藥用植物和光

第二節(jié)光與藥用植物生態(tài)

一、光照強度二、光質(zhì)三、光周期藥用植物和光第1頁一、光強對藥用植物生態(tài)作用（一）植物對光能利用光合作用：綠色植物吸收陽光能量，同化二氧化碳和水，制造有機物并釋放氧氣過程。藥用植物和光第2頁依據(jù)碳同化過程中最初產(chǎn)物所含碳原子數(shù)目以及碳代謝特點，將碳同化路徑分為三類：C3路徑（戊糖磷酸路徑、卡爾文循環(huán)）C4路徑（二羧酸路徑）CAM路徑（景天科酸代謝路徑）藥用植物和光第3頁（二）光照強度對藥用植物生態(tài)作用1、光照與植物黃化現(xiàn)象植物組織中葉綠素必須在一定光強條件下才能形成，假如光強不足，不能形成葉綠素，但能形成胡蘿卜素和葉黃素。黃化植物：葉片小，莖細長軟弱，節(jié)間伸長，莖表面呈淡黃色。細胞壁薄，機械組織和維管束分化差，其植株柔嫩多汁。植物種植過密，株間郁閉，會造成莖桿纖細，節(jié)間過長，易倒伏。藥用植物和光第4頁2、光賠償點、光飽和點與植物生態(tài)類型光飽和現(xiàn)象：光合作用隨光強增加而加強，當光照增加到一定強度時，光合速率不再增加現(xiàn)象。光飽和點：剛才到達光飽和現(xiàn)象時光照強度。光賠償點：光合作用合成有機物與呼吸作用消耗有機物相等時光照強度。不一樣植物光賠償點和飽和點都不一樣

C4植物：在自然光下不出現(xiàn)光飽和現(xiàn)象。C3植物：光飽和點較低，甚至在強光下光合作用性能還會降低，如一些喬木幼苗、生長在密林下草本等。藥用植物和光第5頁3、光強對植物繁殖影響（1）光強對花影響在完成光周期誘導和花芽開始分化基礎(chǔ)上，光照時間越長，強度越大，形成有機物越多，越有利于花發(fā)育。如：花期連續(xù)遇陰天，日照不足，花發(fā)育不良，數(shù)量降低。藥用植物和光第6頁（2）光強對果實影響：糖量、色澤、氣味①光照有利于果實成熟，增加甜味，提升產(chǎn)量。②光照可改進果實品質(zhì)藥用植物和光第7頁水果套袋：能夠使果實著色均勻，袋內(nèi)溫度提升有利于糖積累，同時可有效防治病蟲害。藥用植物和光第8頁③水果香味為酯類，形成酯類與光照等因素相關(guān)。光照影響植物體內(nèi)糖類形成，生產(chǎn)糖在滿足呼吸作用需要還有剩下時，糖類積累深入形成酯類物質(zhì)，從而產(chǎn)生了水果芳香。如：菠蘿、蘋果香味主要起源是乙酸乙酯。藥用植物和光第9頁（三）藥用植物對光照強度適應(yīng)生態(tài)類型1、植物對光強度適應(yīng)生態(tài)類型

（1）陽性植物：對光要求比較高，只能在足夠光照條件下才能正常生長，在蔭蔽和弱光條件下生長發(fā)育不良植物。特點：陽性植物光賠償點（500～1000lx）和光飽和點(0~25000lx)比較高。

如：山地植物雪蓮花、紅景天、蒲公英等?；哪菰参锫辄S、甘草、肉蓯蓉等。藥用植物和光第10頁紅景天：地下塊根及根莖入藥，抗衰老,抗缺氧、抗疲勞,抗輻射,抗腫瘤、抗病毒,增強腦機能,改進心肌功效。

麻黃：發(fā)汗散寒，宣肺平喘，利水消腫。藥用植物和光第11頁（2）陰性植物：在相對較弱光照條件下比強光下生長發(fā)育健壯植物。特點：陰性植物光賠償點（100lx）和飽和點（5000~10000lx）都較低。如：人參、三七、黃連、天南星、連錢草等連錢草：又名雷公根，清熱解毒，利濕消腫。

三七：以根、根狀莖入藥，止血化瘀、消腫止痛藥用植物和光第12頁（3）耐陰植物：對光照含有較廣適應(yīng)能力，對光照需要處于陽性植物和陰性植物之間。

如：側(cè)柏、胡桃、桔梗、黨參、沙參、肉桂等。黃精：以根莖入藥。含有補氣養(yǎng)陰，健脾，潤肺，益腎功效。

桔梗：根可用藥，宣肺利咽，祛痰排膿。用于咳嗽痰多，胸悶不暢，咽痛，音啞，肺癰吐膿，瘡瘍膿成不潰。藥用植物和光第13頁類短生植物：因為生長于林下，但本身對光照強度有較高要求。在早春喬木未發(fā)葉時迅速生長發(fā)育，開花結(jié)果，在喬木枝葉茂盛前完成其生活史。如綿棗兒、頂冰花。藥用植物和光第14頁2、陽性植物和陰性植物區(qū)分（1）生長狀態(tài)區(qū)分（2）莖區(qū)分（3）葉形態(tài)區(qū)分（4）生理區(qū)分藥用植物和光第15頁（1）生長狀態(tài)區(qū)分樹枝、葉、樹皮藥用植物和光第16頁（2）莖區(qū)分陽性植物莖較粗，節(jié)間較短，分支多。莖細胞體積較小，細胞壁厚，木質(zhì)部和機械組織發(fā)達，維管束數(shù)目多。陰性植物莖細長，節(jié)間較長，分支較少。細胞體積較大，細胞壁薄，木質(zhì)化程度低，機械組織不發(fā)達，維管束數(shù)目較少。藥用植物和光第17頁（3）葉形態(tài)區(qū)分

陽性植物：葉片較小而較厚，表面角質(zhì)較厚。

細胞較小，細胞壁較厚，排列緊密，細胞間隙小，單位面積上氣孔通常較密。葉肉細胞分化強烈，柵欄組織較發(fā)達，海綿組織不發(fā)達。陰性植物與之相反藥用植物和光第18頁

同一植物上著生于不一樣受光部位葉片，形態(tài)結(jié)構(gòu)也會表現(xiàn)出陽性葉和陰性葉不一樣特征——葉片適光變態(tài)。陽性植物葉常與直射光成一定角度排列，而陰性植物葉片鑲嵌排列在同一平面上，以充分利用陽光。菱：長在水面上較寬大，且葉柄長短不一樣，不會相互重合；長在水中呈羽毛狀。藥用植物和光第19頁陽性植物：光賠償點高，耐陰力弱，有較強呼吸作用和蒸騰作用，細胞液濃度高，滲透壓較高，抗高溫、干旱能力強。陰性植物：光賠償點和飽和點較低，呼吸作用和蒸騰作用較弱，細胞液濃度低，滲透壓低，抗高溫、干旱能力較弱。植物類型葉綠體含量葉綠體a/b葉綠體位置陽性植物較少較大與入射光平行(光強）陰性植物較多較小與光照方向垂直（弱光）（4）生理區(qū)分

藥用植物和光第20頁

光強對植物生態(tài)利用：光生態(tài)是藥用植物合理栽培、間作套種、引種馴化等主要依據(jù)。引種時考慮原產(chǎn)地和引種地之間光照條件差異；植物不一樣年紀對光需求差異；種植時還應(yīng)注意不一樣季節(jié)光照強度。如：栽培三七，必須要搭棚遮陰栽種；莖皮類藥品應(yīng)適當密植，降低分枝，使莖粗大藥用植物和光第21頁（四）光強對藥用植物分布影響水生植物

賠償深度：光照隨水深度增加減弱很快，光合作用減弱到呼吸消耗量平衡時水深。賠償深度也就是水體中光合植物垂直分布下限。與水質(zhì)相關(guān)，不一樣區(qū)域有所不一樣。陸地植物陽性植物多生長于原野、草原、沙漠等地，先鋒植物多為陽性植物。陰性植物多生長在陰暗潮濕生境。耐陰植物分布較廣。

藥用植物和光第22頁光照強度普通用日照時數(shù)來表示。我國日照時數(shù)與太陽總輻射量分布相同。

藥用植物和光第23頁蒼術(shù)分布：白術(shù)：安徽、浙江等地800m以上林下陰涼地；北蒼術(shù)：華北等地向陽干燥山坡。健脾益氣，燥濕利水，止汗，安胎燥濕健脾，袪風，散寒，明目藥用植物和光第24頁二、光質(zhì)對藥用植物生態(tài)作用通常情況下，綠色植物只有處于可見光大部分波長組合中才能正常生長。植物干重增加也是在全光譜日光下最大。

不一樣波長光對植物生長影響不一樣。藥用植物和光第25頁（一）光質(zhì)對藥用植物生長影響

光影響作用光影響作用藍紫光抑制植物伸長生長、影響植物向光性紅光促進莖延長生長，促進葉綠素和碳水化合合成青光抑制植物伸長生長紫外線引發(fā)向光性，促進花青素形成,抑制莖生長藍光引發(fā)葉綠體運動,有利于蛋白質(zhì)合成紅外線促進莖延長生長和種子、孢子萌芽藥用植物和光第26頁

在使用白熾燈或玻璃溫室，可出現(xiàn)植株徒長現(xiàn)象。高山植物因紫外線強烈，出現(xiàn)植株矮小、花色鮮艷等特點。藥用植物和光第27頁（二）光質(zhì)與植物光合作用關(guān)系

生理有效輻射/光合有效輻射：可見光中400-760nm大部分光，占總輻射40%-50%。葉綠素吸收光譜在藍紫光中最強，而光合強度在紅光中最強。紅光具最大光合活性。綠光極少被光合色素葉綠素和類胡蘿卜素吸收，所以綠光又稱為生理無效光。藥用植物和光第28頁葉綠素在430-450nm藍紫光區(qū)和640-660nm紅光區(qū)出現(xiàn)兩個吸收峰胡蘿卜素連續(xù)雙峰400-500nm藥用植物和光第29頁提升光照強度，長波光（紅光）占優(yōu)勢促進糖合成磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸崽嵘庹諒姸龋滩ü猓ㄋ{光）占優(yōu)勢磷酸甘油酸被還原成糖促進氨基酸和蛋白質(zhì)形成

另外，水溶性色素形成與紅光相關(guān)，而果實成熟以及維生素C合成等與紫外線相關(guān)。藥用植物和光第30頁植物不一樣發(fā)育階段對光質(zhì)需求不一樣。如煙草生長苗期應(yīng)提升藍光百分比，而成熟后期提升紅光百分比。白熾燈、日光燈、植物生長燈不一樣藥用植物對光質(zhì)需求不一樣，在栽培時可采取不一樣色彩有色膜。如：人參采取淡黃、淡綠色膜。當歸覆膜栽培中，薄膜色彩對增產(chǎn)影響依次為黑色膜＞藍色膜＞銀灰色膜＞紅色膜＞白色膜＞黃色膜＞綠色膜

藥用植物和光第31頁（三）光質(zhì)與藥用植物分布影響不一樣光質(zhì)對藥用植物產(chǎn)生不一樣影響。水體中，海藻垂直分布；陸地上隨海拔升高，出現(xiàn)具特色高山藥用植物藥用植物和光第32頁三、光能信息作用

因為地球公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)，形成地球上日照長短周期性改變。光周期：一晝夜中白天和黑夜相對長度。光周期現(xiàn)象：植物在一定發(fā)育時期（光敏感期），經(jīng)過一定時間（數(shù)量）適宜光周期處理，便可完成開花誘導。光周期現(xiàn)象發(fā)覺：1920年美國GarnerWW,Allard,發(fā)覺美洲煙草在華盛頓附近夏季長日下不開花，而在冬天溫室卻開花。以后研究發(fā)覺美洲煙草是否開花與日照長度(光周期)相關(guān)，美洲煙草只有在日照長度<14h時方開花。藥用植物和光第33頁資料：光周期發(fā)覺美國加納爾（Garner）和阿拉德（allard）發(fā)覺佛羅里達煙草變種：在佛羅里達（N：25度）夏季正常開花；在華盛頓（N：45度）夏季旺盛生長，不開花；在華盛頓冬季溫室內(nèi)煙草卻開了花；在華盛頓夏季人為縮短日照，煙草也能開花；在華盛頓冬季溫室內(nèi)人工延長日照，煙草保持營養(yǎng)狀態(tài)，不開花；這個現(xiàn)象促使了光周期現(xiàn)象發(fā)覺，提出了煙草花誘導決定于日照長度理論。藥用植物和光第34頁（一）植物光周期現(xiàn)象和類型

依據(jù)植物對日照長度反應(yīng)類型，分為：1、長日植物2、短日植物3、中日性植物4、日中性植物藥用植物和光第35頁≥9h≤14h短日照植物(SDP)：在晝夜24h中，日照長度必須短于一定時間（臨界日長）才能成花。如：煙草、菊、牽牛、蒼耳、紫蘇大麻等長日照植物(LDP)：在晝夜24h中，日照長度必須超出一定時間（臨界日長）才能成花。如：牛蒡、甘藍、蘿卜、天仙子、白芥、山茶花、杜鵑等日本牽牛(SDP)天仙子(LDP)藥用植物和光第36頁中日性植物：開花要求晝夜長短百分比靠近相等（12h左右）。如甘蔗要求在12.5小時日照下才能開花。日中性植物(DNP)：植物開花受日照長短影響較小，只要其它條件適合，在不一樣光照長度下都能開花，如蒲公英、月季、長春花等。另外，還有長-短日植物、短-長日植物、兩極光周期植物。藥用植物和光第37頁藥用植物和光第38頁在了解長、短日照植物時要注意以下幾個問題：1.長日植物臨界日長不一定比短日植物長，只是反應(yīng)方向不一致。在中間交叉階段，二者都開花；2.長、短日照植物并不意味著一生都生活在長、短日照條件下，只是在成花誘導階段需要長、短日照；3.長日照植物在成花誘導時，光期越長開花越早，連續(xù)光照，開花更早；但短日照植物成花誘導并非越短越好，日照太短，營養(yǎng)生長不良，影響發(fā)育；4.同種植物不一樣品種，對日照要求能夠不一樣，如煙草有些品種為短日植物，而有些品種是長日植物，還有些品種是日中性植物。通常早熟品種為長日或日中性植物，晚熟品種為短日植物。藥用植物和光第39頁5.植物對日照長度反應(yīng)還與其它生態(tài)因子相關(guān)：SDP（如牽牛）低溫下，長日照也可成花；LDP（如風輪菜屬）高溫下，短日照可成花；LDP（如芥菜）高溫下，長日照不成花；在冬旱夏濕地域，以SDP居多

藥用植物和光第40頁

蒼耳（SDP）臨界日長16h，天仙子（LDP）臨界日長9h，現(xiàn)日照14h，二者開花情況？臨界日長：誘導SDP開花最大日長或誘導LDP開花最小日長。不一樣植物含有各自不一樣臨界日長。LDP(SDP)并不是指其開花需要絕對長時間(短時間)日照LDP臨界日長并不一定會大于SDP臨界日長。藥用植物和光第41頁除臨界日長外，誘導開花光周期還與誘導光周期數(shù)及光質(zhì)相關(guān)。

誘導光周期數(shù)是開花要求最少光周期數(shù)。不一樣植物所需誘導光周期數(shù)不一樣。

如：SDP：蒼耳：1個SD；大豆、大麻：3－4個SD；菊花：12個SD；LDP：白芥：1個LD；天仙子：2－3個LD；甜菜：15－20個。蒼耳（SDP）：臨界日長15.5h,4-5片葉時，1個SD即可完成光周期誘導，以后即使處于LD下亦可進行花芽分化藥用植物和光第42頁感受光周期刺激時期：與年紀相關(guān)，幼、老都低要一定營養(yǎng)階段，不一樣植物不一樣大豆――子葉伸展水稻――7葉期紅麻――6葉等只要一片葉子得到適宜光周期就可開花藥用植物和光第43頁（二）光周期現(xiàn)象和植物地理起源SDP低緯度，熱帶、亞熱帶（南）短日照LDP高緯度，溫帶、寒帶（北）長日照所以越是北方品種，要求臨界日長越長，越是南方品種，要求臨界日長越短。藥用植物和光第44頁（三）光周期反應(yīng)實質(zhì)形成光周期三要素：（1）地球自轉(zhuǎn)，形成24h周期（2）隨季節(jié)和緯度變動日照長度（3）地表太陽光波組成變動

光能作用量性質(zhì)作用形態(tài)建成少280-800nm轉(zhuǎn)換和分化光合作用多400-700nm光能轉(zhuǎn)變成化學能光形態(tài)建成與光合作用區(qū)分藥用植物和光第45頁藥用植物和光第46頁閃光試驗藥用植物和光第47頁1、光周期反應(yīng)中光與暗生理意義在光期和暗期中，對于誘發(fā)花芽形成起決定作用是暗期長短。

短日照植物（SDP)必須在超出某一臨界暗期才能開花；又稱長夜植物。長日照植物(LDP)必須短于某一臨屆暗期才能開花，又稱短夜植物。藥用植物和光第48頁2、光敏色素與光周期效應(yīng)光敏色素：分子量約為6萬可溶性蛋白質(zhì)色素。存在形式：穩(wěn)態(tài)（P660）和激發(fā)態(tài)（P730）植物開花需要一定P730與P600比值。P660穩(wěn)定態(tài)P730激發(fā)態(tài)

紅光或白光遠紅光或黑暗藥用植物和光第49頁1.暗期比光期更主要2.光強:普通50~100Lux3.光質(zhì)：600~660nm紅光最有效，綠光無效，而紅光作用可被遠紅光消除。藥用植物和光第50頁LDP開花需要較高P730/P600：短夜，P730/P600維持較高水平，誘導開花；長夜，但暗期紅光間斷，P730/P600較高，誘導開花；長夜，暗期紅光間斷后再遠紅光間斷，P730/P600降低，抑制開花；SDP開花需要較低P730/P600：短夜，P730/P600維持高水平，抑制開花；長夜，先暗期紅光間斷，P730/P600較高，抑制開花；但紅光間斷后再使用遠紅光間斷，P730/P600降低，促進開花藥用植物和光第51頁1、需要延長光照情況下，可采取夜間斷，節(jié)約經(jīng)濟成本2、夜間斷常采取白熾燈，夜間20-2點為最正確藥用植物和光第52頁除開花外，藥用植物其它生長發(fā)育也多受光周期誘導，如休眠、落葉、地下器官形成及種子萌發(fā)等。（雜草種子萌發(fā)受P730誘導）

藥用植物和光第53頁（四）光周期對藥用植物分布影響

及在生產(chǎn)中應(yīng)用低緯度為短日植物，高緯度為長日植物，中緯度短日植物與長日植物均存在，開花季節(jié)有所不一樣。

藥用植物和光第54頁(1）引種A考慮品種光周期反應(yīng)特點B考慮品種原產(chǎn)地和引種地環(huán)境條件C考慮引種作物經(jīng)濟器官

如日長條件不符合其要求，則不能開花或開花延遲，種子不能成熟；過早地滿足成花要求，又會無須要地縮短生長季，對干物質(zhì)累積不利。

生產(chǎn)應(yīng)用：藥用植物和光第55頁緯度相近地域引種易成功。短日照植物北移因生長季日照延長，長日照植物南移因生長季日照縮短，都有延遲發(fā)育作用；反之，短日照植物南移，或長日照植物北移有促進發(fā)育作用。短日照植物引種時，溫度和光照長度效應(yīng)是相互疊加，對發(fā)育期提早或推遲影響較為突出，南北距離較遠時，則不易成功。長日照植物南北引種，光溫影響是補償，普通較易成功。但在熱量條件較差地域，從高緯度引種短日照植物，往往有利于避霜早熟。但對收獲營養(yǎng)體為主作物，則要預防過早向生殖生長轉(zhuǎn)化。煙草(SDP):南種北移，由南(SD)至北(LD)，不開花，營養(yǎng)生長好。藥用植物和光第56頁收獲果實SDP北北南南選晚熟品種選早熟品種花期提前延遲生育期縮短延長LDP北北南南選早熟品種選晚熟品種提前延遲縮短延長藥用植物和光第57頁（2）育種A調(diào)整花期，加速良種繁育：早、晚稻(SDP)雜交，花期不遇。對晚稻在苗期進行遮光處理，使其開花提早以與早稻相遇。

B加速世代繁育，縮短育種年限：

依據(jù)南北光溫差異，進行南繁北育（異地種植）：SDP：玉米、水稻，冬季海南島繁殖種子；LDP：小麥，夏季黑龍江育種、冬季云南，一年可繁殖2－3代藥用植物和光第58頁（3）控制開花1、提前或推遲花期

菊花(SDP)：秋季開花，遮光處理，提前至5.1開花；延長光照或夜間閃光，推遲至春節(jié)開花。

山茶、杜鵑(LDP)：延長光照或夜間閃光，提前開花。2、控制開花以增加營養(yǎng)體產(chǎn)量甘蔗：中日性植物，夜間閃光，以抑制開花，提升產(chǎn)量。藥用植物和光第59頁光敏色素對成花作用與Pfr/Pr比值相關(guān)，其中，短日植物要求該比值

于一定閾值，而長日植物要求該比值

于一定閾值。短日植物南種北引，則生育期

，若要引種成功，應(yīng)引用

品種，長日植物南種北引，則生育期

，應(yīng)引用

品種。

藥用植物和光第60頁菊花只在秋天開花原因是菊花為

日照植物，假如要使菊花提前在夏天開花，處理方法是

日照時間。

利用暗期間斷抑制短日植物開花，選擇以下哪種光最有效。

A．紅光B．藍