药用植物和光

第二节光与药用植物生态

一、光照强度二、光质三、光周期药用植物和光第1页一、光强对药用植物生态作用（一）植物对光能利用光合作用：绿色植物吸收阳光能量，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气过程。药用植物和光第2页依据碳同化过程中最初产物所含碳原子数目以及碳代谢特点，将碳同化路径分为三类：C3路径（戊糖磷酸路径、卡尔文循环）C4路径（二羧酸路径）CAM路径（景天科酸代谢路径）药用植物和光第3页（二）光照强度对药用植物生态作用1、光照与植物黄化现象植物组织中叶绿素必须在一定光强条件下才能形成，假如光强不足，不能形成叶绿素，但能形成胡萝卜素和叶黄素。黄化植物：叶片小，茎细长软弱，节间伸长，茎表面呈淡黄色。细胞壁薄，机械组织和维管束分化差，其植株柔嫩多汁。植物种植过密，株间郁闭，会造成茎杆纤细，节间过长，易倒伏。药用植物和光第4页2、光赔偿点、光饱和点与植物生态类型光饱和现象：光合作用随光强增加而加强，当光照增加到一定强度时，光合速率不再增加现象。光饱和点：刚才到达光饱和现象时光照强度。光赔偿点：光合作用合成有机物与呼吸作用消耗有机物相等时光照强度。不一样植物光赔偿点和饱和点都不一样

C4植物：在自然光下不出现光饱和现象。C3植物：光饱和点较低，甚至在强光下光合作用性能还会降低，如一些乔木幼苗、生长在密林下草本等。药用植物和光第5页3、光强对植物繁殖影响（1）光强对花影响在完成光周期诱导和花芽开始分化基础上，光照时间越长，强度越大，形成有机物越多，越有利于花发育。如：花期连续遇阴天，日照不足，花发育不良，数量降低。药用植物和光第6页（2）光强对果实影响：糖量、色泽、气味①光照有利于果实成熟，增加甜味，提升产量。②光照可改进果实品质药用植物和光第7页水果套袋：能够使果实着色均匀，袋内温度提升有利于糖积累，同时可有效防治病虫害。药用植物和光第8页③水果香味为酯类，形成酯类与光照等因素相关。光照影响植物体内糖类形成，生产糖在满足呼吸作用需要还有剩下时，糖类积累深入形成酯类物质，从而产生了水果芳香。如：菠萝、苹果香味主要起源是乙酸乙酯。药用植物和光第9页（三）药用植物对光照强度适应生态类型1、植物对光强度适应生态类型

（1）阳性植物：对光要求比较高，只能在足够光照条件下才能正常生长，在荫蔽和弱光条件下生长发育不良植物。特点：阳性植物光赔偿点（500～1000lx）和光饱和点(0~25000lx)比较高。

如：山地植物雪莲花、红景天、蒲公英等。荒漠草原植物麻黄、甘草、肉苁蓉等。药用植物和光第10页红景天：地下块根及根茎入药，抗衰老,抗缺氧、抗疲劳,抗辐射,抗肿瘤、抗病毒,增强脑机能,改进心肌功效。

麻黄：发汗散寒，宣肺平喘，利水消肿。药用植物和光第11页（2）阴性植物：在相对较弱光照条件下比强光下生长发育健壮植物。特点：阴性植物光赔偿点（100lx）和饱和点（5000~10000lx）都较低。如：人参、三七、黄连、天南星、连钱草等连钱草：又名雷公根，清热解毒，利湿消肿。

三七：以根、根状茎入药，止血化瘀、消肿止痛药用植物和光第12页（3）耐阴植物：对光照含有较广适应能力，对光照需要处于阳性植物和阴性植物之间。

如：侧柏、胡桃、桔梗、党参、沙参、肉桂等。黄精：以根茎入药。含有补气养阴，健脾，润肺，益肾功效。

桔梗：根可用药，宣肺利咽，祛痰排脓。用于咳嗽痰多，胸闷不畅，咽痛，音哑，肺痈吐脓，疮疡脓成不溃。药用植物和光第13页类短生植物：因为生长于林下，但本身对光照强度有较高要求。在早春乔木未发叶时迅速生长发育，开花结果，在乔木枝叶茂盛前完成其生活史。如绵枣儿、顶冰花。药用植物和光第14页2、阳性植物和阴性植物区分（1）生长状态区分（2）茎区分（3）叶形态区分（4）生理区分药用植物和光第15页（1）生长状态区分树枝、叶、树皮药用植物和光第16页（2）茎区分阳性植物茎较粗，节间较短，分支多。茎细胞体积较小，细胞壁厚，木质部和机械组织发达，维管束数目多。阴性植物茎细长，节间较长，分支较少。细胞体积较大，细胞壁薄，木质化程度低，机械组织不发达，维管束数目较少。药用植物和光第17页（3）叶形态区分

阳性植物：叶片较小而较厚，表面角质较厚。

细胞较小，细胞壁较厚，排列紧密，细胞间隙小，单位面积上气孔通常较密。叶肉细胞分化强烈，栅栏组织较发达，海绵组织不发达。阴性植物与之相反药用植物和光第18页

同一植物上着生于不一样受光部位叶片，形态结构也会表现出阳性叶和阴性叶不一样特征——叶片适光变态。阳性植物叶常与直射光成一定角度排列，而阴性植物叶片镶嵌排列在同一平面上，以充分利用阳光。菱：长在水面上较宽大，且叶柄长短不一样，不会相互重合；长在水中呈羽毛状。药用植物和光第19页阳性植物：光赔偿点高，耐阴力弱，有较强呼吸作用和蒸腾作用，细胞液浓度高，渗透压较高，抗高温、干旱能力强。阴性植物：光赔偿点和饱和点较低，呼吸作用和蒸腾作用较弱，细胞液浓度低，渗透压低，抗高温、干旱能力较弱。植物类型叶绿体含量叶绿体a/b叶绿体位置阳性植物较少较大与入射光平行(光强）阴性植物较多较小与光照方向垂直（弱光）（4）生理区分

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光强对植物生态利用：光生态是药用植物合理栽培、间作套种、引种驯化等主要依据。引种时考虑原产地和引种地之间光照条件差异；植物不一样年纪对光需求差异；种植时还应注意不一样季节光照强度。如：栽培三七，必须要搭棚遮阴栽种；茎皮类药品应适当密植，降低分枝，使茎粗大药用植物和光第21页（四）光强对药用植物分布影响水生植物

赔偿深度：光照随水深度增加减弱很快，光合作用减弱到呼吸消耗量平衡时水深。赔偿深度也就是水体中光合植物垂直分布下限。与水质相关，不一样区域有所不一样。陆地植物阳性植物多生长于原野、草原、沙漠等地，先锋植物多为阳性植物。阴性植物多生长在阴暗潮湿生境。耐阴植物分布较广。

药用植物和光第22页光照强度普通用日照时数来表示。我国日照时数与太阳总辐射量分布相同。

药用植物和光第23页苍术分布：白术：安徽、浙江等地800m以上林下阴凉地；北苍术：华北等地向阳干燥山坡。健脾益气，燥湿利水，止汗，安胎燥湿健脾，袪风，散寒，明目药用植物和光第24页二、光质对药用植物生态作用通常情况下，绿色植物只有处于可见光大部分波长组合中才能正常生长。植物干重增加也是在全光谱日光下最大。

不一样波长光对植物生长影响不一样。药用植物和光第25页（一）光质对药用植物生长影响

光影响作用光影响作用蓝紫光抑制植物伸长生长、影响植物向光性红光促进茎延长生长，促进叶绿素和碳水化合合成青光抑制植物伸长生长紫外线引发向光性，促进花青素形成,抑制茎生长蓝光引发叶绿体运动,有利于蛋白质合成红外线促进茎延长生长和种子、孢子萌芽药用植物和光第26页

在使用白炽灯或玻璃温室，可出现植株徒长现象。高山植物因紫外线强烈，出现植株矮小、花色鲜艳等特点。药用植物和光第27页（二）光质与植物光合作用关系

生理有效辐射/光合有效辐射：可见光中400-760nm大部分光，占总辐射40%-50%。叶绿素吸收光谱在蓝紫光中最强，而光合强度在红光中最强。红光具最大光合活性。绿光极少被光合色素叶绿素和类胡萝卜素吸收，所以绿光又称为生理无效光。药用植物和光第28页叶绿素在430-450nm蓝紫光区和640-660nm红光区出现两个吸收峰胡萝卜素连续双峰400-500nm药用植物和光第29页提升光照强度，长波光（红光）占优势促进糖合成磷酸甘油酸转变为丙酮酸提升光照强度，短波光（蓝光）占优势磷酸甘油酸被还原成糖促进氨基酸和蛋白质形成

另外，水溶性色素形成与红光相关，而果实成熟以及维生素C合成等与紫外线相关。药用植物和光第30页植物不一样发育阶段对光质需求不一样。如烟草生长苗期应提升蓝光百分比，而成熟后期提升红光百分比。白炽灯、日光灯、植物生长灯不一样药用植物对光质需求不一样，在栽培时可采取不一样色彩有色膜。如：人参采取淡黄、淡绿色膜。当归覆膜栽培中，薄膜色彩对增产影响依次为黑色膜＞蓝色膜＞银灰色膜＞红色膜＞白色膜＞黄色膜＞绿色膜

药用植物和光第31页（三）光质与药用植物分布影响不一样光质对药用植物产生不一样影响。水体中，海藻垂直分布；陆地上随海拔升高，出现具特色高山药用植物药用植物和光第32页三、光能信息作用

因为地球公转与自转，形成地球上日照长短周期性改变。光周期：一昼夜中白天和黑夜相对长度。光周期现象：植物在一定发育时期（光敏感期），经过一定时间（数量）适宜光周期处理，便可完成开花诱导。光周期现象发觉：1920年美国GarnerWW,Allard,发觉美洲烟草在华盛顿附近夏季长日下不开花，而在冬天温室却开花。以后研究发觉美洲烟草是否开花与日照长度(光周期)相关，美洲烟草只有在日照长度<14h时方开花。药用植物和光第33页资料：光周期发觉美国加纳尔（Garner）和阿拉德（allard）发觉佛罗里达烟草变种：在佛罗里达（N：25度）夏季正常开花；在华盛顿（N：45度）夏季旺盛生长，不开花；在华盛顿冬季温室内烟草却开了花；在华盛顿夏季人为缩短日照，烟草也能开花；在华盛顿冬季温室内人工延长日照，烟草保持营养状态，不开花；这个现象促使了光周期现象发觉，提出了烟草花诱导决定于日照长度理论。药用植物和光第34页（一）植物光周期现象和类型

依据植物对日照长度反应类型，分为：1、长日植物2、短日植物3、中日性植物4、日中性植物药用植物和光第35页≥9h≤14h短日照植物(SDP)：在昼夜24h中，日照长度必须短于一定时间（临界日长）才能成花。如：烟草、菊、牵牛、苍耳、紫苏大麻等长日照植物(LDP)：在昼夜24h中，日照长度必须超出一定时间（临界日长）才能成花。如：牛蒡、甘蓝、萝卜、天仙子、白芥、山茶花、杜鹃等日本牵牛(SDP)天仙子(LDP)药用植物和光第36页中日性植物：开花要求昼夜长短百分比靠近相等（12h左右）。如甘蔗要求在12.5小时日照下才能开花。日中性植物(DNP)：植物开花受日照长短影响较小，只要其它条件适合，在不一样光照长度下都能开花，如蒲公英、月季、长春花等。另外，还有长-短日植物、短-长日植物、两极光周期植物。药用植物和光第37页药用植物和光第38页在了解长、短日照植物时要注意以下几个问题：1.长日植物临界日长不一定比短日植物长，只是反应方向不一致。在中间交叉阶段，二者都开花；2.长、短日照植物并不意味着一生都生活在长、短日照条件下，只是在成花诱导阶段需要长、短日照；3.长日照植物在成花诱导时，光期越长开花越早，连续光照，开花更早；但短日照植物成花诱导并非越短越好，日照太短，营养生长不良，影响发育；4.同种植物不一样品种，对日照要求能够不一样，如烟草有些品种为短日植物，而有些品种是长日植物，还有些品种是日中性植物。通常早熟品种为长日或日中性植物，晚熟品种为短日植物。药用植物和光第39页5.植物对日照长度反应还与其它生态因子相关：SDP（如牵牛）低温下，长日照也可成花；LDP（如风轮菜属）高温下，短日照可成花；LDP（如芥菜）高温下，长日照不成花；在冬旱夏湿地域，以SDP居多

药用植物和光第40页

苍耳（SDP）临界日长16h，天仙子（LDP）临界日长9h，现日照14h，二者开花情况？临界日长：诱导SDP开花最大日长或诱导LDP开花最小日长。不一样植物含有各自不一样临界日长。LDP(SDP)并不是指其开花需要绝对长时间(短时间)日照LDP临界日长并不一定会大于SDP临界日长。药用植物和光第41页除临界日长外，诱导开花光周期还与诱导光周期数及光质相关。

诱导光周期数是开花要求最少光周期数。不一样植物所需诱导光周期数不一样。

如：SDP：苍耳：1个SD；大豆、大麻：3－4个SD；菊花：12个SD；LDP：白芥：1个LD；天仙子：2－3个LD；甜菜：15－20个。苍耳（SDP）：临界日长15.5h,4-5片叶时，1个SD即可完成光周期诱导，以后即使处于LD下亦可进行花芽分化药用植物和光第42页感受光周期刺激时期：与年纪相关，幼、老都低要一定营养阶段，不一样植物不一样大豆――子叶伸展水稻――7叶期红麻――6叶等只要一片叶子得到适宜光周期就可开花药用植物和光第43页（二）光周期现象和植物地理起源SDP低纬度，热带、亚热带（南）短日照LDP高纬度，温带、寒带（北）长日照所以越是北方品种，要求临界日长越长，越是南方品种，要求临界日长越短。药用植物和光第44页（三）光周期反应实质形成光周期三要素：（1）地球自转，形成24h周期（2）随季节和纬度变动日照长度（3）地表太阳光波组成变动

光能作用量性质作用形态建成少280-800nm转换和分化光合作用多400-700nm光能转变成化学能光形态建成与光合作用区分药用植物和光第45页药用植物和光第46页闪光试验药用植物和光第47页1、光周期反应中光与暗生理意义在光期和暗期中，对于诱发花芽形成起决定作用是暗期长短。

短日照植物（SDP)必须在超出某一临界暗期才能开花；又称长夜植物。长日照植物(LDP)必须短于某一临届暗期才能开花，又称短夜植物。药用植物和光第48页2、光敏色素与光周期效应光敏色素：分子量约为6万可溶性蛋白质色素。存在形式：稳态（P660）和激发态（P730）植物开花需要一定P730与P600比值。P660稳定态P730激发态

红光或白光远红光或黑暗药用植物和光第49页1.暗期比光期更主要2.光强:普通50~100Lux3.光质：600~660nm红光最有效，绿光无效，而红光作用可被远红光消除。药用植物和光第50页LDP开花需要较高P730/P600：短夜，P730/P600维持较高水平，诱导开花；长夜，但暗期红光间断，P730/P600较高，诱导开花；长夜，暗期红光间断后再远红光间断，P730/P600降低，抑制开花；SDP开花需要较低P730/P600：短夜，P730/P600维持高水平，抑制开花；长夜，先暗期红光间断，P730/P600较高，抑制开花；但红光间断后再使用远红光间断，P730/P600降低，促进开花药用植物和光第51页1、需要延长光照情况下，可采取夜间断，节约经济成本2、夜间断常采取白炽灯，夜间20-2点为最正确药用植物和光第52页除开花外，药用植物其它生长发育也多受光周期诱导，如休眠、落叶、地下器官形成及种子萌发等。（杂草种子萌发受P730诱导）

药用植物和光第53页（四）光周期对药用植物分布影响

及在生产中应用低纬度为短日植物，高纬度为长日植物，中纬度短日植物与长日植物均存在，开花季节有所不一样。

药用植物和光第54页(1）引种A考虑品种光周期反应特点B考虑品种原产地和引种地环境条件C考虑引种作物经济器官

如日长条件不符合其要求，则不能开花或开花延迟，种子不能成熟；过早地满足成花要求，又会无须要地缩短生长季，对干物质累积不利。

生产应用：药用植物和光第55页纬度相近地域引种易成功。短日照植物北移因生长季日照延长，长日照植物南移因生长季日照缩短，都有延迟发育作用；反之，短日照植物南移，或长日照植物北移有促进发育作用。短日照植物引种时，温度和光照长度效应是相互叠加，对发育期提早或推迟影响较为突出，南北距离较远时，则不易成功。长日照植物南北引种，光温影响是补偿，普通较易成功。但在热量条件较差地域，从高纬度引种短日照植物，往往有利于避霜早熟。但对收获营养体为主作物，则要预防过早向生殖生长转化。烟草(SDP):南种北移，由南(SD)至北(LD)，不开花，营养生长好。药用植物和光第56页收获果实SDP北北南南选晚熟品种选早熟品种花期提前延迟生育期缩短延长LDP北北南南选早熟品种选晚熟品种提前延迟缩短延长药用植物和光第57页（2）育种A调整花期，加速良种繁育：早、晚稻(SDP)杂交，花期不遇。对晚稻在苗期进行遮光处理，使其开花提早以与早稻相遇。

B加速世代繁育，缩短育种年限：

依据南北光温差异，进行南繁北育（异地种植）：SDP：玉米、水稻，冬季海南岛繁殖种子；LDP：小麦，夏季黑龙江育种、冬季云南，一年可繁殖2－3代药用植物和光第58页（3）控制开花1、提前或推迟花期

菊花(SDP)：秋季开花，遮光处理，提前至5.1开花；延长光照或夜间闪光，推迟至春节开花。

山茶、杜鹃(LDP)：延长光照或夜间闪光，提前开花。2、控制开花以增加营养体产量甘蔗：中日性植物，夜间闪光，以抑制开花，提升产量。药用植物和光第59页光敏色素对成花作用与Pfr/Pr比值相关，其中，短日植物要求该比值

于一定阈值，而长日植物要求该比值

于一定阈值。短日植物南种北引，则生育期

，若要引种成功，应引用

品种，长日植物南种北引，则生育期

，应引用

品种。

药用植物和光第60页菊花只在秋天开花原因是菊花为

日照植物，假如要使菊花提前在夏天开花，处理方法是

日照时间。

利用暗期间断抑制短日植物开花，选择以下哪种光最有效。

A．红光B．蓝