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專家談影響中藥材質(zhì)量各因素的評價方法

醫(yī)案日記 2023-05-08 23:28:00

專家談影響中藥材質(zhì)量各因素的評價方法

對于如何評價影響中藥材質(zhì)量的各個因素

,中國藥品生物制品檢定所張南平指出,中藥材性狀質(zhì)量必須作為評價質(zhì)量的指標(biāo)之一
,應(yīng)采用多指標(biāo)質(zhì)量評價方法
,并對樣品間的個體差異給予足夠的重視。

張南平認(rèn)為

,在按中藥材GAP規(guī)范進(jìn)行具體品種的各項SOP制定時
,要對影響中藥材質(zhì)量
、產(chǎn)量
、經(jīng)濟(jì)效益的各因素進(jìn)行優(yōu)選,如:種質(zhì)
、栽培技術(shù)、采收及產(chǎn)地加工等
。然而我們對中藥材質(zhì)量影響的因素、影響的程度
,以及哪些因素影響最大而需要在生產(chǎn)規(guī)程中嚴(yán)格控制等缺乏了解
,所以要對各個生長時期的植物和中藥材產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)評價和比較,以便篩選出較好的栽培條件和方法
,并找出必須在中藥材生產(chǎn)中控制的因素。

首先

,中藥材性狀質(zhì)量必須作為評價質(zhì)量的指標(biāo)之一
。由于許多中藥材品種大面積引種栽培時間較短
,特別是根和根莖類藥材
,人工栽培后的藥材性狀質(zhì)量與野生藥材存在一定的差異
,有可能不符合《中國藥典》性狀項下的規(guī)定
,這個問題必須引起企業(yè)的高度重視并研究解決的辦法,中藥材產(chǎn)品不符合《中國藥典》規(guī)定是不可能通過認(rèn)證的

中藥材的性狀質(zhì)量優(yōu)異是道地藥材最為顯著、最直觀的標(biāo)志

,且性狀特征可以客觀地反映出采收時節(jié)
、加工工藝以及藥材是否變質(zhì)等情況
,現(xiàn)有的研究也說明性狀特征對質(zhì)量評價的價值
。因此,性狀特征必須作為質(zhì)量評價指標(biāo)之一
,在中藥材各項SOP的研制時應(yīng)得到重視和應(yīng)用
。性狀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立必須結(jié)合傳統(tǒng)的品質(zhì)評價經(jīng)驗,吸收老藥工
、藥農(nóng)、經(jīng)營者對藥材品質(zhì)的判斷經(jīng)驗
,以及結(jié)合某些性狀特征的參數(shù)測定
,并盡量進(jìn)行量化處理以使中藥材的性狀質(zhì)量較為合理和可靠

其次,經(jīng)典的中藥質(zhì)控方法

,即對某一個(或幾個)成份進(jìn)行定性
、定量
,不能評價中藥材整體質(zhì)量的差異
,尤其是中藥材生產(chǎn)中進(jìn)行不同試驗條件對中藥材品質(zhì)差異的評價
,因此中藥材多指標(biāo)質(zhì)量評價尤其重要

由于優(yōu)質(zhì)中藥材有效成分的含量應(yīng)該是多少,各成分之間最佳的比例關(guān)系現(xiàn)在還不了解

。企業(yè)應(yīng)選擇傳統(tǒng)經(jīng)驗鑒別公認(rèn)的“地道藥材”或現(xiàn)代研究證明為優(yōu)質(zhì)的藥材樣品作為“中藥材實物標(biāo)準(zhǔn)對照品”,按所含化合物的類別
,選擇適當(dāng)溶劑
,按不同極性進(jìn)行提取
、分離
,摸索出若干套最佳色譜條件,并盡可能使樣品中的成分被分離和檢測
。把藥材所含的化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)作為一個中藥材標(biāo)準(zhǔn)參照系,用于進(jìn)行各種因素對中藥材質(zhì)量的影響程度的判斷和評價

與“中藥材實物標(biāo)準(zhǔn)對照品”相似性系數(shù)高

,就說明此因素對質(zhì)量的影響小
,反之則說明影響大
。在評價各因素對質(zhì)量的影響時,使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)參照系可以消除一些噪音和干擾
,使各因素對質(zhì)量影響程度的評價更科學(xué)和合理
。如果無法或不可能建立“中藥材實物標(biāo)準(zhǔn)對照品”,則設(shè)立一個在當(dāng)?shù)卣J(rèn)為質(zhì)量較好的“實物對照中藥材”
,也能用于評價各因素對質(zhì)量的影響,在現(xiàn)階段也是較為可行的方法之一

最后

,要重視取樣對質(zhì)量評價結(jié)果的影響
。中藥材GAP研究時的取樣有別于藥檢取樣
,但取樣的代表性是兩者共同的要求。除了符合《中國藥典》(2000年版一部)附錄ⅡA“藥材取樣法”外
,GAP研究時樣品采集和處理多從挖取新鮮藥材開始,應(yīng)注意植株大小
、取樣部位的差異對化學(xué)成分分析結(jié)果的影響
。在有限的樣品取樣量范圍內(nèi)得出真正能代表大樣的整體質(zhì)量情況
,正確的取樣是成功的關(guān)鍵

在進(jìn)行中藥材品質(zhì)評價時,樣品間的個體差異應(yīng)得到足夠的重視

。對于一些多年生、對生境要求較高
,且不能在平原上大面積種植的品種
,它們的個體差異是較大的
。如:黃連
,在同一地點種植的植物個體,單株之間生物堿含量相差極為明顯
,有時達(dá)1倍以上。丹參中丹參酮類化合物主要分布在皮部
,木質(zhì)部含量較少
,不同粗細(xì)的丹參根
,含量存在明顯差異
。肉桂、石菖蒲
、人參等也有此種情況存在
。如果中藥材的個體之間差異較大或各部位比例相差明顯,按GAP研制各項SOP時
,同一地點樣品量應(yīng)多取,以較多樣品粉碎后進(jìn)行各種實驗較為合理
。為保證所采樣品均勻一致和可重復(fù)性
,必須做到樣品采集、采后處理及分析測試等一系列條件(操作)的規(guī)范
、準(zhǔn)確、可比

最后

,在按GAP進(jìn)行中藥材品種的各項管理規(guī)定和SOP制定中
,中藥材質(zhì)量優(yōu)劣是評價SOP水平的重要指標(biāo)之一,但不是唯一評價SOP規(guī)程好壞的指標(biāo)
,不能以中藥材產(chǎn)品有效成分含量高低作為評價的唯一標(biāo)準(zhǔn)
。按GAP生產(chǎn)中藥材的主要目的是使中藥材品質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定且質(zhì)量可控
,即減小有效成分(或組分)含量的波動范圍
,使中藥材研究結(jié)果之間存在可比較性和溯源性。為了達(dá)到這個目的
,企業(yè)管理的規(guī)范化才是最重要的因素

藥用植物的產(chǎn)量構(gòu)成和品質(zhì)的形成是如何的

(陳瑛)

一、藥用植物產(chǎn)量構(gòu)成的特性

從生理角度看

,所有作物的干物重量中
,有90—95%是通過光合作用形成的,只有5—10%是由根吸收的礦質(zhì)營養(yǎng)所形成
。因此,藥用植物的產(chǎn)量構(gòu)成主要來源于光合作用
,來源于生育期間可能接受的光能
。藥用植物在它一生中由光合作用形成的全部干物產(chǎn)量
,叫做“生物產(chǎn)量”
,其中并不都能藥用
,只有藥用部位的產(chǎn)量才是人們所需要的
,稱之為“經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量”
。如山茱萸的萸肉,黨參
、黃芪的根等。在大多數(shù)情況下
,生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量之間
,有一定的比例。我們稱為經(jīng)濟(jì)系數(shù)K(或稱相對生產(chǎn)率)
。K=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量+生物產(chǎn)量x100%。一般來說
,生物產(chǎn)量高
,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量也高
;生物產(chǎn)量低
,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量也低。而經(jīng)濟(jì)系數(shù)(K)越高說明植物體的利用越經(jīng)濟(jì)
。藥用植物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)隨藥用部位不同而異,如藥用部位是根
、葉
、全草等營養(yǎng)器官
,它們形成的過程比較簡單
,經(jīng)濟(jì)系數(shù)較高,如薯蕷類
、根類藥材,經(jīng)濟(jì)系數(shù)可達(dá)50—70%
,全草類藥材接近100%
。而收獲種子
、果實的藥用植物
,其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成,要經(jīng)過有性器官的分化發(fā)育,有機(jī)物質(zhì)要經(jīng)過復(fù)雜的運轉(zhuǎn)
,同時,這段時間內(nèi)又易遭受環(huán)境條件變化的影響
,所以經(jīng)濟(jì)系數(shù)較低
,象番紅花藥用部位為花的柱頭
,則經(jīng)濟(jì)系數(shù)更低了
。另外,經(jīng)濟(jì)系數(shù)還與人們綜合利用的水平及其內(nèi)含的有效化學(xué)物質(zhì)有關(guān)
。如薄荷葉子中含有揮發(fā)油,其揮發(fā)油含量的高低與栽培技術(shù)措施有關(guān)
,不能僅從葉
、莖的產(chǎn)量上決定經(jīng)濟(jì)系數(shù)
,還要看揮發(fā)油中薄荷腦的含量與質(zhì)量
。特別是一些制藥工業(yè)原料植物,它們的內(nèi)含物多少與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的高低有著不可分割的聯(lián)系
。因此,藥用植物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量
,還包含產(chǎn)品質(zhì)量的含義。

藥用植物的產(chǎn)量(經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量)是由單株的產(chǎn)量和單位面積上的株數(shù)兩個因素構(gòu)成的

。由于藥用植物種類不同,其構(gòu)成產(chǎn)量的因素也有所不同(表4—6)

表4—6 各類藥用植物單位面積產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表4—6看出

,單位面積上株數(shù)愈多
,單株產(chǎn)品數(shù)量愈多
,重量愈重,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量就愈高
。但藥用植物作為栽培的群體
,在一定栽培條件下,構(gòu)成產(chǎn)量的各因素之間存在著一定程度的矛盾
。如單位面積上株數(shù)增加至一定程度,每株的產(chǎn)品器官的數(shù)量和重量就有減少的趨勢。這是因為作物的群體是由各個體構(gòu)成的
,當(dāng)單位面積上密度增加時
,各個體所占的營養(yǎng)面積(包括空間)就減少了
。個體的生物產(chǎn)量就有所削減
,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量也必然減少。但單株產(chǎn)量低不等于最后的產(chǎn)量就低
,栽培的目的是要求單位面積株數(shù)×單株產(chǎn)品器官數(shù)×單個產(chǎn)品器官重量(即總產(chǎn)量)達(dá)最大數(shù)值。以上三個產(chǎn)量構(gòu)成因素隨不同作物不同生產(chǎn)條件而異
,有時是其中一個或兩個因素較好
,也有三個因素同時得到發(fā)展的
。研究這些因素的形成過程和相互之間的關(guān)系
,以及影響這些因素的條件,并采取相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施
,滿足藥用植物高產(chǎn)的生理需要,這就是本書的重要內(nèi)容之一
。例如濕生栽培薏苡(丁家宜
,1979),其豐產(chǎn)技術(shù)措施是:(1)濕生促苗
,促使苗齊苗壯,全田莖蘗達(dá)預(yù)期數(shù)目以后
,排水干田
,以控制無效分蘗
。(2)有水孕穗
,足水抽穗,并追施速效氮肥
,以增加每株穗數(shù),每穗粒數(shù)
。(3)灌漿成熟期以濕為主
,干濕結(jié)合,并適施化肥增加粒重
。采取以上措施
,薏苡比旱田栽培增產(chǎn)達(dá)5—10倍。

、藥用植物產(chǎn)量形成的源和庫

要想獲得較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,首先必須有較多的光合產(chǎn)物

,好比是“源”頭
;其次要考慮植物體內(nèi)物質(zhì)的消耗、運轉(zhuǎn)與分配
,要減少消耗,盡多地將光合產(chǎn)物運轉(zhuǎn)到藥用部位也即“產(chǎn)品庫”去
,產(chǎn)量才能提高

(一)“源”的形成

光合產(chǎn)物的形成

,主要依靠光合作用
;決定于藥用植物綠色面積(光合面積)的大小、光合作用的能力(強(qiáng)度)與光合作用時間長短三個方面

1.光合面積

主要是葉面積,與產(chǎn)量關(guān)系最密切

。有些一二年生的藥用植物
,苗期生長緩慢,葉面積很小
,日光大部分漏射在地面上而損失。在生產(chǎn)上用套作以減少這方面的損失
。另外
,采用大粒種子播種
,施用種肥,加強(qiáng)苗期管理
,使幼苗生長健壯
,光合面積
,迅速增加
,起到增產(chǎn)的作用。人參留種田如進(jìn)行稀植
,不收三四年人參結(jié)的種子,只采收五年生植株所結(jié)種子
,并采用疏花疏果、增施磷肥
、待果實充分成熟再采收等措施
,可使種子千粒重由原來大田采種的26—27g增至50—60g
,一年生幼苗平均根重大于0.8g
,比小粒種子的幼苗增重60%。

增加葉面積的主要措施是合理密植

,即根據(jù)當(dāng)?shù)赝临|(zhì)和肥沃程度、肥水和管理水平確定種植密度
,擴(kuò)大單位面積上的葉面積
,以增加光合產(chǎn)量。如穿心蓮栽植密度與產(chǎn)量的關(guān):系見表4—7

表4—7 栽植密度對穿心蓮產(chǎn)量的影響

穿心蓮產(chǎn)量隨栽植密度增加而增加。但也不能過度密植

,雖然在生育初期擴(kuò)大了葉面積而利于光能的吸收
,但由于個體數(shù)增多
,不能得到足夠的營養(yǎng)而長得瘦弱
,另外,株間光照減弱
,光合作用降低,嚴(yán)重時甚至引起植株倒伏
,葉片脫落
,而造成減產(chǎn)。例如過去許多人參場栽人參密度為60—80株/m2
,最密達(dá)100株/m2,失之過密
,葉片相互遮蔽
,光合效率很低
,參根支頭小
,單產(chǎn)低
。目前改為30—40株/m2
,產(chǎn)量和品質(zhì)都有提高(崔德深
,1984)?div id="m50uktp" class="box-center"> ?梢娮魑锏娜后w結(jié)構(gòu)是否合理,對產(chǎn)量影響很大
,群體結(jié)構(gòu)是否合理
,在很大程度上取決于株間光照,而葉面積是影響株間光照最大的因素
,故常以葉面積系數(shù)(或稱葉面積指數(shù))作群體大小的指標(biāo)。葉面積系數(shù)即單位土地面積上的葉面積
。一般情況下
,隨著葉面積系數(shù)的增加,光合同化率增加
,但超過一定范圍,同化率不再增如
,而呼吸消耗仍不斷增加
,故干物質(zhì)生產(chǎn)率(凈同化率)下降(圖4—12)
。葉面積系數(shù)不宜太大
,一般作物的最大葉面積系數(shù)在2.5—5左右,根據(jù)肥水和光照條件確定
。葉片既是光合器官,也是蒸騰器官
,而且葉的生長與維持也必須有一定的肥水供應(yīng)
,故葉面積大小應(yīng)與肥水條件相適應(yīng)。在肥水供應(yīng)不足時
,葉面積系數(shù)不宜過大,在肥水條件較好時
,葉面積易過大而影響光照
,這時應(yīng)根據(jù)光照條件確定葉面積大小
,使既能充分吸收利用光能
,而株間光照又能滿足作物品種本身的需要。另外
,根系大小也是群體結(jié)構(gòu)中必須考慮的一個方面
,它對維持葉片的壽命與功能和促進(jìn)產(chǎn)品器官的發(fā)育
,都有較大的關(guān)系
,豐產(chǎn)的條件之一是根系不早衰。

圖4—12 碳素同化

、呼吸及干物質(zhì)生產(chǎn)率與葉面積指數(shù)的關(guān)系

在作物一生中,群體結(jié)構(gòu)

、葉面積大小不斷地變化
,這一動態(tài)是否合理,對于能否協(xié)調(diào)群體與個體
、地上部與根系
、營養(yǎng)器官與生殖器官
、前期與后期等關(guān)系
,能否獲得足夠的產(chǎn)品器官,影響極大
,必須充分重視。應(yīng)注意下列幾點:

(1)前期葉面積擴(kuò)大應(yīng)較快

,能較多地吸收利用光能
,為后期發(fā)展產(chǎn)品器官打下良好基礎(chǔ)。如近年推廣地黃薄膜育苗移栽
,使產(chǎn)量大幅度增加。

(2)最大葉面積應(yīng)與最適季節(jié)相配合

,以充分利用良好的生育條件
,提高產(chǎn)量,在考慮藥用作物播種期
、栽植期時應(yīng)加注意。

(3)“產(chǎn)品庫”積累期

,葉面積大小與分布應(yīng)合理
,尤其是生育后期
,應(yīng)維持較好的光合性能
,大多數(shù)作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量主要來自貯積階段的光合作用
,而貯備物質(zhì)在最終經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量中所占比重較小。為了高產(chǎn)
,必須有足夠的光合面積和維持較強(qiáng)的光合能力。有些豐產(chǎn)田前期生長良好
,最后產(chǎn)量不高
,主要在于群體結(jié)構(gòu)不合理,后期的光合能力不強(qiáng)
,例如由于葉片分布不當(dāng),降低透光率
,影響株間光照
,前期葉面積偏大,發(fā)生郁閉
,引起中、下部葉片早枯
,根系早死
;由于肥水不當(dāng)
,造成葉片早衰或貪青晚熟
,嚴(yán)重影響產(chǎn)品庫的積累。因此生產(chǎn)上必須對后期的群體結(jié)構(gòu)予以特別注意

2.光合能力(強(qiáng)度)

有機(jī)物的合成主要決定于光合能力

,故光合能力與產(chǎn)量的關(guān)系比其它方面更為密切
。光合能力的強(qiáng)弱一般以光合強(qiáng)度或光合生產(chǎn)率為指標(biāo)
。光合強(qiáng)度通常用單位葉面積在單位時間內(nèi)同化CO2的數(shù)量表示,但測定時直接得到結(jié)果是光合與呼吸之差
,稱凈光合。光合生產(chǎn)率通常用每m2葉面積在較長時間內(nèi)(1晝夜或1周)增加干重的克數(shù)表示
。光合能力隨許多內(nèi)外因素而變化
。內(nèi)因是:

(1)植物的遺傳特性

不同作物、不同品種的植物

,光合能力差異很大。如在強(qiáng)光及其它條件比較適合的情況下,C4植物(非光呼吸型)的凈光合強(qiáng)度比C3植物(光呼吸型)高2—3倍
。不同品種間光合強(qiáng)度差異也很大
,因此應(yīng)注意選育光合強(qiáng)度較強(qiáng)的品種

(2)葉片的狀況

如葉片的角度,各部分的空間配置等

。一般如葉小而近直立
,葉面積上下部分布比較均勻的
,比葉大而平展
,或稍下垂,葉面積集中上部的株間光照好
,對光能利用率高。栽培上采用搭架
、修剪整枝等措施
,調(diào)節(jié)植株各部分的空間配置,改善群體光照條件
,以提高光合效率。

另外

,光合能力也與葉片的年齡
、壽命有關(guān),光合作用強(qiáng)度隨葉齡增加而增加
,達(dá)到最高點后又迅速下降。一般在日照強(qiáng)
,肥水充足時
,葉色濃綠,葉的壽命較長
,光合強(qiáng)度也較高。

(3)物質(zhì)運轉(zhuǎn)的源庫關(guān)系

光合產(chǎn)物由源到庫運轉(zhuǎn)的途徑

、速度及數(shù)量
、庫的大小等也影響藥用植物的光合強(qiáng)度。當(dāng)光合產(chǎn)物運轉(zhuǎn)迅速
,庫容量大時,光合強(qiáng)度即增加
。反之即減弱
。如摘去小麥穗子
,可使旗葉的光合強(qiáng)度降低一半

外因如氣象因子之光

、溫度,肥水管理等

(1)光強(qiáng)度

光強(qiáng)度對光合強(qiáng)度影響很大,雖在正常條件下

,自然光強(qiáng)超過光合的需要
,但在豐產(chǎn)栽培的條件下,常常由于群體偏大而影響通風(fēng)透光
,中下部葉片常因光照不足而影響光合
,并削弱個體的健壯生育
。這時光成為最主要的限制因子
,如不能合理解決這一主要矛盾,產(chǎn)量就上不去
。為了合理調(diào)節(jié)光能的利用,首先必須了解光合對光強(qiáng)的要求
,光補(bǔ)償點和光飽和點分別代表光合對于光強(qiáng)要求的低限與高限
,隨植物種類及其他種種因素而有很大差異。過去認(rèn)為人參為陰性植物
,其實人參是喜光又怕強(qiáng)光直射的半陰性植物(王鐵生,1983)
,其光補(bǔ)償點約為400lx
,光飽和點約為22klx。三七對光也十分敏感
,不同生育期不同年齡的三七對光的要求不同。如在生長前期和后期
,一般要求透光度30—40%
,中期為25—30%
。透光度過大
,三七生長緩慢,植株矮小,葉片蒼老
,葉色變黃,易受灼傷
,提早落棵
。透光度過少,光太弱
,三七莖稈細(xì)高纖弱,葉片薄小
,易感病,產(chǎn)量低

光飽和點高低

,反映了作物對強(qiáng)光的利用情況
,特別是光飽和時的光合強(qiáng)度
,關(guān)系到強(qiáng)光的利用率。一般情況下光能利用率之所以較低
,光飽和是一個重要原因。已知光飽和現(xiàn)象主要受暗反應(yīng)效率限制
,也與“光呼吸”有關(guān)
,二者直接受溫度、光照
、CO2濃度等條件的影響,而與肥水也有間接關(guān)系
,所以通過改善環(huán)境條件和采用適宜的栽培措施
,能在一定程度上提高光飽和點和光飽和時的光合強(qiáng)度。

光補(bǔ)償點高低與弱光下的營養(yǎng)狀況密切相關(guān)

,在補(bǔ)償點條件下光合生產(chǎn)率正好補(bǔ)償呼吸的消耗,沒有多余的有機(jī)養(yǎng)料供繼續(xù)生長之用
,且因夜間沒有光合而仍有呼吸消耗
,結(jié)果入不敷出,不久就會餓死
。所以任何植物都不能在補(bǔ)償點弱光下長期生活。生產(chǎn)上如不問需光量如何而過分密植,常使中
、下部葉片提早枯萎
,削弱個體營養(yǎng)而減產(chǎn)
。因光補(bǔ)償點主要決定于呼吸和光合兩個方面
,喜光植物呼吸較強(qiáng)故光補(bǔ)償點較高,但光合能力也有很大關(guān)系
,例如,當(dāng)葉片漸趨衰老而光合減弱時
,光補(bǔ)償點常見上升
;而當(dāng)溫度適宜、肥水適當(dāng)
、CO2充足時,由于光合能順利進(jìn)行
,因而光補(bǔ)償點可有所下降

生產(chǎn)上根據(jù)作物的需光特性而進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。如人參為喜光又怕強(qiáng)光直射的半陰性作物

,生產(chǎn)上即從不透光不漏雨的全蔭棚發(fā)展至透光漏雨的雙透棚。隨著蔭棚內(nèi)光強(qiáng)度增加
,人參的產(chǎn)量和總皂甙含量均有提高(表4—8)
。如采用合理的種植方式和適當(dāng)?shù)钠柘颍梢愿纳剖芄鈼l件
,提高光能利用率,如薏苡
、桔梗等采用等距離播種法
,利于枝葉充分受光,可顯著增產(chǎn)
。其它如高矮作物間作,加大行距
,縮小株距等
,也都能有效地改善光照條件。

表4—8 不同蔭棚下的光強(qiáng)度與人參產(chǎn)量

、總皂甙含量的關(guān)系(2)二氧化碳

當(dāng)光合作用旺盛時

,作物株間二氧化碳濃度可降至0.02%甚至0.01%,可見在光照和肥水充足
,溫度適宜而光合旺盛期間
,二氧化碳的虧缺常是光合的主要限制因子
,如能人工補(bǔ)充二氧化碳
,就可大大促進(jìn)光合作用,提高產(chǎn)量
,目前主要用于溫室和塑料薄膜栽培。在大田可利用土壤呼吸來補(bǔ)充空氣中的二氧化碳
。有人指出
,適度施肥的土壤每公頃每小時可放出二氧化碳5kg,因此增施有機(jī)肥料和適當(dāng)灌溉(灌溉可增加土壤呼吸4—5倍)
,結(jié)合補(bǔ)充適當(dāng)?shù)⒘?div id="4qifd00" class="flower right">
、鉀化肥
,對促進(jìn)土壤呼吸補(bǔ)充二氧化碳有很大意義

(3)溫度

對光合的影響很大

,大多數(shù)溫帶植物能進(jìn)行光合的最低溫度約為0—2℃
,在10—35℃范圍內(nèi)可以正常進(jìn)行光合
,而最適點約在25℃左右,超過此點
,光合便開始下降,到35℃以上時
,下降更快
,至40—50℃便完全停止(表4—5)。這是因為高溫下呼吸增強(qiáng)得更快
,凈光合迅速減弱的結(jié)果,此外
,高溫下酶加速鈍化及葉綠體受到破壞
,或者引起早衰。如浙貝母引種到北京地區(qū)
,因北京春季很短
,4月份才有春天的氣息,5月入夏
,氣溫升高
,空氣干燥,浙貝母很快進(jìn)入枯萎期
,故產(chǎn)量不如浙江。

(4)肥水

肥水對光合能力有十分重大和多方面的影響

,很多藥用作物
,如穿心蓮、當(dāng)歸
、人參、山藥
、貝母等
,均能因肥水適宜而獲豐產(chǎn)。肥水充足不但能促進(jìn)植株生長
,增加葉面積,并能提高光合能力

當(dāng)作物葉肉內(nèi)水分在接近飽和狀態(tài)時

,光合作用最旺盛,當(dāng)水分虧缺時光合作用即受影響
。當(dāng)葉肉細(xì)胞脫水嚴(yán)重時,引起原生質(zhì)的膠體特性發(fā)生不利變化
,使二氧化碳的擴(kuò)散和酶的活動受抑制
,呼吸和水解過程加強(qiáng),物質(zhì)運轉(zhuǎn)受阻
,光合能力削弱,如果植物過度缺水
,造成葉子萎蔫
,氣孔關(guān)閉,二氧化碳進(jìn)入嚴(yán)重受阻
,甚至使溫度增加,葉綠體受傷害
,呼吸加強(qiáng)
,運轉(zhuǎn)中斷
,光合能力便大大降低。

肥料三要素中氮對光合能力具有最廣泛而強(qiáng)大的支配能力

,磷和鉀通常對光合能力影響不大,但磷在氮素供應(yīng)水平高的情況下
,鉀在氮和磷供應(yīng)水平皆高的情況下各起著限制因素的作用

3.光合時間

其它條件相同時,適當(dāng)延長光合時間

,會增加光合產(chǎn)物,提高產(chǎn)量
。在生長季節(jié)短的地區(qū)及肥水缺乏而易早衰的田塊
,更要注意光合時間問題。

光合時間與內(nèi)外條件有關(guān)

,外界條件如生長季的長短,晝夜的比例等
。有條件時適當(dāng)選用生長期較長的晚熟品種
,一般能增產(chǎn),如薏苡晚熟種比早熟種增產(chǎn)30—50%
。又如洋地黃、顛茄等在北方種植比長江流域種植產(chǎn)量和有效成分含量均高
,原因之一是北方比江
、浙一帶夏季日照時間長
,晴天多,陰雨天少
,陽光充足之故
。栽培技術(shù)上爭取早播,有條件時改春播為秋播或冬播
,延長生長期
。如紅花
、顛茄
、洋地黃等秋播均比春播增產(chǎn)。如秋播有困難時
,由春直播改為早春在保護(hù)地育苗后移栽
。薄荷由晚春栽改為早春栽,產(chǎn)量增加7.88%
,產(chǎn)油量增加58.9%

從作物本身考慮,光合時間與葉片壽命及一天中有效光合時數(shù)有關(guān)

,后期葉子早衰,光合時間減少
,對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量影響甚大
,如人參、西洋參等一年只長一次葉的尤要防止葉斑病的危害
,爭取晚回苗即能顯著增產(chǎn)。

生產(chǎn)上還應(yīng)注意白天有效的光合時數(shù)

,有時由于光照
、肥水和二氧化碳不足,或因溫度過高過低
,使作物不能順利進(jìn)行光合作用,或表現(xiàn)“午休”
,也會減少光合產(chǎn)量
。生產(chǎn)上利用一年多作多收、間套種
、保護(hù)地栽培等措施充分延長光合時間,提高光能利用率
,以達(dá)到增產(chǎn)的目的

(二)“庫”的積累

影響產(chǎn)品庫積累有兩方面的因素,一是作物一生中呼吸消耗

,二是光合產(chǎn)物的運轉(zhuǎn)和分配

1.光合產(chǎn)物的消耗

主要是呼吸消耗,呼吸把有機(jī)物中貯存的能量

,以有效方式轉(zhuǎn)入ATP中
,再用到物質(zhì)合成轉(zhuǎn)化、植物的生長運動等各種耗能的生命活動中去
,此外呼吸過程中還產(chǎn)生具有高度生理活性的中間產(chǎn)物
,是合成許多重要有機(jī)物(蛋白質(zhì)、核酸等)的原材料
。故呼吸是代謝的中心環(huán)節(jié)
,但呼吸過強(qiáng),消耗過多
,對生產(chǎn)也不利。特別是在某些不利條件下
,例如高溫
、干旱和缺乏某些必要的礦質(zhì)元素時,正常的呼吸過程受到破壞
,有機(jī)物大量消耗而不能形成ATP,氧化過程中放出的能量以熱的形式散失
,成了無效呼吸
,應(yīng)注意防止。

要想適當(dāng)減少呼吸消耗

,主要是調(diào)節(jié)溫度。由于呼吸適溫比光合適溫高
,一般植物的呼吸適溫為30—40℃
,光合適溫為25℃左右,因此溫度過高
,呼吸消耗便相對增大。在溫室栽培和溫床育苗中
,冬季以及陰雨天或夜間光合不能順利進(jìn)行時
,尤當(dāng)注意溫度不能太高,以減少呼吸消耗
。目前密植栽培中由于通風(fēng)不良
,夜間散熱較慢
,群體內(nèi)溫度偏高,也對增產(chǎn)不利

、果、葉等器官的不正常脫落
,有時造成大量光合產(chǎn)物的損失
,病蟲害造成的損失更大,應(yīng)注意防止和防治

2.光合產(chǎn)物的運轉(zhuǎn)和分配

用經(jīng)濟(jì)系數(shù)作指標(biāo)

。要想提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)
,使盡量多的光合產(chǎn)物向貯庫集中
,應(yīng)首先使作物有健全的生長,并制造較多的有機(jī)物
。因一般作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)大多隨植株干重的增加而增大
,當(dāng)單株小至某一限度時
,有些作物甚至不能產(chǎn)生產(chǎn)品器官
,所以肥水不足生長衰弱,或過度密植而影響個體健全生育時
,都會使經(jīng)濟(jì)系數(shù)變小
。其次則應(yīng)使有較多的有機(jī)物運轉(zhuǎn)到產(chǎn)品庫中去,栽培上要注意適當(dāng)施肥灌水和合理密植
,如肥水過多引起徒長
,或過度密植都會降低經(jīng)濟(jì)系數(shù)。另外花果類藥材如金銀花
、山茱萸等通過合理修剪整枝
,根類藥材摘花疏果均有利于光合產(chǎn)物向產(chǎn)品庫運轉(zhuǎn),提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量
。如三七經(jīng)摘花薹后塊根產(chǎn)量提高1.2—1.4倍
。另外,因有機(jī)養(yǎng)料總是較多地運到生長素較豐富的部分
,故可以噴生長激素來提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量
。據(jù)R.C.Bhagar1969年報道,噴射IAA100ppm于除蟲菊(Chrysanthemum cinerariaefolium Vis)花上
,能顯著增加除蟲菊酯類的含量
,而噴射NAA100ppm則增加花的產(chǎn)量。噴矮壯素(Cycocel)100ppm能降低八棱絲瓜的植株高度
,并增加雌花數(shù)目
,使每株果實平均數(shù)量超過未經(jīng)處理的對照組(A.Patnaik,1974)
。其它栽培措施如苗期蹲苗
,根際培土,環(huán)割,防止或減輕干熱風(fēng)及病蟲害危害等
,均能調(diào)節(jié)生育
,促進(jìn)產(chǎn)品器官發(fā)達(dá)
,增大經(jīng)濟(jì)系數(shù)

總之,藥用植物栽培也如工廠生產(chǎn)一樣

,要開源節(jié)流
,才能增加產(chǎn)量

、藥用植物品質(zhì)的形成

栽培藥用植物,除了要求產(chǎn)量高以外

,還必須注意藥材的品質(zhì)
,因藥材品質(zhì)好壞直接影響臨床療效
。所謂品質(zhì)好
,首先應(yīng)經(jīng)鑒定為正品,并應(yīng)符合國家藥典的標(biāo)準(zhǔn)或達(dá)到一定的質(zhì)量檢驗指標(biāo)
,如有效成分含量或其它性狀不符合標(biāo)準(zhǔn)
,也視為劣品
,甚至不得入藥

藥用植物產(chǎn)品的品質(zhì),應(yīng)有兩方面含義:一是指產(chǎn)品的色澤

、形態(tài)性狀
、質(zhì)地及氣味等傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),一是指產(chǎn)品的內(nèi)含物(有效成分的組成和有毒物質(zhì)含量)

盡管藥用植物的產(chǎn)品器官多種多樣,有效成分的種類千差萬別

,有機(jī)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜
,有多種生物堿、苷類
、萜、激素類……多種化合物
。但它們的產(chǎn)量構(gòu)成與品質(zhì)形成
,歸根結(jié)蒂,主要來源于光合作用產(chǎn)物的積累
、轉(zhuǎn)化及分配
,通過植物適宜的生長發(fā)育和代謝活動
,以及其他生理生化過程來實現(xiàn)
。而每種植物體內(nèi)所以能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合物,都有它獨特的生物合成途徑
。它們主要是由植物體光合初生代謝產(chǎn)物(碳水化合物
、氨基酸
、脂肪酸等)作為最基本的結(jié)構(gòu)單位
,通過體內(nèi)一系列酶的作用,完成其代謝活動
,從而使光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化
,形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一系列次生代謝產(chǎn)物
,也就是栽培產(chǎn)品器官的內(nèi)含物有效成分

從植物的代謝類型來分可分為碳水化合物類與蛋白質(zhì)兩類。也就是相對形成碳水化合物類復(fù)合體為主和相對形成蛋白質(zhì)類為主的兩種類型

。含鞣質(zhì)(單寧)
、油脂
、樹脂及樹膠等植物多屬于碳水化合物的代謝類型
;含生物堿的植物多屬于蛋白質(zhì)類的代謝類型。如碳水化合物代謝類型的類萜(terpenoid)是植物界中廣泛存在的一種次生物質(zhì)
,是由異戊二烯(isoprene)組成
。根據(jù)異戊二烯數(shù)目有單萜
、倍半萜
、雙萜、三萜
、四萜
、多萜之分。單萜
、倍半萜很多是揮發(fā)油,如檸檬醛
、薄荷醇等
。分子量增高,就成為樹脂、胡蘿卜素等較復(fù)雜化合物
,而橡膠、杜仲膠等多萜則為高分子化合物
。植物體內(nèi)形成萜類的前體是焦磷酸異戊烯脂
。它是由乙酸經(jīng)甲戊二羥酸而生成的,其生成途徑如圖4—13所示

圖4—13 類萜的生物合成

屬于蛋白質(zhì)類代謝類型的如存在于顛茄屬

、曼陀羅屬和天仙子屬植物中的天仙子胺
,是由莨菪堿(tropine)和托品酸(tropicacid)兩部分組成
。莨菪堿是由鳥氨酸和乙酸為原料合成的,而托品酸則是由苯丙氨酸為原料合成的
,其合成途徑如圖4—14

圖4—14 天仙子胺的生物合成

因此

,品質(zhì)形成的實質(zhì)
,是決定于植物體的某種代謝途徑。但植物體內(nèi)的代謝活動都受控于酶
,也就是由個體的遺傳信息
,通過轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯制成的酶來決定其代謝途徑與能力的。從而使植物體同化外界條件滿足生活的需要
,完成其生活周期,并形成一系列代謝產(chǎn)物
。在這過程中與周圍環(huán)境條件有著密切的關(guān)系
,當(dāng)環(huán)境因素發(fā)生變化,即影響酶的形成和活力
,進(jìn)而影響代謝途徑
,影響產(chǎn)品的品質(zhì)
。故栽培上可以根據(jù)植物不同的代謝類型
,用人為的方法選擇和創(chuàng)造適合某種類型的條件,來加速某種代謝類型的植物體中有效成分的形成和轉(zhuǎn)化的過程
。例如對碳水化合物類型的植物
,加強(qiáng)磷
、鉀營養(yǎng)和給植物創(chuàng)造潮濕環(huán)境等
,就可以促進(jìn)植物體內(nèi)碳水化合物的代謝過程
,提高油脂、鞣質(zhì)
、樹脂等物質(zhì)的累積量等
。對蛋白質(zhì)類型的植物
,采用合理地
、適時地加強(qiáng)氮素營養(yǎng)和給植物以干旱條件等措施
,就可以促進(jìn)植物體內(nèi)蛋白質(zhì)和氨基酸的轉(zhuǎn)化
,從而加速生物堿在植物體內(nèi)的積累過程。

、影響品質(zhì)形成的因素

(一)影響藥材的色澤、形狀

、質(zhì)地和氣味的因素

藥用植物的色澤

、形狀、質(zhì)地和氣味與其它性狀一樣
,也是由不同藥用植物種類
、品種的遺傳性和外界環(huán)境條件所決定
。通過觀察藥材外形
,可以辨別藥材質(zhì)量的好壞。內(nèi)蒙古甘草皮色棕紅色
,質(zhì)量好
,新疆甘草多帶堿皮
,質(zhì)量次
。又如由于藥材的結(jié)構(gòu)和內(nèi)含物不同,藥材的性質(zhì)
、顏色
、斷面、紋理也不一樣
。如由于何首烏塊根中皮層薄壁細(xì)胞恢復(fù)分生能力而產(chǎn)生異常形成層圈,向圈外分生韌皮部
,向圈內(nèi)分生木質(zhì)部
,使塊根不斷加粗,在何首烏橫斷面上就出現(xiàn)了“云錦花紋”
。又如觀察蒼術(shù)
、白術(shù)
、木香斷面的朱砂點,可以推斷其油室的形成

栽培地的環(huán)境條件對藥用植物品質(zhì)的影響很大。如海拔高度的影響

,當(dāng)歸在甘肅岷縣一帶
,栽培在海拔2000—2400m地區(qū),云南麗江在海拔2600—2800m地區(qū)
,產(chǎn)量與質(zhì)量最好
,海拔太低氣溫高
,產(chǎn)量降低
,當(dāng)歸主根變小,須根增多
,肉質(zhì)差
,氣味不濃
。在海拔太高處產(chǎn)量也降低
,干鮮比降低。又如云木香主產(chǎn)云南麗江
、維西等縣
,海拔為2700—3300m,當(dāng)引種到海拔2000m以下較熱地區(qū)時
,生長較差
,根質(zhì)地疏松,容易木質(zhì)化
,油分少,產(chǎn)量低
。很多根類藥材受土壤類型和質(zhì)地的影響
,一般適宜種植在肥沃疏松的砂質(zhì)壤土上。如在黑麻土上生長的當(dāng)歸比在黃土
、紅土上生長的當(dāng)歸氣味濃
,但干鮮比比黃土、紅土生長的低
,要4—5kg才干1kg。大黃以砂質(zhì)壤土為好
,粘土不易栽種
,但過于疏松的土壤種植后根分叉多
,質(zhì)地疏松,品質(zhì)不好
。其它如云木香、牛膝等也有同樣的報道
。山藥在稍為粘重的土壤只要不積水
,也能生長,而且肉質(zhì)緊密
,品質(zhì)好
,但產(chǎn)量較低
,過分粘重的土壤則不宜栽種
。肉桂生長在壤土上時桂皮柔軟
,有油分
,質(zhì)量優(yōu),在砂礫地生長的則桂皮硬
,質(zhì)量差。

藥用植物生長期間的其它生態(tài)條件

,對藥材品質(zhì)也很重要
,如廣藿香苗期喜陰,成株則可在全光照下生長
,在全光照下的廣藿香其莖葉粗壯
,質(zhì)厚,產(chǎn)量和含油率都比蔭蔽下的為高
。薄荷也是在陽光充足時葉片肥厚,質(zhì)量高
,而雨水多時植株徒長
,葉片薄,下部容易落葉
。其它如栽種深度對藥材質(zhì)量也有影響
,川芎高產(chǎn)的重要措施之一是淺種
。深種會阻礙根莖發(fā)育
,延胡索栽種深度要適宜,淺栽時塊莖長得較大
,但長的個數(shù)少
,產(chǎn)量低
,栽種過深影響出苗
,收獲時不易收凈
,也難高產(chǎn)。

多年生藥材的品質(zhì)與種植年限關(guān)系很大

。如黃芪的根
,一般以6—7年

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