¿Cuál es la composición del rendimiento y la formación de calidad de las plantas medicinales?

1. Características de la composición del rendimiento de las plantas medicinales

Fisiológicamente, el 90-95% del peso de materia seca de todos los cultivos se forma mediante la fotosíntesis, y solo el 5 -10% se forma a través del sistema radicular. Se forman nutrientes minerales absorbidos. Por tanto, la composición del rendimiento de las plantas medicinales proviene principalmente de la fotosíntesis y de la energía luminosa que se puede recibir durante el período de crecimiento. El rendimiento total de materia seca formado por la fotosíntesis de las plantas medicinales durante su vida se denomina "rendimiento biológico". No todas son medicinales. Sólo el rendimiento de las partes medicinales es lo que la gente necesita, lo que se denomina "rendimiento económico". Como cornejo, dangshen, astrágalo, etc. En la mayoría de los casos, existe una cierta relación proporcional entre el rendimiento biológico y el rendimiento económico. A esto lo llamamos coeficiente económico K (o productividad relativa). K=rendimiento económico rendimiento biológico x100. En términos generales, cuando el rendimiento biológico es alto, el rendimiento económico también lo es cuando el rendimiento biológico y el rendimiento económico son bajos. Cuanto mayor sea el coeficiente económico (K), más económico será el uso de las plantas. El coeficiente económico de las plantas medicinales varía según las partes medicinales. Por ejemplo, las partes medicinales son raíces, hojas, plantas enteras y otros órganos vegetativos. Su proceso de formación es relativamente sencillo y su coeficiente económico es alto. Por ejemplo, el coeficiente económico de la dioscorea y los materiales medicinales de raíz puede alcanzar entre 50 y 70, y el coeficiente económico de los materiales medicinales de hierbas enteras es cercano a 100. Sin embargo, el rendimiento económico de las plantas medicinales recolectadas a partir de semillas y frutos se forma mediante la diferenciación y desarrollo de los órganos sexuales, y la manipulación de la materia orgánica es compleja. Al mismo tiempo, es susceptible a cambios en las condiciones ambientales durante este período, por lo que el coeficiente económico es bajo, como ocurre con el estigma del azafrán. Además, el coeficiente económico también está relacionado con el nivel de utilización integral de las personas y las sustancias químicas efectivas que contiene. Por ejemplo, las hojas de menta contienen aceite volátil y el contenido de aceite volátil está relacionado con las técnicas y medidas de cultivo. El coeficiente económico no puede determinarse sólo a partir del rendimiento de hojas y tallos, sino también del contenido y la calidad del mentol en el aceite volátil. Especialmente en algunas fábricas de materias primas de la industria farmacéutica, su contenido está indisolublemente ligado a la producción económica. Por tanto, el rendimiento económico de las plantas medicinales también incluye implicaciones para la calidad del producto.

El rendimiento (rendimiento económico) de las plantas medicinales se compone de dos factores: rendimiento por planta y número de plantas por unidad de superficie. Debido a los diferentes tipos de plantas medicinales, los factores que constituyen el rendimiento también son diferentes (Tabla 4-6).

Tabla 4-6 Composición del rendimiento por unidad de superficie de varias plantas medicinales

Se puede observar en la Tabla 4-6 que cuantas más plantas por unidad de superficie, más productos por planta, y el peso Cuanto más pesado, mayor será el rendimiento económico. Sin embargo, como grupo cultivado, bajo ciertas condiciones de cultivo, existen algunas contradicciones entre los factores que constituyen el rendimiento. Si el número de plantas por unidad de superficie aumenta hasta cierto punto, el número y el peso de los órganos producidos por una sola planta tienden a disminuir. Esto se debe a que las poblaciones de cultivos están formadas por individuos. Cuando aumenta la densidad por unidad de área, el área nutricional (incluido el espacio) ocupada por los individuos disminuye. La producción biológica individual disminuirá y la producción económica inevitablemente disminuirá. Sin embargo, un bajo rendimiento por planta no significa un bajo rendimiento final. El propósito del cultivo es requerir el número de plantas por unidad de área × el número de órganos por planta × el peso de órganos por unidad de producto (es decir, rendimiento total) para alcanzar el valor máximo. Los tres componentes del rendimiento anteriores varían según los diferentes cultivos y condiciones de producción. A veces uno o dos son mejores y los tres factores se desarrollan simultáneamente. Uno de los contenidos importantes de este libro es estudiar el proceso de formación de estos factores, la relación entre ellos y las condiciones que afectan estos factores, y adoptar las medidas técnicas agrícolas correspondientes para satisfacer las necesidades fisiológicas de alto rendimiento de plantas medicinales. Por ejemplo, el cultivo húmedo de coix (Ding Jiayi, 1979), sus medidas técnicas de alto rendimiento son: (1) El cultivo húmedo promueve plántulas, promueve plántulas limpias y fuertes, drena el agua después del número esperado de macollos en todo el campo, y controla los macollos ineficaces. (2) Hay agua para el descabezado y hay suficiente agua para el descabezado. Aplique fertilizante nitrogenado de acción rápida para aumentar la cantidad de panículas por planta y la cantidad de granos por panícula. (3) En la etapa madura de la lechada, se utiliza principalmente húmedo, se combinan seco y húmedo y se aplican fertilizantes químicos para aumentar el peso del grano. Después de tomar las medidas anteriores, el rendimiento del coix ha aumentado entre 5 y 10 veces en comparación con el cultivo en tierras secas.

2. La fuente y reservorio formado por el rendimiento de las plantas medicinales

Para obtener mayor rendimiento económico es necesario que existan más productos fotosintéticos, como por ejemplo las mazorcas "fuente"; , debemos considerar el consumo, transporte y distribución de sustancias en las plantas, reducir el consumo y transportar los productos fotosintéticos a partes medicinales tanto como sea posible, es decir, almacenes de productos, para aumentar la producción.

(1) La formación de "fuente"

La formación de productos fotosintéticos se basa principalmente en la fotosíntesis y depende del área verde (área fotosintética) de las plantas medicinales y de la capacidad (; intensidad) de la fotosíntesis) y la duración de la fotosíntesis.

1. Área fotosintética

Es principalmente área foliar y está más relacionada con el rendimiento. Algunas plantas medicinales bienales crecen lentamente en la etapa de plántula, tienen áreas foliares pequeñas y la mayor parte de la luz solar se filtra al suelo y se pierde. Utilice cultivos intercalados en la producción para reducir las pérdidas en esta área. Además, sembrar granos grandes, aplicar fertilizantes a las semillas y fortalecer el manejo durante la etapa de plántula puede hacer que las plántulas crezcan de manera saludable y aumenten rápidamente el área fotosintética, aumentando así la producción. Si el campo de semillas de ginseng está escasamente plantado, no recolecte las semillas de ginseng de tres o cuatro años, solo recolecte las semillas producidas por las plantas de cinco años. Medidas como adelgazar las flores y frutos, agregar. fertilizante de fosfato y cosechar los frutos después de que estén completamente maduros puede reducir el peso de mil semillas de 26 recolectadas del campo -27 g aumentó a 50-60 g, y el peso promedio de las raíces de las plántulas anuales fue de más de 0,8 g, que fue. 60% superior al de las plántulas pequeñas.

La principal medida para aumentar el área foliar es una plantación densa razonable, es decir, la densidad de plantación se determina de acuerdo con la calidad y fertilidad del suelo local, el fertilizante y el agua, y el nivel de manejo, para expandir el área foliar por unidad de área y aumentar el rendimiento fotosintético. Por ejemplo, la relación entre la densidad de siembra de Andrographis paniculata y el rendimiento se muestra en el Cuadro 4-7.

Cuadro 4-7 Efecto de la densidad de siembra sobre el rendimiento de Andrographis paniculata

El rendimiento de Andrographis paniculata aumenta con el aumento de la densidad de siembra. Sin embargo, no plante demasiado densamente. Aunque el área foliar se expande en las primeras etapas de crecimiento, favorece la absorción de energía luminosa. Sin embargo, debido al aumento en el número de individuos, no pueden obtener suficiente nutrición y adelgazan mucho. Además, la luz entre las plantas se debilita, la fotosíntesis se reduce y las plantas incluso se caen y las hojas se caen, lo que resulta en una reducción de los rendimientos. Por ejemplo, en el pasado, muchos campos de ginseng se plantaban con una densidad de 60 a 80 plantas/m2, y la densidad más alta alcanzaba las 100 plantas/m2. La densidad era demasiado alta y las hojas se bloqueaban entre sí, por lo que la eficiencia fotosintética. era muy bajo. Las ramas de las raíces de ginseng eran muy pequeñas y el rendimiento de las ramas por unidad de superficie era muy bajo. Actualmente se ha cambiado a 30-40 plantas/m2 y se ha mejorado el rendimiento y la calidad (Cui Deshen, 1984). Se puede ver que si la estructura poblacional de los cultivos es razonable tiene un gran impacto en el rendimiento. Si la estructura poblacional es razonable depende en gran medida de la luz entre las plantas, y el área foliar es el factor más importante que afecta la luz entre las plantas. a menudo se mide por el coeficiente de área foliar (o índice de área foliar) como indicador del tamaño del grupo. El coeficiente de área foliar es el área foliar por unidad de superficie terrestre. En general, a medida que aumenta el coeficiente de área foliar, aumenta la tasa fotosintética, pero más allá de cierto rango, la tasa de asimilación ya no aumenta y el consumo respiratorio continúa aumentando, por lo que la productividad de materia seca (tasa de asimilación neta) disminuye (Figura 4-12). ). El coeficiente de área foliar no debe ser demasiado grande. Generalmente, el coeficiente máximo de área foliar de los cultivos es de alrededor de 2,5 a 5, dependiendo del fertilizante, el agua y las condiciones de luz. Las hojas son a la vez órganos fotosintéticos y órganos de transpiración. El crecimiento y mantenimiento de las hojas también debe contar con un determinado aporte de fertilizante y agua, por lo que la superficie foliar debe ser compatible con las condiciones de fertilizante y agua. Cuando el suministro de fertilizante y agua es insuficiente, el coeficiente del área foliar no debe ser demasiado grande. Cuando las condiciones de fertilizante y agua son buenas, es fácil que el área foliar sea demasiado grande, lo que afecta la luz. En este momento, el área foliar debe determinarse de acuerdo con las condiciones de iluminación, de modo que la energía luminosa pueda absorberse y utilizarse por completo, y la iluminación entre plantas pueda satisfacer las necesidades de la propia variedad de cultivo. Además, el tamaño del sistema radicular también es un aspecto que se debe considerar en la estructura poblacional, tiene gran relación con el mantenimiento de la vida y función de las hojas y favorece el desarrollo de los órganos producto. Una de las condiciones para un alto rendimiento es que el sistema radicular no sufra un envejecimiento prematuro.

Figura 4-12 La relación entre la asimilación de carbono, la respiración y la productividad de la materia seca y el índice de área foliar.

Durante la vida de un cultivo, la estructura poblacional y el área foliar cambian constantemente. Si esta dinámica es razonable tendrá un gran impacto en si se pueden coordinar las relaciones entre poblaciones e individuos, partes aéreas y sistemas de raíces, órganos vegetativos y órganos reproductivos, etapas tempranas y tardías, y si se pueden obtener suficientes órganos producto. Debemos prestarle toda la atención. Se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

(1) El área de la hoja en la etapa inicial debe expandirse rápidamente para absorber y utilizar más energía luminosa, sentando una buena base para el desarrollo de órganos posteriores. Por ejemplo, en los últimos años se ha fomentado el trasplante de plántulas de película de Rehmannia glutinosa, aumentando considerablemente el rendimiento.

(2) El área foliar máxima debe coincidir con la temporada óptima para aprovechar al máximo las buenas condiciones de crecimiento y aumentar el rendimiento. Se debe prestar atención al considerar las fechas de siembra y plantación de cultivos medicinales.

(3) Durante el período de acumulación de la "biblioteca de productos", el área foliar y la distribución deben ser razonables, especialmente en el período de crecimiento posterior, y el rendimiento fotosintético debe mantenerse bien. El rendimiento económico de la mayoría de los cultivos proviene principalmente de la fotosíntesis en la etapa de almacenamiento, y las sustancias de reserva representan una pequeña proporción del rendimiento económico final. Para obtener altos rendimientos, es necesario tener suficiente área fotosintética y mantener una fuerte capacidad fotosintética. Algunos campos de alto rendimiento crecieron bien en la etapa inicial, pero el rendimiento final no fue alto, principalmente porque la estructura de la población no era razonable y la capacidad fotosintética no era fuerte en la etapa posterior. Por ejemplo, debido a una distribución inadecuada de las hojas, la transmisión de luz entre las plantas se reduce y el área foliar es demasiado grande en la etapa inicial, lo que resulta en el cierre del dosel, provocando que las hojas medias e inferiores mueran prematuramente y el sistema de raíces muere prematuramente; debido a un fertilizante y agua inadecuados, las hojas envejecerán prematuramente o se volverán verdes y madurarán tarde, lo que afectará gravemente la acumulación de bibliotecas de productos. Por lo tanto, durante la producción se debe prestar especial atención a la estructura del grupo posterior.

2. Capacidad fotosintética (intensidad)

La síntesis de materia orgánica depende principalmente de la capacidad fotosintética, por lo que la capacidad fotosintética está más relacionada con el rendimiento que otros aspectos. La capacidad fotosintética generalmente se basa en la intensidad fotosintética o la productividad fotosintética. La intensidad fotosintética generalmente se expresa por la cantidad de CO2 asimilado por unidad de área foliar por unidad de tiempo, pero el resultado directo es la diferencia entre fotosíntesis y respiración, que se llama fotosíntesis neta. La productividad fotosintética generalmente se expresa en gramos de peso seco por metro cuadrado de área foliar aumentada durante un largo período de tiempo (1 día o 1 semana). La capacidad fotosintética varía con muchos factores internos y externos. Las razones internas son:

(1) Características genéticas de las plantas

Diferentes cultivos y diferentes variedades de plantas tienen capacidades fotosintéticas muy diferentes. Si hay luz intensa y otras condiciones adecuadas, la intensidad fotosintética neta de las plantas C4 (tipo no fotorrespiratorio) es 2-3 veces mayor que la de las plantas C3 (tipo fotorrespiratorio). La intensidad fotosintética de las diferentes variedades también varía mucho, por lo que se debe prestar atención a la obtención de variedades con una fuerte intensidad fotosintética.

(2) El estado de las palas

Por ejemplo, el ángulo de las palas, la disposición espacial de cada parte, etc. Generalmente, si las hojas son pequeñas y casi erguidas, el área de las hojas está distribuida uniformemente hacia arriba y hacia abajo, son más grandes y más planas que las hojas, o ligeramente caídas, la parte superior del área de las hojas tiene mejor luz entre las plantas y la energía luminosa la tasa de utilización es alta. En cultivo se adoptan medidas como la construcción de cobertizos y la poda para ajustar la configuración espacial de varias partes de la planta y mejorar las condiciones lumínicas del conjunto, aumentando así la eficiencia fotosintética.

Además, la capacidad fotosintética también está relacionada con la edad y vida útil de las hojas. La intensidad de la fotosíntesis aumenta con la edad de las hojas, alcanza el punto más alto y luego disminuye rápidamente. Generalmente, cuando la luz del sol es fuerte y hay suficiente fertilizante y agua, las hojas serán de color verde oscuro, tendrán una vida útil más larga y una mayor intensidad fotosintética.

(3) Relación fuente-sumidero de la operación material

La trayectoria, la velocidad y la cantidad de productos fotosintéticos desde la fuente hasta el sumidero, y el tamaño del sumidero también afectan la intensidad fotosintética de plantas medicinales. Los productos fotosintéticos se mueven rápidamente y la intensidad fotosintética aumenta cuando la capacidad de almacenamiento es grande. De lo contrario, quedará debilitado. Si se eliminan las espigas, la intensidad fotosintética de las hojas bandera se puede reducir a la mitad.

Factores externos como iluminación, temperatura, gestión de fertilizantes y agua y otros factores meteorológicos.

(1) Intensidad de la luz

La intensidad de la luz tiene una gran influencia en la intensidad fotosintética. Aunque la intensidad de la luz natural excede las necesidades de la fotosíntesis en circunstancias normales, en condiciones de cultivo de alto rendimiento, la ventilación y la transmisión de la luz a menudo se ven afectadas por grupos grandes. La luz insuficiente en las hojas medias e inferiores a menudo afecta la fotosíntesis y debilita el crecimiento saludable de los individuos. Este tiempo se convierte en el factor limitante más importante. Si esta contradicción principal no puede resolverse razonablemente, la producción no aumentará. Para ajustar racionalmente el uso de la energía luminosa, primero debemos comprender los requisitos de intensidad de la luz para la fotosíntesis. El punto de compensación de la luz y el punto de saturación de la luz representan el límite inferior y el límite superior de la intensidad de la luz para la fotosíntesis, respectivamente, y varían mucho según las especies de plantas y otros factores. En el pasado, el ginseng se consideraba una planta femenina. De hecho, el ginseng es una planta de semisombra (Wang Tiesheng, 1983). Le gusta la luz pero teme la luz directa y fuerte. Su punto de compensación de luz es de aproximadamente 400 lx y su punto de saturación de luz es de aproximadamente 22 klx. Panax notoginseng también es muy sensible a la luz. Panax notoginseng tiene diferentes necesidades de luz en diferentes etapas de crecimiento y edades. Por ejemplo, generalmente se requiere que la transmitancia de luz sea de 30 a 40 en las etapas temprana y tardía de crecimiento, y de 25 a 30 en la etapa intermedia. Demasiada luz hará que Panax notoginseng crezca lentamente, hará que la planta sea corta, tenga hojas viejas y amarillas, se queme fácilmente y hará que el árbol se caiga antes de tiempo. Muy poca transmisión de luz, luz demasiado débil, tallos delgados, hojas delgadas, susceptibilidad a enfermedades y bajo rendimiento.

El punto de saturación de luz refleja la utilización de luz fuerte por parte del cultivo, especialmente la intensidad fotosintética cuando la luz está saturada, que está relacionada con la tasa de utilización de luz fuerte.

En términos generales, la saturación de luz es una razón importante para la baja utilización de energía lumínica. Se sabe que la saturación de luz está limitada principalmente por la eficiencia de la reacción en la oscuridad y también está relacionada con la "fotorrespiración". La fotorrespiración se ve afectada directamente por condiciones como la temperatura, la luz y la concentración de CO2, y también está relacionada indirectamente con los fertilizantes y la humedad. Por tanto, mejorando las condiciones ambientales y tomando medidas culturales adecuadas, se puede aumentar hasta cierto punto el punto de saturación de la luz y la intensidad fotosintética.

El nivel del punto de compensación de luz está estrechamente relacionado con el estado nutricional en condiciones de poca luz. En las condiciones del punto de compensación, la productividad fotosintética solo compensa el consumo de respiración y no hay exceso de nutrientes orgánicos para seguir creciendo. Como no hay fotosíntesis por la noche, todavía hay consumo de respiración. Como resultado, sus ingresos no llegan a fin de mes y pronto morirán de hambre. Por lo tanto, ninguna planta puede sobrevivir durante mucho tiempo en la poca luz del punto de compensación. Durante la producción, si se ignoran los requisitos de luz y se plantan demasiado densamente, las hojas medias e inferiores se marchitarán prematuramente, debilitando la nutrición individual y reduciendo el rendimiento. Debido a que el punto de compensación de la luz está determinado principalmente por la respiración y la fotosíntesis, el punto de compensación de la luz es mayor porque la respiración de la fotofobia es más fuerte, pero la capacidad fotosintética también está estrechamente relacionada. Por ejemplo, cuando las hojas envejecen y la fotosíntesis se debilita, el punto de compensación de luz generalmente aumenta, pero cuando la temperatura es adecuada, el fertilizante y el agua son apropiados y el CO2 es suficiente, el punto de compensación de luz puede disminuir debido al suave progreso de la energía fotosintética; .

Ajustar el rendimiento adecuadamente según las características de demanda lumínica del cultivo. Por ejemplo, el ginseng es un cultivo de semisombra al que le gusta la luz y teme la luz directa y fuerte. Su producción ha evolucionado desde un cobertizo de sombra total, opaco y resistente a la lluvia, a un cobertizo doble transparente que transmite la luz. y resistente a la lluvia. A medida que aumenta la intensidad de la luz en el cobertizo de sombra, aumentan el rendimiento de ginseng y el contenido total de saponina (Tabla 4-8). Si se adoptan métodos de plantación razonables y orientaciones de bordes apropiadas, se pueden mejorar las condiciones de iluminación y la eficiencia en la utilización de la energía lumínica. Por ejemplo, coix y platycodon se siembran a intervalos iguales, lo que ayuda a que las ramas y hojas reciban luz por completo y puede aumentar significativamente la producción. Otros, como intercalar cultivos altos y bajos, aumentar el espacio entre hileras, reducir el espacio entre plantas, etc., también pueden mejorar eficazmente las condiciones de iluminación.

Tabla 4-8 La relación entre la intensidad de la luz y el rendimiento de ginseng y el contenido total de saponina en diferentes tonos (2) Dióxido de carbono

Cuando la fotosíntesis es fuerte, la concentración de dióxido de carbono entre los cultivos puede reducirse a 0,02 o incluso 0,01. Se puede observar que en un período en el que la luz, los fertilizantes y el agua son suficientes, la temperatura es adecuada y la fotosíntesis es fuerte, la falta de dióxido de carbono suele ser el principal factor limitante para la fotosíntesis. Si el dióxido de carbono se puede reponer artificialmente, se puede promover en gran medida la fotosíntesis y aumentar los rendimientos. Actualmente se utiliza principalmente en invernaderos y cultivo de film plástico. La respiración del suelo se puede utilizar para reponer el dióxido de carbono en el aire del campo. Algunas personas señalan que el suelo moderadamente fertilizado puede liberar 5 kilogramos de dióxido de carbono por hectárea por hora, por lo tanto, agregar fertilizante orgánico y un riego adecuado (el riego puede aumentar la respiración del suelo de 4 a 5 veces), combinado con cantidades adecuadas de nitrógeno, fósforo y. Los fertilizantes de potasio pueden promover la respiración del suelo, complementar el dióxido de carbono es de gran importancia.

(3) La temperatura

tiene una gran influencia en la fotosíntesis. La temperatura más baja a la que la mayoría de las plantas de zonas templadas pueden realizar la fotosíntesis es de aproximadamente 0-2°C, y la fotosíntesis se puede realizar normalmente en el rango de 10-35°C, siendo el punto óptimo alrededor de 25°C. Después de este punto, la fotosíntesis comienza a disminuir. Por encima de los 35 ℃, la disminución es más rápida y se detiene por completo entre 40 y 50 ℃ (Tabla 4-5). a altas temperaturas En esta condición, las enzimas se acelerarán e inactivarán y los cloroplastos se destruirán o provocarán un envejecimiento prematuro. Por ejemplo, cuando se introdujo Fritillaria fritillaris en Beijing, la primavera en Beijing fue muy corta, y solo abril y abril. Mayo olía a primavera. Cuando llegó el verano, la temperatura subió y el aire se volvió más frío. Si está seco, la fritillaria pronto entrará en la etapa de marchitamiento y el rendimiento será menor que el de Zhejiang. p>(4) Fertilizantes y agua

El fertilizante y el agua tienen un impacto muy importante y multifacético en la capacidad de fotosíntesis. Muchos cultivos medicinales, como Andrographis paniculata, ginseng, ñame, fritillary, etc. puede lograr altos rendimientos gracias a un fertilizante y agua adecuados. La cantidad suficiente de fertilizante y agua no solo puede promover el crecimiento de las plantas y aumentar el área foliar, sino también mejorar la capacidad fotosintética.

La fotosíntesis es más activa cuando el agua en el mesófilo. el cultivo está cerca de la saturación cuando las células del mesófilo están severamente deshidratadas, las propiedades coloidales del protoplasma cambiarán negativamente, inhibiendo la difusión de dióxido de carbono y la actividad de las enzimas, e inhibiendo la respiración y se intensifica el proceso de hidrólisis del material. el transporte se bloquea y la capacidad fotosintética se debilita.

Si a la planta le falta agua, las hojas se marchitarán, los estomas se cerrarán, la entrada de dióxido de carbono se bloqueará seriamente e incluso la temperatura aumentará, el cloroplasto se dañará, la respiración se mejorará y la La capacidad fotosintética se reducirá considerablemente.

Entre los tres elementos del fertilizante, el nitrógeno tiene el efecto controlador más extenso y fuerte sobre la capacidad fotosintética, mientras que el fósforo y el potasio generalmente tienen poco efecto sobre la capacidad fotosintética, pero el fósforo es limitante en niveles altos de suministro de nitrógeno. , el potasio juega un papel limitante en condiciones de altos niveles de suministro de nitrógeno y fósforo.

3. Tiempo fotosintético

En igualdad de condiciones, extender adecuadamente el tiempo fotosintético aumentará los productos fotosintéticos y aumentará el rendimiento. En áreas con temporadas de crecimiento cortas y campos propensos al envejecimiento prematuro debido a la falta de fertilizantes y agua, se debe prestar más atención al tiempo fotosintético.

El tiempo fotosintético está relacionado con condiciones internas y externas, como la duración de la temporada de crecimiento, la proporción día-noche, etc. Cuando las condiciones lo permiten, la selección adecuada de variedades de maduración tardía con un período de crecimiento más largo generalmente puede aumentar los rendimientos. Por ejemplo, el rendimiento de las variedades de Coix de maduración tardía es entre un 30 y un 50% mayor que el de las variedades de maduración temprana. Por poner otro ejemplo, el rendimiento y el contenido de ingredientes activos de la digital y la belladona cultivadas en el norte son mayores que los de la cuenca del río Yangtze. Una de las razones es que el tiempo de sol en verano en el norte es más largo que en Jiangsu y Zhejiang, con más días soleados, menos días lluviosos y suficiente sol. En cuanto a las técnicas de cultivo, procurar una siembra temprana y, si es posible, cambiar la siembra de primavera a la de otoño o invierno para prolongar el período de crecimiento. Como cártamo, belladona, digital, etc. Los rendimientos son mayores en otoño que en primavera. Si es difícil sembrar semillas en otoño, se debe cambiar de la siembra directa en primavera al trasplante en áreas protegidas a principios de primavera. La menta se planta a principios de primavera y no a finales de primavera. La producción aumentó un 7,88 y el rendimiento de petróleo aumentó un 58,9.

Considerando el propio cultivo, el tiempo fotosintético está relacionado con la vida útil de las hojas y el número de horas fotosintéticas efectivas en un día. En la etapa posterior, las hojas maduran prematuramente y el tiempo fotosintético se reduce, lo que tiene un gran impacto en el rendimiento económico. Por ejemplo, el ginseng y el ginseng americano, a los que solo les crecen hojas una vez al año, necesitan especialmente prevenir el daño de la enfermedad de las manchas foliares y esforzarse para que las plántulas tardías se vuelvan verdes, lo que puede aumentar significativamente el rendimiento.

En producción también debemos prestar atención a las horas fotosintéticas efectivas durante el día. A veces, debido a la falta de luz, fertilizantes, agua y dióxido de carbono, o porque la temperatura es demasiado alta o demasiado baja, los cultivos no pueden realizar la fotosíntesis sin problemas o tomar una pausa para almorzar, lo que también reducirá la producción fotosintética. En términos de producción, se adoptan medidas como cosechas múltiples, cultivos intercalados y cultivos protegidos durante más de un año para extender completamente el tiempo fotosintético y mejorar la tasa de utilización de la energía luminosa para lograr el propósito de aumentar la producción.

(2) Acumulación de “biblioteca”

Hay dos factores que inciden en la acumulación de bibliotecas de productos, uno es el consumo respiratorio del cultivo a lo largo de su vida, y el otro. la operación y distribución de productos fotosintéticos.

1. Consumo de productos fotosintéticos

Principalmente consumo respiratorio. La respiración convierte la energía almacenada en la materia orgánica en ATP de manera eficiente, que luego se utiliza en diversas actividades vitales que consumen energía, como la síntesis y transformación de sustancias, el crecimiento y movimiento de las plantas, etc. Además, durante el proceso de respiración también se producen productos intermedios con alta actividad fisiológica, que son materias primas para la síntesis de muchos compuestos orgánicos importantes (proteínas, ácidos nucleicos, etc.). ).Así que la respiración es el eslabón central del metabolismo, pero la respiración excesiva y el consumo excesivo son perjudiciales para la producción. Especialmente bajo algunas condiciones adversas, como altas temperaturas, sequía, falta de algunos elementos minerales necesarios, etc., el proceso normal de respiración se destruye, se consume una gran cantidad de materia orgánica y no se puede formar ATP, y la energía liberada durante el El proceso de oxidación se pierde en forma de calor, se vuelve ineficaz la respiración, preste atención a la prevención.

Para reducir adecuadamente el consumo respiratorio lo principal es ajustar la temperatura. Dado que la temperatura óptima para la respiración es más alta que la de la luz, la temperatura óptima para la respiración de las plantas es generalmente de 30 a 40 °C, y la temperatura óptima para la luz es de aproximadamente 25 °C. Por tanto, si la temperatura es demasiado alta, el consumo respiratorio aumentará relativamente. En el cultivo en invernadero y en el cultivo de plántulas en semilleros, cuando la fotosíntesis no puede realizarse sin problemas en invierno, en días lluviosos o por la noche, la temperatura no debe ser demasiado alta para reducir el consumo respiratorio. En la actualidad, debido a la mala ventilación, la disipación del calor es lenta por la noche y la temperatura en el grupo es alta, lo que no favorece el aumento de la producción.

La caída anormal de flores, frutos, hojas y otros órganos provoca en ocasiones una gran pérdida de productos fotosintéticos, y las plagas y enfermedades provocan pérdidas aún mayores, por lo que se debe prestar atención a la prevención y el control.

2. Operación y distribución de productos fotosintéticos

Utilizar el coeficiente económico como indicador. Para mejorar el coeficiente económico y concentrar la mayor cantidad posible de productos fotosintéticos en el embalse, primero debemos dejar que los cultivos crezcan sanos y produzcan más materia orgánica.

Debido a que el coeficiente económico de los cultivos generales aumenta principalmente con el aumento del peso seco de la planta, cuando la planta es corta hasta un cierto límite, algunos cultivos ni siquiera pueden producir órganos del producto, o cuando el crecimiento es débil debido a la falta de fertilizante y agua. debido a una plantación excesivamente densa, cuando un individuo crece saludablemente, el coeficiente económico se vuelve menor. En segundo lugar, se debe entregar más materia orgánica al banco de productos y se debe prestar atención a la fertilización y el riego adecuados y a una plantación densa razonable durante el cultivo. Si hay demasiado fertilizante y agua, el crecimiento será demasiado rápido, o si la plantación es demasiado densa, el coeficiente económico se reducirá. Además, la poda racional de flores y frutos, como madreselva, cornejo, etc., y la eliminación de flores y frutos de las raíces de las hierbas facilitarán el transporte de productos fotosintéticos al banco de productos y aumentarán la producción económica. Por ejemplo, el rendimiento de raíces de Panax notoginseng aumenta entre 1,2 y 1,4 veces después del atornillado. Además, dado que los nutrientes orgánicos siempre se transportan a sitios ricos en auxinas, se puede pulverizar hormona del crecimiento para aumentar los rendimientos económicos. Según un informe de R.C. Bhagar1969, la pulverización de 100 ppm de IAA sobre las flores de piretro cinerariaefolium puede aumentar significativamente el contenido de piretroides, mientras que la pulverización de 100 ppm de NAA puede aumentar el rendimiento de las flores. La pulverización de clormequat (100 ppm) puede reducir la altura de las plantas de luffa y anís estrellado, aumentar el número de flores femeninas y hacer que el número medio de frutos por fruto supere el del grupo de control no tratado (A. Patnaik, 1974). Otras medidas de cultivo, como plantar plántulas en la etapa de plántula, cultivar suelo de rizosfera, anillar, prevenir o reducir el daño de los vientos cálidos y secos y las plagas y enfermedades, pueden regular el crecimiento, promover el desarrollo de los órganos del producto y mejorar el coeficiente económico. .

En resumen, el cultivo de plantas medicinales es lo mismo que la producción industrial: requiere aumentar los ingresos y reducir los gastos para aumentar la producción.

En tercer lugar, la formación de la calidad de las plantas medicinales

El cultivo de plantas medicinales no solo requiere altos rendimientos, sino que también requiere buena calidad de materiales medicinales, porque la calidad de los materiales medicinales afecta directamente la eficacia clínica. La llamada buena calidad primero debe identificarse como genuina y debe cumplir con los estándares de la Farmacopea Nacional o cumplir con ciertos indicadores de inspección de calidad. Si el contenido del ingrediente activo u otras propiedades no cumplen con los estándares, se debe considerar como un medicamento inferior y ni siquiera se puede utilizar como medicamento.

La calidad de los productos vegetales medicinales debe tener dos significados: uno se refiere a estándares tradicionales como el color, las características morfológicas, la textura y el olor del producto; el otro se refiere al contenido del producto (la composición; de ingredientes activos, contenido de sustancias tóxicas).

Aunque las plantas medicinales tienen varios órganos producto, los tipos de principios activos varían mucho, y las estructuras orgánicas son muy complejas, incluyendo muchos alcaloides, glucósidos, terpenos, hormonas, etc... y muchos compuestos. Sin embargo, su composición de rendimiento y formación de calidad, en última instancia, provienen principalmente de la acumulación, transformación y distribución de productos fotosintéticos, que se logran a través de procesos fisiológicos y bioquímicos como el crecimiento y desarrollo apropiados y las actividades metabólicas de las plantas. Sin embargo, cada planta puede producir compuestos orgánicos complejos y tiene su propia vía biosintética única. Asimilan principalmente los metabolitos primarios de la fotosíntesis vegetal (hidratos de carbono, aminoácidos, ácidos grasos, etc.) como unidades estructurales más básicas, y completan sus actividades metabólicas mediante la acción de una serie de enzimas del organismo, convirtiendo así el proceso fotosintético. productos en una serie de estructuras complejas. metabolitos secundarios, es decir, los ingredientes activos en el contenido de los órganos de los productos cultivados.

Según el tipo metabólico de las plantas, se pueden dividir en hidratos de carbono y proteínas. Es decir, hay dos tipos, a saber, complejos de carbohidratos que forman relativamente y complejos de proteínas que forman relativamente. La mayoría de las plantas que contienen taninos (taninos), aceites, resinas y gomas pertenecen al tipo de metabolismo de los carbohidratos; la mayoría de las plantas que contienen alcaloides pertenecen al tipo de metabolismo de las proteínas. Por ejemplo, los terpenoides son un tipo de metabolismo de los carbohidratos, sustancias secundarias muy presentes en el reino vegetal, y están compuestos de isopreno. Dependiendo de la cantidad de isopreno, existen monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, triterpenos, tetraterpenos y politerpenos. Muchos monoterpenos y sesquiterpenos son aceites volátiles, como el citral y el mentol. Cuando aumenta el peso molecular, se convierten en compuestos más complejos como la resina y el caroteno, mientras que los politerpenos como el caucho y la goma Eucommia son compuestos de alto peso molecular. El precursor de los terpenoides en las plantas es el pirofosfato de isopentenilo. Se genera a partir de ácido acético mediante ácido metilglutárico y su ruta de generación se muestra en la Figura 4-13.

Figura 4-13 Biosíntesis de terpenoides

La micelamina pertenece al tipo de metabolismo similar a la proteína, compuesta de escopolamina y ácido tropino, y existe en la belladona, datura en plantas del género y Micelio. La escopolamina se sintetiza a partir de ornitina y ácido acético, mientras que la tropina se sintetiza a partir de fenilalanina. La ruta de síntesis se muestra en la Figura 4-14.

Figura 4-Biosíntesis de escopolamina 14

Por tanto, la naturaleza de la formación de calidad está determinada por determinadas vías metabólicas de las plantas. Sin embargo, las actividades metabólicas en las plantas están controladas por enzimas, es decir, las enzimas elaboradas a partir de información genética individual a través de la transcripción y traducción determinan sus rutas y capacidades metabólicas. Esto permite a las plantas asimilar las condiciones externas para satisfacer las necesidades de la vida, completar su ciclo vital y formar una serie de productos metabólicos. Este proceso está estrechamente relacionado con las condiciones ambientales circundantes. Cuando los factores ambientales cambian, afectan la formación y actividad de las enzimas, lo que a su vez afecta las vías metabólicas y la calidad del producto. Por lo tanto, según los diferentes tipos metabólicos de plantas, se pueden seleccionar y crear artificialmente condiciones adecuadas para un determinado tipo durante el cultivo para acelerar la formación y transformación de ingredientes eficaces en plantas de un determinado tipo metabólico. Por ejemplo, para las plantas de carbohidratos, fortalecer la nutrición de fósforo y potasio y crear un ambiente húmedo para las plantas puede promover el metabolismo de los carbohidratos en las plantas y aumentar la acumulación de aceites, taninos, resinas y otras sustancias. Para las plantas a base de proteínas, al fortalecer la nutrición con nitrógeno de manera razonable y oportuna y brindarles condiciones de sequía, se puede promover la conversión de proteínas y aminoácidos en las plantas, acelerando así el proceso de acumulación de alcaloides en las plantas.

Cuarto, factores que afectan la formación de la calidad

(1) Factores que afectan el color, la forma, la textura y el olor de las plantas medicinales

Color, forma de las plantas medicinales Las plantas, la textura, el olor, como otros rasgos, también están determinados por la genética de las diferentes plantas y variedades medicinales y las condiciones ambientales externas. Al observar la forma de los materiales medicinales, se puede identificar la calidad de los materiales medicinales. El regaliz de Mongolia Interior tiene una piel de color rojo parduzco y es de buena calidad, mientras que el regaliz de corteza alcalina de Xinjiang tiene peor calidad. Por poner otro ejemplo, la naturaleza, el color, la superficie de corte y la textura de los materiales medicinales varían según su estructura e inclusiones. Por ejemplo, debido a que las células del parénquima cortical de las raíces de Polygonum multiflorum han restablecido su capacidad meristemática, se ha producido un círculo de cambium anormal, con la parte del floema fuera del círculo y la parte leñosa fuera del círculo, provocando que las raíces se engrosen continuamente y Aparece un "brocado" en la sección transversal de Polygonum multiflorum. Otro ejemplo es observar las manchas de cinabrio en las secciones transversales de Atractylodes, Atractylodes y Atractylodes, y podemos inferir la formación de sus cámaras de aceite.

Las condiciones ambientales de la zona de cultivo tienen una gran influencia en la calidad de las plantas medicinales. Si se ve afectada por la altitud, Angelica sinensis se cultiva a una altitud de 2000-2400 m en el condado de Min, Gansu y a una altitud de 2600-2800 m en Lijiang, Yunnan, con el mejor rendimiento y calidad. Si la altitud es demasiado baja y la temperatura es alta, el rendimiento disminuirá, la raíz principal de Angelica sinensis se hará más pequeña, las raíces fibrosas aumentarán, la calidad de la carne será mala y el olor no será fuerte. En zonas de gran altitud, los rendimientos también disminuyen y la proporción de seco a fresco disminuye. Otro ejemplo es el Yunxiang, que se produce principalmente en Lijiang, Weixi y otros condados de Yunnan, a una altitud de 2700-3300 m. Introducido en áreas cálidas por debajo de los 2000 m, el crecimiento es pobre, el sistema de raíces es suelto, fácil de lignificar, tiene bajo contenido de aceite y bajo rendimiento. Muchas hierbas de raíz se ven afectadas por el tipo y la textura del suelo y, por lo general, son adecuadas para plantar en suelos franco arenosos, fértiles y sueltos. Por ejemplo, el olor de la angélica cultivada en suelo de cáñamo negro es más fuerte que el de la angélica cultivada en suelo de loess y rojo, pero su calidad seca y fresca es inferior a la del loess y suelo rojo, y requiere de 4 a 5 kg para alcanzarlo. 1kg. El ruibarbo crece mejor en suelos franco arenosos, pero los suelos arcillosos no son fáciles de cultivar. Pero después de plantar en un suelo demasiado suelto, el sistema de raíces se ramificará, la textura quedará suelta y la calidad será mala. Otros como costus, achyranthes, etc. también tienen los mismos informes. Los ñames pueden crecer en suelos ligeramente pegajosos siempre que no haya acumulación de agua. La pulpa es densa y densa, pero el rendimiento es bajo. Los suelos demasiado pegajosos no son aptos para plantar. La canela es suave y aceitosa cuando se cultiva en tierra franca, dura y pobre cuando se cultiva en grava.

Otras condiciones ecológicas durante el proceso de crecimiento de las plantas medicinales también son muy importantes para la calidad de los materiales medicinales. Por ejemplo, el pachulí prefiere la sombra durante la etapa de plántula, pero las plantas adultas pueden crecer a pleno sol. A plena luz del sol, sus tallos y hojas son más gruesos, y su rendimiento y contenido de aceite son mayores que en sombra. La menta tiene hojas gruesas y de gran calidad en los días soleados, pero si llueve mucho, las plantas crecerán en vano, las hojas serán delgadas y las partes inferiores se caerán fácilmente. Otros factores, como la profundidad de siembra, también afectan la calidad de las hierbas.

Una de las medidas importantes para lograr un alto rendimiento de Ligusticum chuanxiong es la siembra a poca profundidad. Plantar demasiado profundo obstaculizará el desarrollo de los rizomas, por lo que la profundidad de plantación de Corydalis debe ser adecuada. Los tubérculos crecen cuando se plantan a poca profundidad, pero el número es pequeño y el rendimiento es bajo. Plantar demasiado profundo afectará la aparición de plántulas, lo que dificultará la cosecha completa y producir altos rendimientos.

La calidad de las materias medicinales perennes tiene una gran relación con los años de plantación. Por ejemplo, la raíz de Astragalus membranaceus suele tardar entre 6 y 7 años.