人参有什么特点?

人参又名木棒参、中国人参和吉林人参,是五加科多年生草本植物。原产于中国,朝鲜和苏联。我国是人参生产的古国,其入药时间早,栽培历史长,分布广,面积大,产量大,是其他人参生产国无法企及的。据《石勒苏益格-荷尔斯泰因传》记载,中国人工栽培人参始于西晋末年(公元313年)。但在旧中国,由于封建主义和资本主义生产关系的束缚,人参生产发展缓慢,人参种植面积小,产量低,分布区域有限。新中国成立后,我国人参产业发展迅速,种植面积不断扩大,栽培面积逐年增加,产量也不断提高。主产区为东北三省,北京、河北、山东、山西、湖北、陕西、甘肃、新疆、浙江、江西、四川、贵州、广西、云南、福建等省也有栽培。根入药,叶、花、种子也入药。人参根含有人参皂苷Ra1Ra2,Rb1,Rb2,Rb3,Rc,Rd,Re,Rf,Rg1,Rg2,Rh1,Ro,20-葡萄糖-Rf,20(R)-Rg2,20。茎叶中含有人参皂苷Ra、Rb1、Rb2、Rc、Re、F1、F2、F3和Rg1。花蕾中含有人参皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rd、Re、Rg1和F3。果实中含有人参皂苷Rb2、Rc、Rd、Re和Rg1。此外,还含有人参炔醇、β-烯烃等挥发油、黄酮苷、生物碱、甾醇、肽、氨基酸、低聚糖、多糖、维生素及人体所需的微量元素。现代药理研究证明,人参能调节神经、心血管和内分泌系统,促进机体物质代谢和蛋白质、RNA、DNA的合成,改善大脑和体力活动及免疫功能,增强抗应激、抗疲劳、抗肿瘤、抗衰老、抗辐射、利尿和抗炎作用。人参味甘、苦,性微凉;煮熟的味道是甜的,性质是温暖的。具有补气、抗疲劳、强心、复脉、安神、生津、补肺、健脾的作用。用于体虚乏力、气短气短、自汗肢冷、神疲乏力、食欲不振、呕吐腹泻、气虚哮喘或久咳、津亏口渴、失眠多梦、心悸健忘、阳痿尿频、气血津液不足等症。对高血压、动脉粥样硬化、肝病、糖尿病、贫血、肿瘤、老年病也有很好的疗效。它是增强身体抵抗力和巩固基础的强壮剂。

一.形态特征

株高约60cm。直根肥大,多分枝,肉质;根茎短而直立,每年生长一个节,俗称“芦头”。其形状为马牙(马牙苇)、竹节(竹节苇)或圆柱形(圆苇),有顶生越冬芽和侧生不定根。主根粗壮,肉质,圆柱形,斜生,下部有分枝,黄皮;须根长,疣多。茎直立,单生,不分枝。掌状复叶,轮生茎尖,具长柄;一年有一片三叶复叶,两年一片三叶复叶,三年两片三叶复叶,每年还会增加一片复叶,最多6片复叶。小叶两侧一对较小,中间较大,卵圆形、长圆形或略倒卵形,长4-15厘米,宽2-6.5厘米,顶端渐尖,基部楔形向下延伸,边缘细锯齿,顶部绿色或黄绿色,叶脉刚毛稀疏,底部光滑。伞形花序单生顶生,总花梗长度可达30cm。花小而多;花萼5裂;花瓣5,黄绿色;雄蕊5;雌蕊1,子房下位,2室,花柱上半部分2裂;圆盘是环形的。果实浆果状,扁肾状,成熟时鲜红色,少数为黄色或橙色。包含2粒种子。种子肾形,淡黄白色或浅灰色白色。染色体数目为n=24,核型公式为2n=22M+22SM+4ST(图14—1)。

图14—1人参形态图。

1.植物2。根

第二,生物学特性

(一)生长期和整个生长期

人参的生长期可分为苗期、展叶期、开花期、结果期和枯萎期。一、二年生人参没有花期和果期。人参生长期的早或晚与其长短、地理位置、气候变化、栽培条件密切相关。东北人参主产区位于中温带,苗期一般在5月上旬和中旬。展叶期为5月下旬至6月上旬;花期在6月上中旬;结果期在7月中下旬;枯萎期在10的9月底10月初。全生育期一般为130-150天,从100-110天到180天以上。中温带向北纬度越高,整个生育期越短,出苗相应延迟;中温带至南纬越低,全生育期越长,苗期越早。在同一纬度,随着海拔的升高,整个生育期缩短,羽化阶段相应推迟。

(2)生长和发育

1.地下器官

(1)根

秋播或春播后,成熟的种子在4月中下旬发出胚根伸入土壤,形成幼主根,然后幼主根上长出幼枝根。幼主根和幼枝根以含水半透明为主,然后逐渐木栓化。5-6月为主根拔节期,之后主根生长期旺盛。根长可达5厘米,长出20-30个幼枝根。6月上旬,幼主根上部逐渐木栓化,7月上旬,白色主根形成。8月初,幼枝根开始木栓化,大部分失水脱落,少数变成白色的枝根。当主根和分根木栓化时,须根的一些根毛随着表皮脱落而更新。

从第二年开始,主根和侧根变粗,须根发达,形成基本根系。此后,随着年份的增长,人参的根系逐年发育、伸长、增粗、增重,形成了具有主枝和须根的平衡完整的根系。六年生人参根,主根长度可达6cm以上,直径可达2cm以上。一般有2-3个分支根和数十个须根,根的总长度可达35cm左右。一般单根平均鲜重在50-80g左右,部分在300g以上。据测定,四至六年生人参根的年生长量一般随年生长量的增加而增加(表14—1)。

表14—1二至六年生人参根的年生长量

据研究,多年生人参的生长过程在一年内呈S形曲线变化(图14-2)。人参出苗后,地上器官开始生长,主要消耗根部储存的养分,根重逐渐下降,人参出苗后20 ~ 25天根重降至最低值。在这个阶段,要特别注意提高畦内土壤温度,避免土壤水分过多,促进出苗,防止根腐病。人参进入开花期,地上部分和地下部分同时进入旺盛生长期,人参根系增重呈线性增长,在出苗后126 ~ 130天,即人参枯萎前达到最高值。这一时期要特别注意调光、供水、施肥,加强田间管理,满足人参生长对光、水、肥的需求。人参的地上部分枯萎后,人参的根部不再增重,而是因呼吸消耗而逐渐失重。

图14—2四至六年生人参根系生长曲线。

(丁希全等,1985)

人参根在一年的生长过程中,各个时期的生长速度是不同的。据测定,四至六年生人参根的生长速度呈单峰曲线,峰值出现在出苗后2-2.5个月期间(图14-3),而人参根的生长速度在峰值前后40天内基本接近最大生长速度。在此期间,应尽量采取有效的栽培管理措施,保证人参的健康生长,提高光合效率。

图14-3 4-6年生人参根系生长速度曲线

(丁希全等,1985)

人参的根属于向下收缩型,或收缩根。主根每年收缩,根茎只要1就被拉下来,以至于根茎末端的越冬芽经常藏在土里。

因此,人参的生活型属于地下芽植物。由于主根具有向下收缩的特性,主根上产生环状横条,随着年龄的增长而增加。皱缩从主根上部开始,随年龄增长而增大,逐渐扩展到主根中下部。所以越老的人参,纹路越细越深,多为螺旋线。

(2)根茎

或地下茎,插在主根的末端,是连接主根与地上器官的枢纽。根茎上有越冬芽,每年春季抽出地上枝,秋季枯萎,留下茎痕。茎痕数量是判断人参生长年限的重要依据。每个茎痕的外缘都有一个潜伏的芽突起。当主根系不利或易感病害时,根茎一般可长出1-5个不定根,起主根系吸收和储存养分的作用。根茎的大小和形状与人参年龄、主根的渗透和方向、生长环境和栽培条件密切相关。根茎通常为多年生植物所有;根茎的形成是对越冬和其他不利环境的一种适应。根茎不仅是人参营养繁殖和更新的器官,也是储存营养物质的场所。

(3)越冬芽

除种子萌发的一年生苗外,两年以上的人参植株(地上枝)均由越冬芽生长发育而成。附在根茎末端的越冬芽上覆盖着三层白色的芽鳞。在芽鳞的腋部有一个完全分化的芽原基。春季温度适宜时,越冬芽开始萌发,约8-10天即可长出完整的地上枝。在鳞片的叶腋,分化的主芽两侧基部有一个小的圆锥形突起。一种是越冬芽的原体(较大,靠近茎痕)。地上枝在春季抽出后,从6月开始分化,然后增加到7月中下旬,在入冬前形成越冬芽,第二年春季抽出地上枝。另一种是休眠芽的原体,由一小群分生组织组成,很少分化,位置与前者相反。越冬芽在春季从地上枝抽出时,位于其茎基部;地上枝在秋季枯萎时,停留在茎痕边缘,处于休眠状态。这种休眠的原始芽每年都会留下一个茎疤。如果越冬芽在冬春季节由于某种原因受到损伤,这一年就不能萌发生长地上枝,然后由越冬芽形成新的越冬芽,越冬后第三年又长出地上枝。如果不仅越冬芽受到伤害,而且越冬芽原基、休眠芽原基分化形成越冬芽。若整个越冬芽受损(包括越冬芽和休眠芽原基),则在最近一年或更长时间内,由茎痕休眠芽原基发育成若干个新的越冬芽,第二年春季抽出1-3个或更多的地上枝。利用这一原理,通过人工催芽来促进多茎人参的形成。

越冬芽原基发育成正常的越冬芽,即能在适宜温度下萌发的越冬芽,必须经过以下两个阶段。

第一阶段为高温期或形态后熟期,温度为18-20℃,时间约为4-5个月,与夏季自然条件略有一致。在这个阶段,越冬芽原基发育成具有茎、叶和花序原基的越冬芽。

第二阶段是低温阶段或生理后熟阶段,需要2-3℃的温度和4个月的时间。越冬芽分化成型后,必须经过低温后熟阶段才能萌发出苗。

无低温期的越冬芽用100ppm赤霉素溶液浸泡12小时,可替代低温效应,促进后熟,提早出苗。一般治疗后20-30天左右出现。

2.地上器官(

1)茎是运输和支撑人参地上部分的主要营养器官。人参的茎每年春天被提取,秋天死去。一年生茎(其实是叶柄)由种子发出;从两年开始,都是越冬芽发出的。人参一般是单茎的,很少有二、三、四茎的。一般认为茎数与遗传、气候、土质、年份、栽培面积、条件有关;在降水多的地区,容易产生多茎。人工催芽的方法可以促进多茎的形成。人参的茎会随着年龄的增长而变粗。

(2)树叶

它是人参进行光合作用、气体交换和蒸腾作用的重要营养器官。随着年龄的增长,叶片数量增加,叶面积增大。但同一年,不同植物或不同栽培区域,叶片发育程度不同。一般全年叶面积为10-30cm 2;到了五六岁,一般能达到1500cm2左右。比普通作物生长更慢更小。

人参是阴性植物,不耐强光。光照过强,会在叶态、叶大小、叶色等生长特性上表现出明显的适应和生长抑制。当光照强度达到60klx或50klx并持续较长时间时,叶片直立(即叶片伸展的角度变小),叶片卷曲(叶片两半沿中脉卷起),全株向光倾斜(倾斜的方向和角度与最大直射光照下太阳的朝向略一致),叶片呈苍白色。这样可以避免吸收过多的太阳能,从而减少叶片蒸腾或防止叶片温度急剧上升,避免受到伤害。如果强光照射时间过长,当叶片温度达到30-33℃时,叶片就会灼伤(俗称晒伤),枯萎脱落。因此,人参必须在遮荫棚中栽培。生长抑制的特征是茎的高度变短,叶子变小(表14-2)。

表14-2不同光照条件对人参植株生长特性和叶绿素含量的影响

随着光照强度的增加,叶片由深绿色或绿色变为浅绿色或黄绿色,叶片中叶绿素含量明显减少,以减少对光的吸收,避免过热和灼伤(表14-2)。

春季人参出苗时,叶片小而皱缩,然后逐渐展开,叶片展开后一个月内(6月上旬至7月上旬)叶面积迅速扩大,之后很少展开;刀片数量是固定的,不会增加。

(3)鲜花

它是人参的重要生殖器官。人参的花芽是在越冬芽分化过程中形成的。一般三年开一次花,两年开一次的很少。伞形花序的小花随着年龄的增长而增加,从十几朵到几十朵。

人参开花时,花序外缘先开放,再陆续向中心开放。每个花序的开花天数从5天到15天不等,通常为8-10天。晴天每朵花开放时间为23-48小时;下雨天要30-60个小时。一天中,开花频率以7-13最高。天气条件对开花有很大影响。高温晴天花多;下雨天低温花少。一般在温度为17-20℃,相对湿度为40-45%时开花最多。

人参属于异花授粉植物。异花授粉一方面有利于防止品种退化,但另一方面,在良种的选育和繁育中,要采取有效措施防止异花授粉,以免影响品种的纯度。

(4)水果

人参果成熟时,子房壁内层木质化,形成坚硬的内果皮;子房壁的外层变成肉质的红色果肉。每个水果包含两个种子。五年生人参每株可收获4-5g果实;果实的出籽率(干重)约为20-25%。

(5)种子

人参种子属于胚胎结构发育不完全的类型。新收获种子的胚很小,仅由几个胚细胞组成,长约0.3-0.4 mm,宽约0.25mm,胚面积约0.075mm2。胚乳长约5-6毫米,宽约4毫米,其面积是胚的266倍。胚呈锁状或半月形,位于胚乳腔内。因此,人参种子必须经过后熟过程才能发芽出苗。后熟过程可分为形态后熟和生理后熟两个阶段。在胚胎的形态后熟阶段,原始细胞在适宜的水、温度和氧气条件下逐渐分化和增大。胚长1.0-1.3 mm时种子开始开裂,胚长3.0-4.5 mm时分化为具有子叶、胚芽、下胚轴和胚根的胚,形态后熟阶段基本完成(图65438

图14-4人参种子简介

1.新收获的人参种子2。形态完成后的成熟人参种子。

人参种子形态后熟后,即使在适宜的发芽条件下也不发芽,必须经过低温下的生理后熟期。这个阶段没有形态变化,只有胚体增大。

人参胚形态后熟期需要3-4个月18-12℃的温度变化。生理后熟期需要2-4℃的低温2-3个月。种子的后熟过程是严格顺序的,如果前期没有完成,后期就无法进行;没有完全成熟的种子不能发芽。成熟后,当胚长一般为5.0-5.5毫米,或胚率(胚长/胚乳长×100)达到100%时,种子在适宜的温度下萌发出苗。

在人参种子后熟过程中,种子发生了一系列的生理生化变化。在胚胎形态后熟早期,糖酵解酶、蛋白质水解酶和过氧化物酶的活性较低,随着胚胎的生长逐渐升高。胚进入生理后熟阶段,各种酶的活性显著提高,细胞色素氧化酶出现在胚乳和胚中,集中在根尖。

生长调节剂的应用可促进人参种胚后熟,打破休眠。据朱桂香介绍,在发芽处理前用40ppm赤霉素浸泡人参种子36小时,可使发芽时间至少缩短30-40天。据研究,用赤霉素50ppm或12 ppm浸种24小时或100小时,用激动素50ppm或75ppm浸种96小时,用100 ppm浸种24小时,浸种24小时,可以替代低温,促进胚的生理后熟,时间缩短一半。

(3)光合特性

人参属于C3植物。结果表明,人参的δ13C为-26.80;PEPCase活性为14.33μ/mg port mim;CO2补偿点为80-102 ppm;最大光合速率为10.81/mg CO2/dm2h;C4植物叶片没有典型的形态和解剖特征。光合作用的日变化表明,人参的光合速率在一天中的上午9时至下午6时最高。光合作用的年变化,人参花期和青果期的日平均光合速率是一年中最高的。四年生和五年生人参的年总光合速率、年经济光合速率和PE/PT(%)最高。人参的叶面积与人参根的年生长量之间没有明显的相关性,所以人参的种植要有合理的密度,并充分利用光能。

(4)环境条件要求

1 .光

人参是阴性植物,对光照要求严格。光照的强弱直接影响人参的发育、产量和品质。人参的光补偿点在400lx左右,从400lx到10klx,人参的光合速率从10klx到33klx似乎呈线性增加,人参的光合速率缓慢增加(图14-5)。

图14-5不同光强下人参的光合强度

(王铁生,1983)

人参生长的最适光照强度一般随纬度的增加而增加。低纬度地区为7-10 klx;高纬度地区为10-22klx。在同一纬度或地理生态条件下,不同的年和生长季节需要不同的最适光照强度。

2.温度

人参是温带植物。喜温和或寒冷气候,可在年平均气温2.4-13.9℃,积温≥10℃1800-3800℃,年降雨量500-2000毫米的气候条件下栽培..在低纬度高海拔的亚热带山区,广西资源县乐瞳大队药材场(北纬26° 3′,东经110° 38′,海拔1450m,年平均气温13.1℃),福建德化县戴云山九仙山(北纬25° 43′,1165438

人参种子萌发的最适温度为12—15℃。最低温度4-6℃;最高温度为30℃。人参的不同生长阶段需要不同的温度(表14-3)。人参出苗期,气温高,上升快,有利于出苗。气温低,展叶持续时间长。温度低于15℃时很少开花,超过25℃时开花率下降。

表14-3人参不同生长阶段的温度要求

生长期温度过高或过低,都会对人参的生长和光合功能器官产生不利影响。夏季炎热干燥,茎叶容易晒伤或萎蔫死亡。人参对淡霜(温度-3℃)有一定的抵抗力;零下5度的严重霜冻会造成冻害。人参冬眠期,由于防寒不当,土壤温度突变,越冬芽会被冻住,俗称缓阳冻。冻害前后,越冬芽受到干旱、湿害、细菌感染、机械伤害、土壤窒息等影响,会促进冻害或加重冻害。因此,做好越冬和越冬管理,并采取其他有效措施如抗旱、排水、防风、土壤消毒、种植优质人参苗等,可以避免或减轻冻害的发生。

第三步:水分

水是人参赖以生存的基本条件之一,也是利用光、热、养分、空气等其他生存条件的重要条件和介质。掌握人参的生理生态需水规律,满足其生命周期内水分代谢的供需平衡,是获得人参高产优质的前提。

水是加速人参种子萌发和后熟的首要条件。人参种子的吸水量是种子重量的30-50%,所以要在发芽前充分吸收。种子后熟期砂库的湿度为10-24%。种子吸水不足,影响加速发芽的进程;水分过多影响种子呼吸,导致种子腐烂。

人参的需水量在不同的生长阶段和年份有所不同。出苗和叶片发育阶段,温度低,叶面蒸腾强度弱,需水量不多;展叶后,气温升高,叶面积迅速增加,根系继续伸长(6-7月)和增厚(7-9月),生理生态需水量增加。生长期不同的土壤水分对人参植株的生长状况有一定的影响。适宜的水分比在水分不足(60%以下)或湿度过大(100%)的条件下,有利于叶片生长、叶面积和叶宽。

生长期土壤水分对人参干物质的积累有重要影响。土壤相对含水量在80%以上,有利于人参根系生长和增重,干物质积累快,生物产量高,经济系数大;全生育期或中期土壤相对含水量达到100%或60-80%时,对人参干物质积累也有不利影响。土壤相对含水量为40-60%,会严重影响增重,甚至降低人参根产量。说明人参是一种怕干的植物。全生育期土壤相对含水量为80%,人参最高光合速率为4.3 Co2mg/dm2 h,有利于干物质积累。

总之,人参是一种介生阴性植物,既不耐旱,也不耐涝。在全生育期土壤相对含水量80%的条件下,人参生长健壮,光合速率高,人参根增重快,达到高产优质;当土壤水分不足(60%)时,人参根部常出现烧须;当土壤水分过高(100%)时,人参根部容易腐烂。因此,土壤水分紊乱是人参减产的重要原因。休眠期土壤水分过高时,往往会发生冻害。随着人参的年生长,需水量增加,抗旱性增强。土壤干燥,人参根系发育不良,从“烧须”到萎蔫死亡。

据测定,人参蒸腾强度为6.25g/h·m2,蒸腾系数为168,蒸腾效率为6。全生育期总需水量为135kg/m2。人参不同生长阶段的水分蒸散量和需水量模数系数见图14-6和表14-4。人参的日需水量和需水模数系数是制定灌溉制度和合理用水的重要依据。人参在苗期和开花期的日蒸散量最大,因此满足这一阶段人参的生理生态需水量至关重要。

图14-6不同生长期人参的日蒸散量

(王铁生等,1987)

表14-4人参需水量模数系数

4.矿质营养

人参的叶面积有限,一株生长2年的平均叶面积为0.59dm2;4年生长量为5.48dm2;13.64 dm2;经过6年的成长;光合速率低,一般为6-9 CO2 mg/dm2 h..生长缓慢,栽培人参年均增重6-9g;而野山参只有1—1.5g,最高的是3g。因此,人参对矿物质营养的需求低于普通栽培作物。与碳相比,矿物质元素在人参中只占很小的比例,但却是构建人参身体和活跃生理功能的重要基础。据余德荣报道,人参植物含有27种无机元素,其中Ca、K、S、N、Mg平均含量超过1000ppm。磷、钠、铁和A1的平均含量大于100—1000 ppm;锌、钡、锶和锰的平均含量大于10—100 ppm。硼、钛、铜、铬、砷和锡的平均含量大于1—10 ppm。其余的< < 1ppm是铅、镍、钒、锂、钼、钴、镧和钆(表14-5)。可以看出,人参对三种元素的吸收率约为n∶p∶k = 2∶1∶4.4;人参对钙的吸收量约为钾的1.4倍;人参地上部分的钙、硫、镁、铁、铝、锌、钡、锰和硼含量较高。然而,根中氮和磷的含量较高。这些可作为人参科学施肥的理论和技术依据。

表14-5人参植物中的无机元素(单位:ppm)

【注意】平均取10株,重复两次。氮气自动测定仪。

5.pH

人参喜欢微酸性的土壤,pH 4.5-5.8最适合人参生长,pH 4.5以上对人参生长不利。

第三,栽培技术

(1)品种

我国人参栽培历史悠久,但至今没有育种部门根据科学方法通过各种育种手段人工创造的品种。东北是中国人参的主要产地。在产地的自然和生产条件下,经过长期的人工选择和自然选择,形成了一些所谓的农家品种或地方品种,如“达玛亚”、“尔玛亚”、“长颈”、“圆芦”,主要根据根的形态特征进行区分和命名。另外,在生产中可以发现不同基因型的表型,如“pprrhh”和“PPRRHH”。根据金兰的报告,大马亚等四个地方品种在形态特征和总皂苷含量上存在明显差异(表14-6)。“特洛伊牙”生长快,产量高,总皂苷含量高。其次是“尔玛亚”;“长颈”和“圆囊圆芦”生长缓慢,产量低,总皂苷含量低。也有研究者报道,上述四个品种的总皂苷含量无显著差异。目前生产中栽培的人参是一个复杂的混系。中国农科院特产所对主产区6个县国有参田的调查显示,人参不同品种混种现象相当严重,其中“达玛亚”占总产量的44.5%,“尔玛亚”占40.0%,“龙波”占8.8%,“元邦鲁园”占2.7%,其余占4.0%。可根据当地生态条件和栽培特点,在人参产区选择纯化混合群体,选择具有一定经济价值、遗传一致、适合当地自然和生产条件的地方品种进行栽培。据孙贤报道,吉林省辉南县从种苗场选育提纯“大麻亚”品种,大面积种植,增产增收效果明显。8500m2良种田产量1.55kg/m2,比一般田增产0.3kg/m2,收益1.25kg/m2以上。

表14-6不同人参品种的形态特征

(2)耕作制度

人参栽培制度或栽培方法大致可分为两种:一种是直播法,播种后不移栽,连续生长4-6年收获,期间间苗1-2次。这种栽培制度节省了种植人参的土地、遮荫材料和生产劳动力,人参的产量、质量和经济效益都不低。在辽宁省新宾县王庆门乡,1978,五年生700m2直播田单位面积产量2kg,异参占76%,比移栽田增产70%,增收20%,成本降低73%。是未来的发展方向。日本和韩国都有申请。美国和加拿大的西洋参是通过直播栽培的。第二种是移栽法,配苗场和本田。播种后,在栽培期内移栽1次,如“1,5制”(