重;参床含水量高,冻害严重(床土含水量28%未受冻害,含水量30%时,冻害率为16.67%,床土含水量66。4%时,受害率100%);同一参床,大苗(1—3等)冻害轻,小苗(4—5等)受害重;栽参粗糙地块受害重、栽参后床面不及时覆防寒物地块受害重、阳坡受害重。覆盖防寒物的种类有草帘、苇帘、落叶和土。传统栽参都是覆土,所以,此项管理又叫上防寒土或封畦子。现阶段少数地区改覆土为盖帘子、覆落叶。参区认为覆落叶(7一lOcm)不仅能防寒,而且还能预防雨水或雪水浸入参床。上防寒土一般厚度为lOcm。阳坡、新栽地块、小苗地块、砂性大的地块要先上防寒土。
(2)盖雪和撤雪 许多地方冬季参棚不下帘,因而床面积雪少或不积雪,整个冬春季节床面裸露,常造成春旱。此类参区,冬季积雪后,要把作业道上积雪撮到床面床帮上并盖匀,厚度15cm左右,这样既能防寒,又能减少床内水分损失。秋末结冻(封冻)前或春季化冻时,降到床面上的积雪必须及时清除,严防雪水浸入参床。人工盖到床面上的雪,春季积雪融化时,也要及时撤出,这对预防菌核、烂芽胞等病害有益。
近年产区普及透光棚,架材简陋,有的参棚棚盖平缓,冬季又不下帘。棚上积雪多会把棚架压坏,所以,当棚上积雪近于10em时,也要及时撤下来,防止压坏参棚。
(3)防止“桃花水” 每年积雪融化时,一旦排水不畅,“桃花水”会浸入参床或没过、冲坏参床。经验证明,受“桃花水”危害的参床,人参病害多,严重时成片死亡。所以,每年积雪融化时,要派专人检查,清除积雪、疏通排水沟,把存水的地方刨开,引出“桃花水”。积雪大的年份,春季“桃花水”猛,更要管理好。
(4)维修参棚 积雪融化到出苗前,是维修参棚的好时机,要把倒塌的、倾斜的、不牢固的参棚修好、修牢,防止生育期间参棚倒塌压坏参苗。另外,还要把漏雨的地方补好;帘子透光不均、串前错后的地方也要校正过来;压条压帘不牢固的要绑好。
(5)下防寒物与搂畦子 下防寒物与搂畦子是同时进行的一项作业,一般4月中、下旬(生育期短的地方5月初),床土化透,越冬芽要萌动时,进行此项管理。撤防寒物过早,人参易受缓阳冻,撤防寒物过晚,人参萌动造成憋芽子,不仅影响出苗,而且会降低出苗率、保苗率。
下防寒物就是撤去秋季覆在床面上的帘子、落叶或覆土。撤下的帘子要晒干、垛起、苫好备用;覆盖的落叶或草撤下后烧掉或沤制肥料;覆盖的防寒土要覆在床帮上。搂完防寒物后,接着用木耙子将参根上面的床土搂松(俗称搂畦子),这样可以促进人参早出苗,保证正常生长发育。结合搂畦子可将追施的肥料或防病防虫的农药混入床土中。
下防寒物要先下阳坡,后下阴坡;先下陈栽地块,后下新栽地块,新栽地块要先架棚,后下防寒物;移栽地块要先下防寒物,播种地块后下。
搂畦子的深度以近于参根,但不伤参根和芽胞为度,床帮要深松。松动的土块要压碎,松后搂平床面、床帮;播种地块一般不进行搂畦子管理。
(6)清理水沟、夹防风障和田间消毒 清理排水沟主要是清除落叶覆草等杂物,搂平水沟、作业道。清除的杂物最好是深埋,然后进行田间消毒。田间消毒常用1%的硫酸铜液,对棚盖、立柱、床面、床帮、床头作业道、排水沟全面喷雾消毒,以药液湿透表土0.4cm为度。春风大的地方,在风口一侧夹好防风障,防止寒风侵袭。春季过于干旱的地方,还要把排水沟填平。
2.生育期管理
(1)松土除草 松土作用很多,能使床土疏松,调节水分,提高地温,消灭杂草,清除杂物,促进参根生长;因此,必须适时适度松土,松土同时要拔除杂草,床帮要铲松;作业道、地头、地边的杂草也要铲除。
产区一般松土除草3—4次,展叶末期松头遍土,夏至前后松二遍,以后隔20—30天再松1—2次。播种田只拔草不松土,每年拔草3——4次:
松土时两人一组,床前床后各一人,用手把行间和株间的床土抓松抓细,整平床面,并用锄头铲松床帮。第一次可适当深松,松到参根层为宜,:二、三、四遍要浅松,以不伤表层须根为度。松头遍土要与追肥灌水相结合,高年生地块松三遍:上时,还要把床帮土往床面上覆,厚度lcm左右。床土湿度大时,可把行间楼成沟,以提高床温和降低床土湿度。苗田只拔草不松土,结合拔草可适当间苗。
近年普及透光棚后,采取床面覆落叶防旱,此类地块只松一遍土,拔3遍草。
(2)覆盖落叶 床面覆盖落叶是林下栽参、透光棚栽参、透光透雨棚栽参的一项增产措施。它可以缓和土壤水分和温度的剧烈变化,减缓土壤板结速度,抑制床土表面病源菌的传播,减少病害的发生。
床面覆落叶是在第一次松土追肥后进行。将干净的树叶一把一把的送入行间株间,铺均铺平,床帮床头也要覆落叶,厚度5—10cm。用铡碎的稻草覆床面(厚度5—6cra),效果也很好。床面覆落叶后,人参须根多,植株健壮,参根增产10%左右。
(3)摘蕾疏花 人参是以根入药为主的药用植物,3年以后年年开花结实。由于花果生长消耗大量营养,从而影响参根的产量和品质。前面曾介绍过4,5,6年生人参单独留种或连续留种使参根减产达44%。所以,参业生产中,除留种地块外,都要摘除花蕾(实际是伞形花序)。一般少留一年参籽其根可增重10—30%,而且参根中的淀粉、脂肪和皂甙含量都略有增加。摘蕾多在5月下旬,人参花序柄长到5—6cra时,从花序柄的上1/3处将花序掐掉。摘蕾过早不便作业,过晚序柄变硬,既不便摘除,又失去摘除的意义。摘下的花蕾晒干后,可参花晶。·
疏花是培育大籽的重要措施之一,五年生人参留种时,要把花序上花蕾疏掉1/3或1/2,可使种子千粒重由23g左右提高到30—35g。疏花在6月上旬把花序中间的1/3到1/2摘掉即可。
(4)扶苗培土 人参是搭棚栽培,参棚遮荫过大,即棚下光照偏弱时(低于光饱和点),人参茎叶受趋光性的影响,向着光照较强的前檐倾斜生长,参棚略窄时,人参常伸出前立柱之外。这部分人参在6月中旬后,易受强光危害或雨淋,所以,6月中旬前要把这部分倾斜生长的人参扶到立柱内,参农称此项管理为扶苗诚参。其做法是结合松土先把每行前数第三株参苗内侧的床土抓松扒开,然后轻轻把参苗向内推,使之向内倾斜(约10度角)。接着用抓开第二苗人参内侧的床土,覆在第三苗人参的外侧,依此再把另两株人参扶正,最后整平床面,铲松床帮。
移栽后的人参,随着年生的增长,植株也渐次长大,移栽时的覆土厚度不能适应生长的要求,有时会被风吹倒或折断,所以,结合第二、三次松土要进行覆土管理。一般覆土是从床帮取土覆在床面上,每次加厚lcm。大参总覆土厚度达8—9cra为宜。近年有的地方供光过强,床土温度高,湿度小,使鲜参根缺水,加工后出现白皮,此类情况除及时灌溉外,加厚覆土层厚度也是有利措施之一。,
(5)防旱排涝 土壤水分状况对人参生长好坏,产量高低,质量的优劣、病害的多少影响很大。
水是人参生长发育不可缺少的重要物质之一,良好的水分供应,配以科学的栽培管理,人参才能健壮生长,获得优质高产。水分过多,人参根病大发生,严重时成片死亡。为防止积水烂参,传统的栽参方法中,多采用高做床、深挖排水沟、架设不透雨棚等措施控制土壤水分。但对于缺水解决得不好,特别是陈栽地块,参棚常年不撤帘,床土接不到雨水,容易出现干旱。参床干旱严重时,人参生长缓慢,鲜参产量低,浆气不足,加工红参黄皮多,因此,防止干旱是不可缺少的管理措施。
防旱措施:土壤墒情较好的地块,可适时早松土、松土后床面覆草或落叶、贴床帮子、填平排水沟,铲松作业道,冬季床面覆雪等。
土壤较干旱的地方,应降低参床高度(深翻地矮作床),春季人工放雨或浇水,适当降低供光强度和气温。人工放雨要掌握好时机,选连阴天、细雨天放雨,雷阵雨、急雨不放,秋季苗田不放雨,放雨时撤膜别撤帘,否则天晴易受强光危害;放雨后要及时打药松土。人工浇水有沟灌、渗灌、浇灌。沟灌分作业道(排水沟)沟灌和行间沟灌,水源充足、地势平坦或参床坡度小可采用作业道沟灌,水源不足、参床坡度大时,多采取行间沟灌;水源充足,地势平坦也可采用渗灌;床面有覆草或落叶的可浇灌。作业道沟灌、渗灌每天不受时间限制,灌至床面出现“麻花脸”即干湿相间存在为止;行间沟灌和浇灌要在上午9时前,下午5时后进行,力求气温、水温、参体温度、地温一致。行间沟灌是于两行人参间开一2—3cm深的浅沟,于沟内浇水,每次灌水15—25kg/m’(干旱较重时多达50kg/m’),这些水分2—3次浇入。最后一次浇水时,可在水中加入可湿性杀菌剂(10g/m’)。浇后覆土,待土壤墒情合适时,进行一次松土。浇灌时,也要少量多次,以接上湿土为度。近年部分参区采用滴灌,喷灌,滴灌装置与蔬菜滴灌类同。由于人参是棚下栽培,参床坡度略大,床土比一般耕地疏松等特点,滴灌技术尚未推广开来。由于参棚不透雨,喷灌不能采用遥臂式的设备。目前应用的都是小型灵便、能移动的定向喷灌设备或手提式喷灌设备。利用高扬程水泵加塑料管和喷嘴进行喷灌的较多。需要喷灌时,起动水泵,操作者平拿塑料管移动喷灌人参,少数参场参床内有固定喷雾装置,浇水、打药、根外追肥时,只要把喷雾动力和水源(药液或肥料)与喷雾装置接通,就可在床内进行作业。,
(6)追肥 土壤是植物生长发育所需营养的供给者,为保证植物良好生长发育,获得优质高产,栽培过程中总是要向土壤中增施肥料,追肥是基肥的补充,它是依据药用植物生长发育的需要和土壤的供给能力,合理的补给植物生长发育所欠缺的营养元素种类和数量。一至六年生人参每平方米所需氮、磷、钾归纳如表6—53。
而我国主要参区土壤的供肥能力(不含基肥)是每平方米床土(按20cm厚计算)含可给态纯氮为5.7—7.59,纯磷0.10—0.45g,纯钾14—479。从上述分析中看出,目前栽参土壤的氮、磷欠缺较多(尤其是磷肥,一年生尚感欠缺),应当注意补给,尤其是四、五、六年生。目前我国推广的测土配方施肥是科学的,应当尽快普及。
·产区根侧追肥多在5月下至6月初,结合第一次松土开沟施入。一般参地每平方米施
1509豆饼粉,或100s豆饼粉加50g炒熟并粉碎的芝麻或苏子。6月下或7月初进行根外追肥。追施人参叶面肥。据试验报道,每平方米六年生人参追施饼粉150g(密度为70株/m’),其产量增加24—30%,参根总皂甙含量(4.338—4.844%)比未施肥的(4.08%)提高了6.33—18.73%,氨基酸的含量比对照高4l一90%。
(7)调节棚下光照强度 此项管理过去叫插花、挂花,近年又称压花。插花、挂,花是传统棚式栽培时必不可少的管理项目。因为传统参棚多为南北走向,苫幅较窄,且又多为一面坡式参棚。这种参棚确定畦向是以春分时节上午10时直射阳光退出床面为标准的。此类参棚在6月中至8月中旬期间,上午10时直射光不能退出床面,而此期间9时以后的直射光多超过50kLx,会使人参茎叶发生日灼。为防止日灼出现,生产上采取用不易掉叶(干后也不易.掉的)的树枝,按照一定的间距插在参床的前床帮上沿处(与立柱接近成一直线)或插在参棚的前檐。插在床面处的叫插花,插在参棚前檐的叫挂花。近年多用柳条编织稀帘,挂在前檐处,成为名符其实的挂花。挂帘可以在每天8时半放下,15时再卷起。阴天不放,雨天为防潲风雨也可放下。目前有些地区参棚苫幅偏窄,床的东西两边参苗仍有日灼发生,每年也应在6月中至8月中旬进行挂帘,特别是苗田。对于拱形棚、弓形棚、脊形棚来讲,为提高棚下光照强度,节省苫帘,许多地方只用一层条帘挡光,到了7月上旬后,棚下有时光照过强(特别是7月下至8月上旬)常使人参叶片、果实受强光危害。为防止此种光害,生产上采取在棚顶上稀疏地撒放蒿草提高郁闭度,参区称为压花。
插花、挂花、压花,都必须在直射光照到参体上不发生光害时,及时撤掉。这样可以使参体特别是叶冠层获得更多适宜的光照,增加光合积累。
(8)留种与采种 人参用种子繁殖,其种子寿命短,所以,生产上要年年留种采种。
留种:人参种子的好坏直接影响育苗质量,进而影响作货参的产量和品质。人参与其它植物一样,也是大籽育大苗。大苗是创优质高产的重要措施之一。据测定,三年生人参平均每株结籽12.2粒,千粒重(阴干3天称重,以下同)43.2s;四年生每株平均结籽27.6粒,千粒重5.69;五:六年生结籽40.6粒,其千粒重为48.3—49.1s;七、八年生以上结63.8粒,千粒重为48.5—49.06,九年生千粒重为47.99。综合结籽数量和千粒重,单从育苗角度看,五至九年生留种均可。但是,人参是根入药的药材,留种直接影响参根的产量和品质(表6—38),所以,留种收根要兼顾,既要留好种,又要减少对参根生长的影响。各地经验认为,在起收加工的前一年留种即二四制、三三制参区在五年留种,三二三制参区在七年留种为宜。在留种年生里选大苗(1,2等苗)地块留种,为培育大籽,还应进行疏蕾或疏果,从每个花序50—60个疏为30个。各年生疏花对千粒重的影响如表6—54。对人参进行疏蕾、疏花、疏果都是疏去花序中间的部分,保留花序外围的花或果。
目前栽培人参的品种类型混杂,按其形态、根形特征等因素分,有红果种、黄果种;马牙参、长脖参等类型,其中红果种的马牙参占绝大多数。为保证品种纯一,产量高,质量好,留种时应注意选优去劣,即在留种田内去掉混杂品种类型的花序,保留纯正品种的花序,对于田间内出现的优良单株或保留的育种材料,应套袋隔离,单收、单育苗、单移栽。
采种:参果成熟后,易被鸟、鼠盗食或自然脱落,所以应适时采收。参果成熟的特征为果红色或鲜红、发亮,果肉变软。东北参区多在7月下旬至8月上旬采种,疏花疏果的可一次采收,未疏花疏果的应分次采收。
采收的参果用清水冲洗干净后,进行人工搓柔或用电动磨米机搓碾,搓碾后用清水洗除果皮、果肉、果汁,漂出瘪粒,选取饱满种子及时摊在席上阴干,严禁烈日下晒干,烈日下晒种1天,裂口率降30%,晒种3天.,裂口率只有50%左右。冲洗下来的果肉、果汁可提取其活性成分或进行综合利用。
(9)补苗 移栽人参缺苗的地块要进行补苗。补苗作业是在三、四年生参地,即栽后生长第一年的秋季进行。补苗时,先于缺苗处按原来移栽方向开一斜坑,深度、倾斜角度与原栽相同,然后把经药剂处理大参根(四年生)对齐放好,用细床土覆好压实。补苗要选三年生大参根,补前用500倍代森锌浸醮参根,浸醮时芽胞也浸入药液内。当整个参根表面粘上药液后立即拿出,控去多余药液并稍晾干(使整个参根外表形成一药膜)就可移栽。
(10)病虫鼠害的防治 人参的病虫鼠害对生产危害很大,其中病害最重,通常条件下因病害减产20%左右(重者在50%左右)。到目前为止,报道的人参病虫害约30余种。人参的冻害、根裂、日烧,红皮等是常见的非侵染性病害。危害较重的侵染性病害有:立枯病(Rhi—zocton~asolaniKiiehn)、猝倒病(PythiumdebaryanumHesse)、黑斑病(止lternariapanaxWhexz)、疫病[Phytophthora cactorum(Leb.et Coh)SchroetL菌核病(Sclerotinia libertianaFuck)及锈腐病[Cylindrocarpon panicicola(Zinss)Zhao et Zhu]C.destru~s(Zinss)Schol乙n)等。,’
防治方法:选用无病种子、种苗;要适时移栽,边起边选边栽;加宽荫棚苫幅防止潲风雨和强光危害:控制好棚内光照强度,防止过强过弱;搞好参地水分管理,严防湿度过大、积水或参棚漏雨;及时覆盖和撤出越冬防寒物,防止缓阳冻;搞好田间卫生,及时清除间杂物及植株残体,深埋或烧掉;搞好药剂防治,如药剂浸种、拌种、种苗药剂处理、土壤消毒、生长期喷药、田间消毒等等。生长期喷药有600倍的50%的多菌灵、500—600倍液的65%的代森锌、500倍的75%的百菌清、l c1:120—160的波尔多、600倍的富士一号、1000倍的代森锰锌、800倍的40%的代森铵、1000—1200倍的甲基托布津等,于常年发病前15—20天开始喷药,每10天喷一次连喷5—6次。春季田间消毒用1%的硫酸铜。
人参的虫害有金针虫(PleonomuscanaliculatusFald,和AgrwtesfusicolliaMiwa)、蝼蛄(GryllotalpaafricanaPalisotet Beauvois和G。un~pma Saure)等,可用毒饵(敌百虫与鲜草1:50—100)或药剂浇灌(500倍液锌硫磷、700—1000敌百虫、600倍杀虫脒或敌敌畏)。
(八)品种类型 人参只有一个种,商品中的中国人参、高丽人参、日本参、苏联参的原植物都是Panax 9mseng C.A.Mey·一个种。目前栽培的人参按茎色、果色分,有紫茎绿叶红果种、紫茎黄叶红果种、青茎黄果种、青茎红果种四个类型。紫茎绿叶红果种,茎紫色,复叶柄下部紫色,果红色,目前国内外栽培的均属此种类型。青茎黄果种,茎及复叶柄均为绿色,果实黄色,数量较少,目前我国已繁育出一定数量。在红果类型中又分出青茎红果和紫茎青叶红果两个品系,前者青茎,茎色与黄果种相同,但果实仍为红色,后者叶片色发黄,茎色果色与紫茎红果相同,此两种类型更少,正在分离繁育之中。
按其参根特点分,有马牙型、长脖形、圆膀圆芦型、竹节芦等类型,有的地方把马牙型又分为大马牙和二马牙两类。据调查,大马牙主根短(平均6.77cm),比二马牙短1。97cra,比长脖短1.64cm,与圆膀圆芦、竹节芦相近,但主根粗大(平均2.19cm),根茎短粗,茎痕大而明显,侧根多而短,肩头平齐;二马牙主根平均根粗1.4lcm,主根均长8.94cm,根茎平均长2.06cm,体形美观,须根较大马牙少;长脖参主根长8.41em,粗度中等,肩部凸起,根茎细长,茎痕小;圆膀圆芦主根长度与大马牙相近(6.4lcm),粗度仅次于大马牙,根茎粗度介于马牙和长脖间,长度与二马牙相近或略长,主根上端与芦头呈半圆形;竹节芦主根短而细,主根上端稍尖,根茎比圆膀圆芦稍细,呈竹节状,即节间明显,节部有棱。
上述品种类型中的马牙型和长脖型人参,在形态、解剖及成分上也有差异,如大马牙根的重量、根的体积、根重与体积之比、增重率均大于长脖;大马牙的木栓层、维管束、形成层均比长脖厚,细胞的层数多;大马牙树脂道列数、导管列数是长脖的两倍;大马牙根茎中常见到大量的木质化纤维;大马牙茎杆粗壮,植株高大,茎中维管束数目多,叶卵形,较大,先端渐尖,叶片基角角度大,叶缘锯齿细密均匀,叶肉细胞层数多。而长脖参植株稍矮(约矮1/3),茎杆也细,叶片较大马牙小,先端骤尖,叶片基角角度小,叶片边缘锯齿参差不齐,粗细不均;大马牙叶片上表皮细胞近于等径,角质纹理密,而长脖叶片上表皮细胞轴向稍长,角质纹理稀疏;大马牙开花期、结果期略早于长脖,开花结果数量也多于长脖,大马牙果穗紧凑,果肉厚多汁,种子千粒重大,种壳较厚;大马牙花粉粒多而大,柱头二裂较长,长脖参花粉粒小而少,柱头二裂较短;大马牙总皂甙含量高于长脖。
大马牙、二马牙、圆膀圆芦、长脖、竹节芦各类型的开花结果状况如表6—55。
黄果人参的根型多为马牙型,五年生参根的周皮厚度比同年生红果人参厚,其皂甙、挥发油含量也高于红果人参,黄果人参的产籽量较高,子一代参苗产量与二马牙相近。
(九)建立林地一栽参一造林的耕作制度简称参后还林
1.建立林地一栽参一造林的耕作制度 我国主要参区位于长白山脉,主要利用林地(林间空地、林缘荒地)栽参,栽(或播种)过人参的土地产区称为老参地(俗称乏土、老乏土),利用老参地栽参,人参病害多,保苗率低,参根多呈烧须状。故传统栽参时,栽后弃耕,任其自然风化演变,这样易造成水土流失。中华人民共和国成立后,一方面组织科技队伍探讨改造老参地问题,一方面提倡参后还林,建立林地一栽参一造林的耕作制度。
老参地不能连栽人参的原因很多,就其主要因素而言,第一床土中病原物增多。以锈腐菌为例,新林土显微镜下每个视野里少见,个别多的1—2个,而老参地中多在10个以上,其它病源物也有不同程度的增加。第二个原因是床土理化性状变差,如营养(函大量元素和微量元素)不足,比例失调;腐殖质含量显著下降;土壤比重、容重增大,孔隙度变小;物理性粘粒(<0.01mm)逐渐增多;土壤吸收性能降低,pH值偏酸等。第三个原因是土壤微生物区系改变。第四是人参分泌物增多。经过30余年的努力,已变33年轮作制为8—10年或6年轮作制。
关于建立林地一栽参一造林的耕作制度问题,从60年开始就要求参后还林,即栽参同时,在作业道上(或立柱外)种树,栽参3年树苗已渐长大,这样参后成林快。近年已开始过渡到结合森林采伐种参,即伐树后先种参,参后还林的耕作制度。
2.还林方法
(1)树种的选择 还林要选择优良的树种,一般以当地栽培的良种(包括引进试种成功的树种为主,如樟子松、红松、落叶松、红皮云杉、水曲柳、黄柏、椴树等。
(2)还林的时期 各地经验认为栽参后第一年或第二年栽树还林即实行林参间作为最佳。据吉林省长白县调查,第一,实行林参间作比参后还林(起参后栽树)早成林,如栽参后第一年栽树还林,起参时幼树已高达80—150em,实行林参间作比参后还林提早4—5年成林;第二,栽参期间把树苗栽于参床床帮上,床土肥沃,地温高,树生长快,不仅成活率高,保苗率也高(均在90%以上);第三,管参同时也管树,不仅树木长势好,而且还节省了劳动力。每年栽树时期以春季为好。
(3)造林密度与树种搭配 目前栽树多栽在参床两侧立柱旁,行距为1.5—2.5m,株距lm,每亩为333株。两种以上树种搭配种植时针阔混交种植针叶树6行,阔叶树2行。针叶混交各4行。
(4)栽植要求 第一,选用优质壮苗造林,不用烂皮、烂根、主根折断或受机械损伤的苗木。第二,防止苗木风干失水。第三采用窄缝栽植法,因为参地整地细致,土壤疏松,栽植时不必挖坑,只要把锹插入定准栽树位置,前后晃动使之形成窄缝,把苗木放入窄缝,使之深浅适中,取出锹,稍向上提一提(防止窝根),踩实即可。·
(5)抚育管护 树木栽植后,结合管理人参对树苗进行除草、松土、打药等管理。像椴树、黄柏等幼苗期主干不明显的阔叶树,每年要进行修剪整形。有条件的单位,在头三年应适量施肥,起参后进行一次培土。
五、收获
(一)收根
1.收获年限 参根重量和皂甙含量是随着人参生长年限的增长而增加,就皂甙含量来看,一、二年生参根含量低,三、四年逐渐增加,五、六年生积累增长速度最快,七年生以后,虽然根体总皂甙含量增多,但积累速度逐渐下降;从参根增重速度看,二年生参根重是一年参根重的5倍以上,三年生是二年生的3—4倍,四年生是三年生的1—1.5倍,5年生与四年生相比,增重1倍左右,六年生与五年生相比,增重只有70%左右,七、八年生参根增重是五年生的30%左右,十年以后增重只有10%左右。综合上述生长积累特点,从生产经营效益角度看,6—7年收获为宜,如果人参价值高,可延至8—9年收获。日本、朝鲜多为6年起收加工红参。日本、朝鲜的生晒参多是4年起收加工;我国加工生晒参也是6—7年生起收,虽然参的质量好,但售价并不高,从生产经营效益看,也应改为4年起收。
近年我国推广科学栽参,改善了人参生长的环境条件,参根生长和物质积累加快。五年生参根皂甙含量已超过传统栽法六年生参根含量,所以,今后很可能向改为五年生收根方向发展。
2.收获期 确定人参的收获期要根据每年气候特点、生育状况、鲜参产量、皂甙含量及加工后产品品质等条件来确定。一般以鲜参产量高,有效成分含量多,加工后成品率高,商品质量好为标准。由于我国参区南北纬度宽,海拔高低不一,致使各参区气候不一致,因此,参根收获期也不能统一。如靖宇二参场试验,从9月11日起,每5天收根‘次,到10月1日止。结果表明9月16—21日起收为佳,此期加工红参成品率为28—29.2%,比9月11日高1一2.2%,比10月1日高4.4——4.8%。又如辽宁省新宾和桓仁等地试验,在1979——1981三年间,每年都在8月10、15、25日,9月l、5、10、15、25日,10月5、15日起收,比较鲜参产量、折干率、成品参质量,结果证明此地以8月下旬和9月中旬为好,其中9月上旬最佳。此期不仅鲜根重比其它各时期高3.589《以上,而且出货率高1—2.5%,加工的红参色泽纯正,无抽沟,皂甙含量无显著差异。应当指出,同一产地不同年份收获期可适当提前或延后,一般气候温暖年份,人参枯萎晚,可适当延后起收,相反条件,则可适当提早收获。
3.收获方法 收获人参时,先拆除参棚,把拆下的棚料分类堆在作业道上,以备再搭棚时使用。参棚拆除后,从参床一端起挖,起挖时不要损伤参根和芽胞,严防刨断参根、参须。要边刨边拣,抖去泥土,装筐运回加工或出售。
(二)收茎叶 人参是根入药,皂甙是其主要活性成分,近年国内外分析,人参地上的茎、叶、花、果实等都含有人参皂甙(表6—56)。除花蕾、果肉外,叶片含量较高。我国从参叶中提取其皂甙,经临床试验证明,疗效显著,卫生部已正式批准入药。当年起收加工作货的地块,可在起参前割取;其他地块,以Io月上旬为宜,即在参叶枯萎但未着霜前采收。
六、加工技术
(一)加工的目的和意义
1.纯净药材、防止霉烂变质 人参起收之后,参根上沾附很多泥土和微生物。有些微生物能利用参根中的淀粉、糖类等营养物质进行繁衍生殖,最终使参腐烂解体,通过加工可以洗净泥土,杀死微生物,使药材纯净,防止霉烂变质。·
2.保持或提高药效 参根内含有多种酶类,这些酶类在没有受到破坏之前,都具有活性,条件适宜时,都会使相应的物质水解成另外的成分。为防止因水解降低或失去药效,多通过加工手段,抑制或破坏酶的活性确保药效;另外,有些药用成分在一定加工条件下互相转化生成药效更高的成分,
3.便于贮藏,保证供应 新鲜参根水分大,易霉烂变质或丧失药效,所以不能久存长期供应。通过加工手段,降低参根中水分含量,使参根不霉烂,药性药效不改变,这样既便于贮存保管,也利于运输,从而保证了长年供给。
(二)加工的种类 人参的加工有精加工和粗加工之分。将鲜参经洗刷等工艺加工成的一般商品称之谓粗加工,将粗加工产品再按市场需求再次加工的过程叫精加工。人参加工的种类,按其加工方法和产品药效可分为三大类,即红参、生晒参和糖参。
生晒类:是鲜参经过洗刷、干燥而成的产品。其商品品种有生晒参(又叫光生晒)、全须生晒、白干参、白直须、白弯须、白混须、皮尾参等。
红参类:将适合加工红参的鲜参经过洗刷、蒸制、干燥而成的产品。商品上的品种有红参、全须红参、红直须、红弯须、红混须等。
糖参类:将鲜参经过洗刷、熏制、炸参、排针、浸糖干燥而成的产品。商品品种有糖棒(糖多)、全须糖参(又叫白人参)掐皮参、糖直须、糖弯须、糖参芦等。
近年商品品种中,还有大力参(又叫烫通)、冻干参(又叫活性参)、鲜参密片等。大力参是将鲜参经洗刷、炸参、干燥而成的产品,其性状近似生晒参;冻干参是将鲜参经洗刷、冷冻干燥而成的产品,性状与生晒相近,两者均属生晒类。鲜参密片属糖参类。这些产品目前加工量甚少,多数人参是加工成红参和生晒参。
(三)加工技术:
1.红参类加工工艺流程及各流程的技术要点工艺流程;选参—)下须—)洗刷—蒸制——一次晾晒——一次烘干——打潮———剪红须——二次晾晒——二次烘干——分等分级入库。
技术要点:(1)选参商品红参有边条红参、普通红参的分别,根呈圆柱形,主体长(]2cm以上),有2—3条支根(又称腿)这2—3条支根粗细要相近,并且与主体相匀称者称为边条参;参根呈圆柱形,主体短,支根多,且与主体不相称者,称为普通参。不论是边条红参还是普通红参,都是以芦、体齐全,体、腿均呈棕红色或淡红棕色,质地坚实,断面角质样,表面有光泽,无黄皮、抽沟、干疤者为一等;以芦、体齐全,呈棕红色或淡红棕色,质地坚实,断面角质样,表面有光泽,但稍有黄皮、抽沟、干疤者为二等;以有黄皮、抽沟、干疤的为三等;完全抽沟、干瘪的是等外品,又称干浆参。加工后的红参还要根据单支重量大小分开,其中单支重量大的价格最高,经验认为,用个大浆足质实(手捏根体感到坚硬不软),皮层无干状淀粉,参根无病疤伤残的鲜参,加工出的红参均为一等红参。而浆气稍不足,手捏根体感到稍有发软,或皮层局部有干状淀粉的参根,加工出的红参多为二等红参;如果鲜参根浆气不足,手捏感到根体发软,或参体浆足,但皮层积累大量干淀粉者,加工后多抽沟、黄皮,只能作为三等商品。
选参就是依据上述商品规定和加工经验,从加工原料参中选择个大、浆足、质实,皮层无干淀粉积累,芦、体齐全的鲜参作加工红参的原料,并按大、中、小分开堆放,以便按大小分别加工。有些参浆足质实,加工后无黄皮、抽沟,但宁、须多、形体美观,可作加工全须红参的原料。
(2)下须 准备加工红参的鲜参,在洗刷之前,要把体上、腿上的细须根去掉,这样既能保证刷参质量,又可防止这部分细须根在洗刷中被折断。个别加工单位在加工前把粗大的宁和支根一并去掉,试验证明这样做会降低鲜参的成品率,应当改进。下须时,不能生拉硬拽,一般从须根基部3—4mm处掐断为宜。
(3)洗刷 洗刷主要是洗去粘附在根体上的泥土及病疤残留物等。不论是手工还是机器洗刷,都要将参刷洗干净。洗刷时,先将鲜参用水浸泡20—30分钟或洗刷前先用水淋湿根体表面,然后用洗参机或高压水泵冲洗干净。未洗净的参根再进行人工洗刷,最后用清洁水冲洗干净进行蒸制。洗刷人参时,要尽可能地避免碰破芽胞、根皮或折断支根与芦头;洗刷前水浸参根的时间不能过久,否则会降低根内水溶性成分的含量。
(4)蒸制 蒸参是加工红参的重要环节之一。鲜参能否变红,加工红参色泽的好坏、出货率(成品率)的高低都与蒸参技术有直接关系。蒸参工作的技术性较强,必须严格掌握。
目前加工红参有蒸参罐和锅灶两种方法,集体、国营加工厂都采用蒸参罐蒸制,个体参户多采用锅灶蒸制,不论哪种方法,蒸制时的程序是一样的,都必需经过装盘、装锅、蒸参、出锅摆参等步骤。
装盘:将鲜参按大、中、小分别摆放在蒸参盘内。装盘时,要按大小分盘摆装。一般先在盘的一端平着摆放一趟参,平放参的厚度与参根主体长相近。然后将鲜参芦头向下,参须朝上,斜向摆放在那趟平摆参上,以下的参都照此法摆放,直到摆满盘为止。盘上的参摆放要均匀一致,紧实,不能不分头尾乱放。结合摆参要再次选参,把不适合加工红参,或加工后肯定出黄皮的参挑出,改作加工生晒的原料。也可单独摆盘装锅,按另一工艺蒸制。计划收参油时,可取白布,用蒸参水润湿,平铺在参须上方。
装锅:装锅前要先把水加热至沸腾,水近于沸腾后立即装锅。装锅时,要将同等大小参根摆放在蒸参架上,连蒸参架一并推入蒸参罐内,然后关门蒸参。也有的锅内设架,将摆有同等大小参根的参盘装满蒸参架,然后关闭锅门蒸参。没有蒸参架,蒸参盘摞叠蒸参时,参盘间要用垫木隔垫好,这样可以避免蒸熟后底层参盘上的参被压坏。蒸参的锅或罐要严密,最好不漏气。这样既能保证蒸参质量,又能节省能源。
蒸参:采用蒸参罐蒸参,都是用锅炉蒸气加热,装参关门后的5—10分钟,用小气加热,使罐内人参慢慢均匀受热。10分钟后,逐渐给大气,使罐内温度在40—60分钟内达到98—104℃(参农称圆气),然后减小供气量,使罐内温度恒定在98—104℃间,约100分钟。100分钟后就停止供气,使罐内参根利用余热慢慢熟透。停止加热30分钟后,可将罐门开个小缝,开缝5—10分钟后,再开门取出摆参晾晒。
用锅灶蒸参时,关门后用急火加热,使锅内温度在40—60分钟内达到98—100℃(锅灶四周冒气又称圆气),然后改用文火,使锅内温度恒定在98—100℃间,保持恒温时间为60—100分钟,100分钟后停止加热(即停火)。停火后30—40分钟开盖放气,放气后就取出摆参。
不论是哪种方法蒸参,在蒸参过程中,要避免温度忽高忽低,就是说加火、供气都不能忽大忽小。蒸参时间要严格掌握,蒸大参恒温时间可延长5—10分钟,蒸小参恒温时间可缩短5—10分钟。近年随着栽培人参技术的改变,人参光合积累增多,有些单位配套技术没跟上,至使参根周皮细胞内积累了干的或半干淀粉,这些干淀粉采用传统工艺蒸制很难蒸熟,必须适当延长蒸制时间。使用微机控制蒸参时,必须把各种规格鲜参蒸制时间程序一并输入,便于因参调取适宜的程序蒸参,这样才能保证蒸制的质量水平。
鲜参质量好,蒸制工艺合理,每3.3kg左右的鲜参就能加工出lkg红参。如果蒸制工艺不合理,如火大温度高或时间过长,不仅加工出的红参色深,无油性,要降等外,每公斤红参要多消耗0.2—0.3kg的鲜参。相反,蒸参温度或时间没达到工艺要求条件,鲜参蒸不熟,常出现硬心,干后皮发黄,断面有白心,也影响产品质量和等级。总之,蒸参的温度、时间要服从质量,经验认为,参根根体熟透,但不发软为最好。为保证蒸参质量,要求蒸参前要按大小分别装盘,装锅时,同一锅内参根大小要相近。参须单蒸也可随各类参蒸制。
有些单位蒸参过程中收集参露,收参露是在锅内温度达到98—104℃,并在此温下持续30分钟后开始,一般每500kg鲜参收lOkg为宜。收参露时,要先适当开大供气伐门,与此同时相继打开收露伐门,必须使罐内压力恒定在原有状态下。收参露过多或收露时不能保证锅内压力恒定在原有状态下,都会降低加工产品质量。
(5)一次晾晒 蒸好的人参要及时开门出锅,开门出锅不可过急,否则参根骤然遇冷会出现根体破裂,降低产品等级。出锅的参还要及时摆放在烘干盘(帘子)上,摆参前先把参油收集起来,存放在冷凉处备用。摆参时,要轻拿轻放,单层摆放在烘干盘上,也可体压须(即把后排参的主体压在前排参的参须上)摆放。摆参要求,参体、参须要顺直舒展;同一烘干盘上的参必须大小一致;严禁弄断芦头、参体、参须。摆后送晒参场棚下晾晒,使参根慢慢冷却,然后烘干。
(6)第一次烘干 第一次烘干又叫定色,烘的过程就是除去人参根体内水分的过程,也是成分转化、参体变红的关键环节之一。烘干人参有炭火烘干和锅炉蒸气管道烘干两种。烘干室要严密,保温性能好,室内洁净,水泥地面,设有烘干架,每层架杆间距40cm,采用锅炉蒸气管道烘干者,可用管道作架子,规格同上一样。烘干人参时,可按参体大小分别入室干燥,亦可将大小不同规格的人参同时入室,入室时,要把摆有大参的盘子放在温度高的地方,小参放在温度低的地方。开始烘干时,温度控制在70℃左右,大参可升至80℃。当支根中下部呈现近似红参色泽时,将室温降至55—60℃间,支根中下部近于全干就可出室打潮剪须。烘干过程中,要经常检查室温变化和人参烘干状况,并及时将烘烤适宜的参盘串动到温度低的地方,把未烘烤好的参盘移至温度高的地方。
烘干开始要经常排潮(约30分钟一次),温度升至规定要求后,每2小时排潮一次,6—8小时后酌情而定·。烘干期间要严格掌握室内的温度,并经常检查,严防温度低着色差,温度高或时间过长把参烤焦。
(7)打潮 第一次烘干后的人参,腿的下部和须子等已变红并近于干燥,而主体仅轻度着色,如果不剪去须根继续烘烤,就会使须根干焦。要是不剪掉须根,则主体不能按时变红,容易变酸,降低品质。生产上采取剪下红须,分别烘干的方式进一步加工。由于第一次烘干出室时,支须根近于干燥,不仅活动时易折断支须,而且也不易剪断。通过打潮,把支须软化,不仅便于剪须,剪口平齐,而且减少了损失。
一般打潮用喷雾器将热的蒸参水喷洒在参体、参须上,待支须根变软,不易折断时,把烘干盘上的人参收装在木箱中,其上用湿白布或湿麻袋盖好,放在烘干室内闷软支根为止。近年是将喷完蒸参水的参盘,放在打潮间或打潮箱中,通入蒸气(6—8分钟),闷至腿部变软为止,取出进行剪须。
(8)剪红须(又叫下须) 剪红须是把参根主体上部的支根和主体下部稍细的支根及粗大支根的细端,还有了一并剪除的一项作业。剪须必须注意参形美观,又要照顾剪后参根支头的大小。一般稍细的支根,从基部4—5mm处剪下,稍粗大的支根适当长留,留下的支根虽然长短不等,但粗细要匀称适中。宁须从基部5mm处平齐剪下。剪红须不能不管支须粗细,都是一剪子剪掉的作法,也不要为了提高单支重,把须根留得又细又长。剪口要平齐。剪下的红须要按粗细、长短分放,并分别捋直,捆成直径为4—5cra的小把。捆把时,把长的粗细匀称的直须放在外围,余下的直须捋直放在其内,把端对齐,然后用白丈绳沿把端扎紧,扎捆两道绳,捆后把须稍捋在一起并捋直,然后摆放在烘干盘上晾晒并烘干。不能捋起来的毛须均匀的铺在烘干盘上,烘干后制成弯须块或砖出售。-剪完须的参体即半成品红参,仍要按大、中、小分别单层摆在烘干盘上进行二次晾晒和烘干。
(9)第二次晾晒与烘干 剪须后的参体、参须要及时摆盘晾晒。为了增加参体的光泽和香气,晾晒过程中,可向参体表面喷雾适量的参油。一般晾晒2—6小时就可进入烘干室进行二次干燥·。烘参盘入室方法同第一次烘干一样。第二次烘干开始时,温度为55℃左右,5—7个小时后,把温度降至40—50℃间,继续烘干。当参根含水量达到13%左右时,就可出室分等入库。参体过大的参根,第二次烘干开始时,温度可升至65—70℃,待参体着色后(6—7个小时),降至50℃左右烘干。经12—16小时后,进行第三次晾晒与烘干,当含水量达13%左右时,可出室分等入库。
全须红参蒸制后,摆盘晾晒时,要体压须摆放,第一次烘干出室不打潮,不剪须,直接晾晒,然后进行第二次烘干。烘干后打潮、整形、固定在礼品盒盒底上,固定后烘干装盒分等入库。
选参后下须的参须,经洗刷、捋须、捆成直径7—8cra的小捆,然后蒸制,蒸后打开小捆,成行地平铺在烘干盘上,晾晒后入室烘干,烘干后打潮,捆成红直须,不能捆扎直须的作弯须处理。不分弯直的称作红混须,可散装出售,也可压块销售。
2.生晒参类加工工艺流程及各流程的技术要点工艺流程:选参——下须——洗刷斗晾晒呻烘干——分级入库技术要点;
(1)选参 我国加工生晒类人参多从五、六年生以上的参根中,选择芦体齐全、浆足质实或浆气稍差,加工红参易出现黄皮者作为加工原料。不加工糖参的单位把加工红参以外的鲜参都作为加工生晒参的原料。芦、体齐备,浆足质实,无病残及疤痕者为最佳。此类鲜参加工出的生晒参,质坚实,体重,无抽沟,气香味苦。朝鲜、日本加工生晒都是选用四年生参根,所以,皂甙等活性成分含量低。加工全须生晒的原料,除具备上述条件外,还要补充形体美观,芦、体、须齐全等条件。选作加工生晒的鲜参,也要按大小分别堆放加工。
(2)下须 加工生晒的鲜参,除了保留芦、体和与主体粗细匀称的支根的中上部外,其它的宁、须全部掐掉。下须也是从须根基部4—5mm处掐断。大支根截断部位要适中,不能留得又细又长。全须生晒只是去掉主体中上部位的细须根和过于粗大的宁。
(3)洗刷 洗刷要点与红参相同。
(4)晾晒 洗刷后的鲜参,也要大中小分别摆放在烘干盘上,单层摆放。摆后送晒参场晾晒或入室烘干。
(5)烘干 烘烤生晒参的温度不宜过高,一般为45—50~C为宜。烘干开始每15—20分钟排潮一次,不然湿度过大,干后断面有红圈。当参根达9成干时,就可出室晾晒,然后分等入库。
加工全须生晒的工艺要求与生晒参基本相同。不同之处是,礼品生晒,要经打潮、整形,然后固定在礼品盒盒底上,干后装盒。绑尾生晒要经打潮、绑尾,烘干后入库。绑尾生晒是在打潮后,把参须捋在一起,然后用白线将捋好的根缠好。须少的地方可适当加须,使绑好的参根匀称。缠绕白线要规正·,线与线之间的距离要匀称适中,绑后在30℃下烘干。
冻干参是近年研究出的品种,按其加工方式和产品性状属生晒参类。其工艺流程是选参——洗刷—晾晒——冻干。冻干之前工艺要求与生晒参相同。冻干工艺是将洗刷晾晒后,鲜参放入冻干机冷冻室内,使其在一15一一20℃条件下迅速结冻,然后把冻干室减压。在减压过程中,以每小时升温2℃的速度进行干燥。当参根温度升至与极板温度一致时,可在此温下恒定干燥3—5小时,然后再按2℃/时升温速度继续升温干燥,一直干到温度为40—50~C时,取出放在80℃下干燥一小时,就可分等入库。,
3.糖参类加3232艺流程及其技术要点工艺流程:选参——下须——洗刷——晾晒—熏参——炸参——>排顺针—浸糖——晾晒烘干—>洗糖
—>干燥。
技术要点:
(1)选参凡芦体或芦、体、腿齐备的均可做加工糖参的原料。全须糖参又叫白人参,要求芦、体、须齐备。
(2)下须、洗刷的要点同生晒参一样。
(3)熏参将洗刷后的鲜参放入熏箱内,均匀地摆放在熏盘上,盖好盖,从底部把硫磺点燃,燃烟熏参,熏10—12小时后,取出炸参。熏箱要严密不漏烟。每lOOkg鲜参用硫磺0.5kg。熏后的鲜参洁白,参根主体柔软。
(4)炸参又叫炸水子将清水煮沸,取适量待炸的人参,装入筛状容器内,放入沸水中炸煮,炸至手捏感到变软,但不破裂或被压扁,用骨针扎刺试验时,初扎感到发硬,稍加力骨针就能穿透时,立即捞出放入冷水中冷却,冷却后捞出晾晒,晒至表面无附水,就进行排针、顺针。全须糖参炸煮时,先炸主根(5—10分钟),然后将须部放入水中再炸5分钟,炸至适度捞出冷却、晾晒。炸煮过熟,排针时根体易断,炸煮时间短,排针时址针。
(5)排针顺针排针是把炸好的参根,横放在排针机上,使其根体从头到尾排一遍,然后将根体转动9度角,再从头到尾排遍针。排针要均匀,不能漏排。顺针是从参腿基部入针,顺着参体向芦头方向顺扎,不能透过根体表皮,粗根顺3—5针,细根顺2—3针。第一次顺针在排针后,第一次浸糖前。第二次在浸头遍糖后,晒至不粘手时进行。第三次是在浸二次糖后晒至不粘手时进行。·
(6)浸糖又叫灌糖浸糖分三次进行,第一次浸糖时,是按1kg参1.3kg糖的比例取糖,其做法是:把所需要的糖按1kg糖0.25kg水的比例加水,并加热使之溶化。然后用慢火熬糖,熬至糖浆拔丝,其丝近于发脆为宜(且忌熬煳)。把熬好的糖浆倒入摆好待浸第一次糖的浸糖缸或罐内,在50—55℃的条件浸泡10—14小时。浸后捞出,控净表面附着的糖浆,晒至不粘手时顺针,顺针后摆入浸糖缸内,浸第二次糖。第二次浸糖是按3kg参1kg糖;0.2kg水的比例称取糖和水,然后将称取的糖和水加入到第一次浸糖后的糖浆中,慢火熬至第一次熬糖的标准。熬好后倒入待浸第二次糖的缸内,在50—55℃的条件下浸10—14小时。浸后捞出并控净附着的糖浆,晒至不粘手再顺针,顺针后摆入缸内,准备浸第三次糖。第三次浸糖是把第二次浸糖后的糖浆熬开,倒入待浸第三次糖的缸内,在50—55℃下浸10—12小时。
(7)晾晒与烘干 将浸完三遍糖的人参捞出,控净附着的糖浆,摆在烘干帘上晾晒半天,然后烘干。烘干温度为40℃,3—5天即可干透。烘干糖参温度不宜超过45℃,否则表面色黄或紫红色。
(8)洗糖 糖参干后,表面仍有一层附着的糖,这不仅影响糖参的美观,而且容易吸湿感染细菌、霉菌等生物。所以,干后的糖参,要用沸水把表面附着的糖冲洗干净,冲后再次烘干,就可分等出售。
全须糖参的加21232艺及技术要点基本上与糖参相同,不同之处是第三次浸糖后,晾晒前要整形。整形是按自然形体特点把参的宁、体、须摆布美观大方,然后晾晒成形。自然形体不美观的,可人工塑造出美观大方的体形即赋于美的造形。不美观的部位可用手轻轻改造,必要时用针进行别体整形,使其固定成我们想塑造的形态。整形要细心,不仅造形美观,还不能折断或损伤人参。别体整形的人参,晾晒时要经常活动别体的针,防止干固在参体上,当参体形状固定后即可取下别体时使用的针。整形后晾晒、烘干、洗糖等工艺与糖参一样。掐皮参与全须糖参相比,腿的中下部及须不用沸水炸,不排针,不浸糖,其体和腿的基部处理与糖参相同。另外,掐皮参的整形是把表皮掐出皱纹来,然后晾晒烘干。
(四)影响人参加工产品产量与质量的几个问题 人参的加工是一项季节性强,时间短,环节多,技术要求比较严格的工作。加工时期的早晚、各加工环节技术掌握得是否正确,都直接影响产品的品质和产量。这里将影响产品产量和质量的几个主要问题分述如下。
1.加工时期的确定和鲜参的保存选择适宜的加工期,是提高鲜参产量和折干率的重要环节。加工时期不当,即起收偏早或过晚,不仅鲜参产量低,而且鲜参的折干率也低(表6——57、表6——58)。·
表中数字表明,适期采收不仅鲜参产量高,而且加工成品率也高。若提前或迟后起收(差10天),每加工lkg红参就要多消耗90—3109鲜参,依此估计,一个年产5000kg红参的参场,仅此一项就要多消耗450—1550kg鲜参。从表6—57和表6—58比较著.地区不同,收获加工时期也不一致。因此各地必须重视这项工作。从东北三省试验报道看,每年9月上、中旬收获为宜,9月下或10月上旬就偏晚了。确定收获加工时期,不仅要因地而异,而且还要根据每年气候特点作相应的调整。起收的鲜参要及时加工,最好是边起边加工。对于不能及时加工的鲜参,要很好地贮藏和保管。如果贮藏保管不当或时间过长,则鲜参易霉烂或加速跑浆、造成较大的损失。产区所说的跑浆,是指鲜参根中的淀粉等有机物,被酶水解成小分子化合物,乃至变成CO:和水,最终减少有机物含量的现象而言。据试验报道,鲜参存放12天后加工,每加工1kg红参要多消耗70g鲜参,存放19天后加工,每公斤红参就多消耗140g鲜参。照此估计,一个加工5000kg红参的加工厂,有一半以上鲜参存放半个月后加工完毕,就要多消耗鲜参600kg。
另外,贮藏期间温度高于10℃或低于2℃或时间长,会使参根表皮细胞失水而失去活性,用这样的参根加工红参,不仅折干率低,而且还会出现黄皮,造成降等降质,产值下降。所以,贮藏鲜参要堆小堆,先入库的先加工。尽量减少存放时间。
2.正确掌握加工规程 正确掌握加工工艺规程是确保产品产量和品质的关键。从选参来说,把应加工红参的原料,加工成生晒或糖参,就会减少利税产值。如果选参不严,把不宜bDI红参的原料加工成红参,势必降低产品的产量和品质。就红参来说,蒸参的温度和时间、烘干的温度和时间是关键环节。如蒸参的温度低或蒸参时1、司短,加工出的红参不红,呈桔蓝色,且有生心。若是蒸参的温度过高,或时间偏长,加工出的红参不仅色发黑,无光泽无香气,而且易抽沟,成品率降低1—2%。就烘干来说,虽然温度高(90℃以上)干得快,但是产品油性小,无光泽,空心多。高温下(50℃以上)烘干生晒和糖参,其产品发黄。糖参的炸制和熬糖是加工的关键,炸参轻时,排顺针址针,浸糖慢,出产品率低。炸参过火时,根体易断;熬糖必须符合浓度要求,达不到工艺浓度,加工出的糖参少,其产品极易吸湿反潮,发生/霉变。
3.防止红参变酸、根裂、绵软的措施 加工红参时,鲜参不及时加工,存放时伤热,蒸参后、剪红须后或打潮后存放时间过久,第一次烘干中温度太低(40℃以下),都会使红参变酸。其防止措施是,第一,要有计划地组织加工原料和加工进度。第二,蒸参后及时晾晒,打潮后要及时剪须,剪下的红参和参须,也要及时摆盘晾晒烘干。第三,确保烘干中温度。
加工红参常因鲜参浸水时间长,蒸参开始温度升高过快,蒸参过程中突然降压收参露或开门出锅过急等原因,引起参根根裂(俗称打半子或破肚子)。防止方法是,鲜参加工前不能长时间浸在水里,蒸参时温度不能升高太快,收参露时,要保持锅内压力平衡,出锅时先开小缝降温,10分钟后再开门取参。
加工后的人参出现绵软现象,原因之一是起收期过晚,鲜参糖化,这样的产品易吸湿变软。原因之二是烘干过急,参根未干透,出室时参根千硬,存放几天后反潮变软。防止措施是适时起收加工,’烘干中严防过急干燥,必须按烘干工艺要求加工,保证含水量在13%左右。
(五)成品参的等级标准 成品参的分等是参根(又叫支头)大小和好坏为依据。所以,成品参的分等又叫分支头。习惯上是按500g的人参根数分支头,每个支头内的参根,再按好坏分三等。目前实施的标准是国家医药管理总局[79]国药联字第300号和卫生部[79]卫药字1 095号文件颁发,经1980年修订后的标准。此标准规定,边条红参分为16支、25支、35支、45支、55支、80支、/j、货七个级另1J。普通红参分为20支、32支、48支、64支、80支、/J、抄六个级别。每个级别内都分1,2,3等。因为我国以前是16两为一市斤,每市斤16支参相当于1两1支参,所以,每市斤16支的又叫一支头参,每市斤20支与16支相近,也算一支头参。同理每市斤32支(含35支)、48支(含45支)、64支、80支的就分别叫二支头、三支头、四支头、五支头,而25支的为一支头半,55支的为四支半。红直须分两等,弯须、混须、干浆参不分等。
全须生晒以每支重量大小分四等,单支重在10g以上的为一等、7.5—10g的为二等、5—7.5g的为三等』、于5g的为四等,生晒参分五个等,白干参分三个等,白直须、糖参、轻糖参都分两等。具体规格参考国家医药管理总局[79)国药联字第300号和卫生部[79]卫药字1095号文。