引种驯化的步骤和方法有哪些?
1.准备阶段
调查引进的物种。药用植物有很多种。据我们所知,中国大约有5000种药用植物,居世界第一。其中苔藓植物近50种,蕨类植物400种,裸子植物60种,双子叶植物3500多种,单子叶植物700多种。这些药用植物广泛分布于我国各地,因此各地区名称不统一,经常出现“异物同名”和“异名同物”的混淆。“同名异物”是指一种药物来源于一个以上的物种,甚至多达二三十种不同的植物,不包括相似的物种,如大黄、甘草等。再比如穿心莲,又名元素莲,是一种清热解毒药。用于治疗扁桃体炎、肺炎、肠胃炎等。它属于爵床科,但四川有一种剧毒植物,也叫元素莲。浙江种植成功的人参属于马齿苋科的高丽参属,部分地区称为高丽参。“同物异名”是指同一物种在不同地区作为两种或两种以上中药材使用。比如玄参科的北茵陈,是一种作为中草药使用的中草药,但在很多地区也作为中草药使用。这样的例子很多。就四五百种中药来说,有品种问题的大概有200种。所以在引种前一定要进行详细的调查研究,准确的鉴定。同时,同种植物、野生植物仍应归入种内(表2-2),并应调查其特征和特性;为了培育植物,要注意各种农家品种(如地黄、黑小英、金状元等)的特性和特点。)和克隆,从而使引进工作有目的性,事半功倍。
表2-2植物物种内所有等级的分类
2.掌握介绍所必需的信息。
(1)掌握和了解药用植物生长地的自然条件。
在引种药用植物时,首先要了解其产地和引种地的气候、土壤、地形等条件,进行比较,以便采取措施。应特别注意气候条件。
中国地跨热带、亚热带和温带(暖温带和寒温带),气候带之间的气候差异主要是温度,其次是湿度条件。在热带地区,由于高温高湿,药用植物常年生长(表2-3)。
表2-3热带地区四季温度和湿度的变化
表2-4亚热带季节温度和湿度的变化
表2-5暖温带地区四季温度和湿度的变化
暖温带≥10℃的活动积温在3200℃~ 4500℃之间,是温带和亚热带的过渡带。夏季气温很高(30-40℃),暖温带和亚热带几乎没有明显区别。因此,对热量要求较高的一年生热带或亚热带药用植物,如澳洲茄子、蓖麻、罗勒、决明、望江南等都能生长良好。但冬季寒冷,最高冷月温度在-14-0℃之间,无霜期为5.5-8.5个月,≥10℃持续时间为5-7个月。有季节性冻土,但冻土时间不长,厚度约为1m。
对于植物的生长发育,不仅要考虑温度条件,还要考虑湿度条件(包括降雨量等。)和湿度条件在四季的分布。
湿度主要取决于离海洋的距离。因此,从中国综合自然区划图来看,湿度自东向西逐渐降低,并根据湿度情况,在同一气候区内划分为带,即湿润带、半湿润带、干旱带和半干旱带。因此,引种工作者应了解和掌握中国综合自然区划中各自然区的气候和土壤特征。比如综合自然区划,北京北部的药用植物(温带和寒温带)引种到北京一般都能长得很好,因为北京的气温比原产地高。京西的药用植物,传入北京后一般容易成活。因为西部气候的温湿度条件不如北京,北京有一个特点就是雨水集中在7-8月,所以要注意排水。北京可以引进暖温带和亚热带分界线以北的药用植物。但是,这一分界线以南地区的药用植物不一定完全适合在北京引种。有些是不喜温的,有些是一年生的,有些根深(块茎和根茎)的药用植物在北京也可以引种,比如山药,埋得很深,冬天在冻土层下也能越冬。从上面可以看出,引种工作者熟悉植物生长区和拟引种地区的自然条件是非常必要的。
(2)了解和熟悉药用植物的生物学和生态学特性。
每一种药用植物都有自己的特点,也就是说,在不同的生长发育阶段,都有自己的生长发育规律和对生态条件的不同要求。因此,了解和熟悉各种药用植物的特性和环境条件是保证引种成功的重要因素。
过去一些地区引种时,由于不熟悉药用植物的生物学和生态学特性,有很多经验和教训。比如天麻和蜜环菌的关系,过去不知道,多年引种不成功;穿心莲解决了光周期问题,引种北方成功。再比如上海从四川引进的冬花(Tussilago Farfara L .),由于不了解冬花喜湿的特性,在上海奉贤、浦东等地栽培,结果冬花全部枯死,而陕西省华阴县则因给植物适当遮荫而得以存活。五味子开始露天直接播撒,大部分不出苗或出苗后死亡。后来又掌握了五味子喜潮湿、幼苗需遮荫的生态特点和种子萌发的特性,改进了育苗方法,获得了成功。还有一些种是生长在高山上的,比如木香,在原产国可以露天生长。但由于植物长期生活在高山寒冷、多雾、潮湿的环境中,引种到北方干燥炎热的地方,大多无法在露天生存,需要遮荫。其他如白鲜皮、升麻、铃兰等。
(3)了解药用植物的分布。
天然分布区广的药用植物适应性强,如沙参、桔梗、薄荷、穿龙薯蓣、紫菀、墨旱莲、地锦草等。有些物种分布在中国从南到北,甚至在非洲,这些植物很容易相互传入或在野外种植。
自然分布狭窄的药用植物,尤其是热带特征强烈的药用植物,对温度条件要求严格,如非洲的没药,要求干热条件。我们国家大多没有这样的自然条件,很难引进成功。即使能存活,也很难产生树脂。番泻叶需要干热的沙漠气候(非洲40-48℃)。在我国缺乏高温干热的地区引种时,容易发生病害,死亡非常严重。
热带潮湿地区的药用植物,如丁香、肉豆蔻、胡黄连等也很难引种成功。
还有一些药用植物,在平面上分布广泛,但在垂直分布上有明显的界限。比如马尾松分布在长江中下游,对海拔高度非常敏感。江西庐山马尾松生长不超过600m海拔,这类药用植物从平地引种到高山有一定难度,有必要研究引种技术。
总之,在引种驯化过程中,有的物种适应性强,引种容易成功,有的物种适应性差。因此,有必要通过调查访问、查阅相关资料,根据其主要生物学特性采取必要的措施,以达到引种驯化的预期目的。
3.制定介绍计划
根据调查获得的材料和引种过程中存在的主要问题,如南药北移的越冬问题、高山植物在北方的越夏问题、当归的抽薹问题、繁殖相关问题等,制定引种方案,并提出解决上述问题的具体步骤和途径。
(2)引种驯化的基本方法
一般称为驯化,使一种植物在自然分布区,即在相同的气候环境中生长繁殖。如果一种植物生长在完全不同的气候条件下,通过人工的方法逐渐适应这种新的气候条件,它就会在这种新的地区生长繁殖。这种情况叫做气候驯化。
对气候驯化的正确理解应该是植物对新的生活条件的积极适应,也就是说,植物被迫同化到新的生活条件中去,在新的环境中生存,这种新的生活条件成为其后代生长发育的必要条件。因此,辩证地认识植物与环境的关系,就可以无休止地利用科学实验来研究外界环境条件对植物生命活动的影响和植物体内有效物质的代谢过程,从而驯化植物,提高植物的产量和品质。
引种驯化的方法主要分为简单引种和复杂引种:
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在同一气候带(如温带、亚热带、热带),或差异不大的情况下,这种方法称为简单引种法或直接引种法。比如新疆和北京在地理位置上相距甚远,但在气候上却都属于温带。前者属于暖温带干旱区,后者属于暖温带半湿润区。两地温度条件相差不大,但湿度条件不同。比如北京种植的药用植物,只要符合它的湿度条件就可以生长。从新疆到北京,可以采用直接引种的方法,如艾蒿、甘草、伊比利亚等。又如南药从越南、印度尼西亚、加纳等热带地区传入我国海南岛和台湾省,或通过简单的引种方法,如引种丁香、古柯、胖大海等。一般来说,同一气候带的相互引种,不需要植物的阶段性驯化就可以完成,所以也叫简单移植。
(1)不需要经过驯化阶段,但需要为植物创造一定的条件,也可以采用直接引种。如牛膝、牡丹皮、商陆、洋地黄、玄参等。冬天可以简单穿衣或覆土防寒过冬;其他药用植物,如印楝、泡桐,前两年可在室内或地窖中避寒,第三、四年可在露地栽培。
(2)控制植物的生长发育。穿心莲调节光照时数使其在北方结果,藏红花控制芽数,增加块茎。
(3)将南方高山和亚高山地区的药用植物引入北方低海拔地区;反之,从北方低海拔地区引种到南方高山或亚高山地区,可采用直接引种法。如云木香在云南未夕3000m高山地区栽培,直接引种到北京低海拔(50m)地区;三七从海拔1500米的广西和云南引种到海拔500—600米的江西。人参从吉林省海拔300—500米成功引种到四川金佛山(海拔1700—2100米)和江西庐山(海拔1300米)。
(4)将一些不同气候带(如亚热带、热带)的药用植物引入北温带。多年生植物可作为一年生植物栽培,也可采用直接引种的方法,如穿心莲、龙葵、姜黄、肾茶、蓖麻等。,在中国温带地区广泛栽培。
(5)一些不同气候带(如亚热带、热带)的根茎类药用植物,也可以通过深植的方式引种成功。同样,这种方法也可以用来介绍热带到亚热带地区。例如三角叶薯蓣、细茎薯蓣等。被引进,它们的根深深地种在冻土下,以便在中国北方安全越冬。
此外,当归是从黑龙江省的甘肃引进的。播种后,当年长势良好,但没能熬过冬天。他们冬天用地窖贮藏的方法,第二年春天种植,秋天入药。这也是一种简单的介绍方法。
(6)用栽培技术调整播期,以适应植物发育的需要。如1957年从国外引进黄草(红毛蕨)作为强心药物,其作用与绿旋孢菌相似。春天在北京播种时,当年未能开花结果,冬天就死了。通过观察发现夏季高温不适宜植物生长,发现黄草抽穗前需要一定的低温,采用晚秋播使引种成功(图2-65438+)
图2—春播黄草1一年生中部叶簇的生长动态。
从图2-1和表2-6可以看出,3-5月播种虽然能发芽生长,但夏季高温死亡严重,冬季前不开花,冬季全部死亡;9月播种后,冬季苗还小,不好越冬;8月播种,幼苗出土后,9月-165438+10月气温较低,适宜植物生长。此时植株生长迅速,越冬性好,第二年春季正常开花结果,全草产量和红霉素碱含量高(表2-7)。
表2-6播期与黄草开花结实的关系
表2-7播期对黄草产量和糖苷含量的影响(7)通过组织培养加速种苗繁殖,是药用植物引种由野生向家养转变的重要新途径。比如铁皮石斛,利用组织培养,通过工业化生产,从野生变为人工。
(8)利用秋季遮蔽植物的方法,使植物提前做好越冬准备。此外,秋季还可以增加磷钾肥的施用量,增强植物的抗寒能力。
总之,上面的一些方法属于简单引种法的范畴,不需要驯化就可以成功引种。多年来,我国用直接引种法进行了大量的引种工作,取得了很大的成绩,但这并不意味着植物本身不发生任何变异。事实上,在引种实践中,多种药用植物被引入一个新的区域,植物的变异不仅限于生理,在外部形态上也有显著表现,尤其是草本植物。比如Scopolia lurida,是从青海高原或者西藏高寒地区引种到河北的,它的地上部分几乎成了匍匐状,就是一个很好的例子。
2.复杂引入方法
复合引种法又称地理分期法,用于在气候差异较大的地区引种不同气候带的药用植物。如热带和南亚热带地区的萝芙木,经海南、粤北逐渐驯化,移至浙江、福建定居;槟榔从热带气候逐渐引种驯化到广东大陆栽培。
(1)在两地条件相差不大或略超出植物适应性的地区,往往采用多代选择苗(播种获得的苗),即在引种区进行连续播种,选择抗寒性强的植物进行引种繁殖。如洋地黄和苦楝。
(2)分步驯化法将拟引种的药用植物分阶段移至拟引种地区,称为分步驯化法,常用于南药北移。但是,这种方法耗时较长,很少使用(图2-2)。
图2-2逐步引种驯化示意图
在引进一些重点南药时,可以进行大合作,利用邻近地区药用植物引种试种获得的成功经验和种子进行引种,也可以达到驯化北移的目的。而且通过群众的广泛介绍和经验交流,达到多、快、好、少的目的。例如,三七曾经在广西和云南的少数地区种植(或野生)。1958年,国务院发布中药材生产的指示,全国各地广泛引种种植三七。三七在江西、四川等地引种成功,极大地促进了三七向北方的引种。目前河北省南部地区已引种成功。
此外,还可以通过杂交改变植物的习性来引种驯化植物。目前,对药用植物的研究很少。
(唐福普、刘、朱)