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引种驯化的步骤和方法是什么?

    发布时间:2022-05-21 01:54:53   来源:Anita   

(一)引种驯化的步骤

1.准备阶段

调查引种的种类。药用植物种类繁多,据目前所知,我国药用植物有5000种左右,居世界首位。其中苔藓植物近50种,蕨类植物约400种,裸子植物约有60种,双子叶植物3500多种,单子叶植物约700多种。这些药用植物广泛地在我国各地分布,为此各地区的名称很不统一,常有“同名异物”、“同物异名”的混乱情况。“同名异物”是指某一种药的来源不止一个物种,甚至多达二、三十种的不同植物,不包括近似种,如各种大黄、甘草等。再如穿心莲(Andrographis paniculata),又名榄核莲,是一种清热解毒药,临床用以治疗扁桃体炎、肺炎、肠胃炎等,属爵床科植物,但四川有一种剧毒的植物,是一种乌头属(Aconitum)植物,也叫榄核莲。浙江种成功的人参,是属于马齿苋科的土人参,有些地区叫高丽参。“同物异名”是指同一物种在不同的地区被当作两种或两种以上的中药材使用,如玄参科阴行草(Siphonostegia chinensis)本身是一种中药材作阴行草药材使用,但在不少地区又作为刘寄奴药材使用。这类例子很多,就以较常用的四五百种中药而言,存在着品种问题的就有200种左右。因此,在引种前必须进行详细的调查研究,并加以准确的鉴定。同时,同一种植物,对野生植物仍应进行种内的划分(表2―2),和考察它们的特征和特性;栽培植物则要注意考察各种农家品种(如地黄品种、小黑英、金状元等)和无性系的特征和特性,这样才能使引种工作做到有目的和事半功倍的效果。

表2―2 植物种内各等级的划分

2.掌握引种所必需的资料

(1)掌握和了解药用植物的生长地区的自然条件

引种某种药用植物时,首先要了解其原产地和引种地区的气候、土壤、地形等条件,进行比较,以便采取措施。其中特别要注意气候条件。

我国地跨热带、亚热带、温带(暖温带、寒温带),各气候带之间的气候差别,主要是温度,其次是湿度条件。热带地区,由于温度高,湿度大,一年四季均生长着药用植物(表2―3)。

表2―3 热带地区四季温、湿度变化

表2―4 亚热带四季温、湿度变化

表2―5 暖温带四季温、湿度变化

暖温带≥10℃的活动积温在3200―4500℃之间,是温带与亚热带的一个过渡带,夏季温度很高(30―40℃),与亚热带几乎没有明显的差异。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、蓖麻、罗勒、决明、望江南等都可以生长很好。但冬季寒冷,最冷月温度在-14―0℃之间,无霜期5.5―8.5个月,≥10℃持续期为5―7个月,有季节性冻土,但冻土的时间不长,厚度在1m左右。

对于植物的生长发育,不仅要考虑温度条件,同时也应该考虑到湿度条件(包括降雨量等)以及湿度条件在四季中的分布状况。

湿度的大小,主要取决于距海洋的远近。因此,从中国综合自然区划图来看,从东向西湿度逐渐变小,根据湿度条件,在同一气候带内,又划分为区,即湿润地区、半湿润地区、干旱地区和半干旱地区。因此,引种工作者应该了解和掌握我国的综合自然区划中各自然区的气候与土壤的特征。譬如根据综合自然区划,北京以北地区的药用植物(温带、寒温带),一般说来引种到北京都能生长良好,因为北京地区的温度比原产地要高一些。北京以西地区的药用植物,引种到北京后,一般也容易成活。因西部气候的温、湿度条件都不如北京地区优越,但北京有一个特点,雨水集中在7―8月,因此要注意排水。在暖温带和亚热带分界线以北的药用植物,在北京地区都可以引种。而在此分界线以南地区的药用植物,则不一定完全适合在北京地区引种,其中一些喜温性不强及某些一年生种类,和一些深根性(块茎、根茎)的药用植物,也可以在北京地区引种,如薯蓣深埋,冬季处在冻层的下面,可以越冬。以上可以看出,引种工作者要熟悉植物生长地区和拟引种地区的自然条件是十分必要的。

(2)了解和熟悉药用植物生物学和生态学特性

每一种药用植物,都具有它一定的特性,也就是说都有它一定的生长发育的规律和不同的生长发育阶段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所需求的环境条件,是保证引种成功的一个重要因素。

过去有的地区引种时,由于对药用植物生物学及生态学特性不够熟悉,曾有过不少的经验教训,如引种天麻过去不了解其与蜜环菌共生的关系,多年没有引种成功;穿心莲解决了光周期问题,北方引种获得成功;又如上海从四川引种冬花(Tussilago farfara L.)由于不了解冬花喜阴湿的特点,在上海奉贤、浦东露天栽培,结果冬花全部枯死,而陕西华阴县由于给植物以适当荫蔽,结果引种成活;辽五味子(Schisandra chinensis),开始在露天直播,大多不出苗或出苗后死亡,以后掌握了五味子喜阴湿、小苗需要荫蔽的生态特点和种子发芽的特性,改进了育苗方法,而得到了成功。还有些高山上生长的种类,如云木香,在原产地可以露天生长,但由于植物长期在高山地区的冷凉、多雾、空气湿润环境中生活,引种在北方较干燥炎热的地方,露天栽培多不能成活,需要给以荫蔽的条件。其它如白藓皮、升麻、铃兰等亦如此。

(3)了解药用植物的分布情况

自然分布区较广的药用植物适应性较强,如我国南沙参(Adenophora tetraphylla)、桔梗、薄荷、穿山龙、紫菀、旱莲草、地锦等,从我国南部到北部有些种类甚至在非洲均有分布,这些植物在相互引种时或野生变家栽都比较容易。

自然分布区范围较窄的药用植物特别是热带性强的植物,要求温度条件比较严格,如非洲没药,需要干热的条件,我国大多不具备这种自然条件,引种较难成功。即使能够成活,产生树脂也比较困难。番泻叶需要干热的(非洲40―48℃)沙漠气候,引种到我国缺乏高温干热的地区,容易发生病害,死亡非常严重。

热带湿润地区的药用植物,如丁香、肉豆蔻、胡黄连等也较难引种成功。

还有些药用植物,平面分布的范围虽然较广,而在垂直分布就有明显的界线。如马尾松(Pinus massoniana)在长江中下游有分布,对海拔高度非常敏感,江西庐山马尾松的生长不超过600m海拔高度,这类药用植物从平地向高山引种就存在着一定的困难,需要进行引种技术的研究。

总之,在引种驯化过程中,有的种类适应性较强,引种比较容易成功,有的种类适应性比较差。因此,必须通过调查访问,查阅有关资料,根据它的主要生物学特点,采取必要的措施,才能达到引种驯化的预期目的。

3.制定引种计划

根据调查所掌握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,北部高山植物的越夏问题,当归的抽薹问题,以及有关繁殖上的问题等,制定引种计划,提出解决上述问题的具体步骤和途径。

(二)引种驯化的基本方法

将一种植物,使它在自然分布区范围内,即在相同的气候环境下生长、繁殖,这种情况一般称之为归化。如果使一种植物生长在完全不同的气候条件下,通过人为的方法,使它逐渐地适应于这一新的气候条件,并在这新的地区生长繁殖下去,这种情况称为气候驯化。

气候驯化的正确理解,应该是植物对新的生存条件的积极适应,也就是说植物在一种新的环境中,被迫地同化于新的生存条件而生存下去,这新的生存条件就变成了该植物后代生长发育所必需的条件。因此,辩证地理解植物和环境的相互关系,我们就可以无穷尽地利用科学实验的方法来研究外界环境条件对植物体的生活活动、植物有效物质代谢过程的影响等,从而就能达到使植物驯化和提高产量、质量的目的。

引种驯化的方法,主要分为简单引种法和复杂引种法两种:

1.简单引种法

在相同的气候带(如温带、亚热带、热带)内,或差异不大的条件下,进行相互引种,这种方法称简单引种法或直接引种法。例如新疆和北京,两地从地理位置来看,一东一西相距很远,但从气候带来看都属温带,前者属暖温带干旱地区,后者属于暖温带半湿润地区,两地温度条件相差不大,只是湿度条件不同,如把北京生长的药用植物引种到新疆伊犁地区,只要满足它的湿度条件就可以生长;从新疆向北京地区引种,可采用直接引种法,如蛔蒿、甘草、伊贝等。又如从越南、印度尼西亚、加纳等热带地区向我国海南岛、台湾地区引种南药,也可以通过简单引种方法,如引种丁香、古柯、胖大海等。一般说来,相同气候带内相互引种,可以不通过植物的阶段驯化,所以又称为简单移植。

(1)不需经过驯化阶段,但需给植物创造一定的条件,也可以采用直接引种法。如各地区引种牛膝、牡丹、商陆、洋地黄、玄参等。冬季经过简单包扎或用土覆盖防寒即可过冬;另一些药用植物如苦楝、泡桐等,第一、二年可于室内或地窖内假植防寒,第三、四年即可露地栽培。

(2)控制植物生长、发育。穿心莲调整光照时数,使在北方结实,番红花控制芽的数目,使块茎增大等。

(3)把南方高山和亚高山地区的药用植物,向北方低海拔地区引种;相反地,从北方低海拔地区向南方高山或亚高山地区引种,都可以采用直接引种法。例如云木香在云南维西3000m的高山地区栽培,直接引种到北京低海拔(50m)地区;三七从广西、云南海拔1500m引种到江西海拔500―600m地区;人参从吉林省海拔300―500m处,引种到四川金佛山(海拔1700―2100m)和江西庐山(海拔1300m)等地都获得成功。

(4)对不同气候带(如亚热带、热带)某些药用植物向北方温带地区引种,采用变多年生植物为一年生栽培,也可以用直接引种法,如穿心莲、澳洲茄(Solanum aviculare Forst)、姜黄、肾茶、蓖麻等,已在我国温带广大地区普遍栽培。

(5)对不同气候带(如亚热带、热带)某些根茎类的药用植物向北方温带地区引种,采用深种的办法,也可以引种成功。同样,热带向亚热带地区引种也可以采用此法。如引种三角薯蓣(Dioscorea deltoidea Wall.)、纤细薯蓣(Dioscorea gracillima Miq.)等,通过将根茎深栽于冻土层下面,使其在我国北方安全越冬。

此外,黑龙江从甘肃引种当归,播种后,当年生长良好,但不能越冬,他们采用冬季窖藏的方法,第二年春季栽出,秋季可采挖入药。这也属于简单引种法。

(6)采用栽培技术调整播种期以适应植物发育的需要。例如,1957年从国外引种黄草(Erysimum canescens)为一种强心药,作用与毒毛旋花类似,在北京春季播种,当年不能开花结果,冬季死亡,通过观察找出其原因是夏季高温不适植株生长,并发现黄草抽茎前需要一定的低温,后来采用了秋播使引种获得成功(图2―1、表2―6)。

图2―1 春播黄草一年生中叶簇的增长动态

从图2―1、表2―6中可以看出:3―5月份播种,虽能出苗生长,但夏季高温死亡严重,冬前不能开花,冬季亦全部死亡;9月以后播种,入冬幼苗尚小,多越冬不良;8月份播种,幼苗出土后,9―11月温度较低,适合植物生长,此时植株生长迅速,越冬良好,翌年春季开花结实正常,且全草产量和配糖体(erysimine)的含量均高(表2―7)。

表2―6 播种期与黄草开花结实的关系

表2―7 播种期对黄草产量及配糖体含量的影响(7)采用组织培养方法加速种苗繁殖,使野生变为家栽是药用植物引种工作野生变家栽的一个重要的新途径,如铁皮石斛采用组织培养方法,通过工厂化生产途径使野生变为人工栽培。

(8)采用秋季遮蔽植物体的方法,使植株提早做好越冬准备。此外,还有秋季增施磷钾肥,以增强植物抗寒能力的方法等。

总之,上述的一些方法,都是属于简单引种法的范畴,不需要经过驯化阶段就可以引种成功。多年来,我国采用直接引种法曾进行大量引种工作,取得了很大成绩,但这并不是说植物本身不发生任何变异。事实上,在引种实践中,很多种药用植物,引种到一个新的地区,植物的变异不仅限于生理上,而在外部形态方面,也同样有显著的表现,特别是草本植物表现更为突出。例如东莨菪(Scopolia lurida)从青海高原或从西藏高山地区引种到河北,其地上部几乎变为匍匐状,就是一个很好的例子。

2.复杂引种法

对气候差异较大的地区的药用植物0,在不同气候带之间进行相互引种,称复杂引种法,亦称地理阶段法。如把热带和南亚热带地区的萝芙木通过海南、广东北部逐渐驯化移至浙江、福建安家落户;槟榔从热带气候逐渐引种驯化到广东大陆栽培等。

(1)进行实生苗(由播种得到的苗木)多世代选择 在两地条件差别不大或差别稍稍超出植物适应范围的地区,多采用此法,即在引种地区进行连续播种,选出抗寒性强的植株进行引种繁殖。如洋地黄、苦楝等药用植物。

(2)逐步驯化法 将所要引种的药用植物,分阶段的逐步移到所要引种的地区,称逐步驯化法,多在南药北移时采用。但是这个方法需时较长,一般较少采用(图2―2)。

图2―2 逐步引种驯化示意图

在引种某些重点南药时,可以开展大协作,利用相邻地区对该药用植物引种试种的成功经验和所得到的种子,进行引种,同样可以达到驯化北移的目的。而且通过群众性广泛引种和交流经验,可以达到多、快、好、省的目的。例如三七(Panax pseudo-ginseng Wall.),过去局限在广西、云南少数地区栽培(或野生)。在1958年国务院发出关于中药材生产指示后,全国各地广泛开展引种试种,江西、四川等地引种三七成功,使三七向北引种获得很大推进。目前,河北省南部已引种成功。

此外,还可以通过杂交法,改变植物习性进行引种驯化。目前在药用植物方面还做的较少。

(唐福圃、刘贤旺、朱兆仪)