第五章 药用植物的引种驯化

第五章 药用植物的引种驯化

第一节药用植物引种驯化的意义和任务

一、 植物引种驯化的概念

药用植物的引种驯化是研究野生药用植物通过人工培育，使野生变为家种，以及研究将药用植物引种到自然分布区以外新的环境条件下生长发育、遗传、变异规律的科学。

这门科学不同于植物生态学、植物生理学和植物遗传学，也不同于一般的栽培学。它是以这些学科的理论为依据，通过引种驯化，更合理有效地开发药用植物资源，从而可以更好地为中医药事业服务。 根据植物引入新地区后出现的不同适应能力及采取的相应人为措施，植物引种可以分为简单引种和驯化引种。 植物原分布区与引种地自然环境差异较小，或其本身的适应性强，不需要特殊处理及选育过程，只要通过一定的栽培措施就能正常的生长发育，开花结实，繁衍后代，即不改变植物原来的遗传性，就能适应新环境的引种就称为“简单引种\，亦称\归化\。

而植物原分布区与引种地之间自然环境差异较大，或其本身的适应性弱，需要通过各种技术处理、定向选择和培育，使之适应新环境，叫“驯化引种”，或“驯化”，包括“风土驯化”、“气候驯化”等。

驯化引种强调以气候、土壤、生物等生态因子及人为对植物本性的改造作用使植物获得对新环境的适应能力。 因此，引种是初级阶段，驯化是在引种基础上的深化和改造，两者统一在一个过程之中。通常将两者联系在一起，称为“引种驯化\。

总之，药用植物的引种驯化指的是用野生或外地有较为重要的药用植物来充实和丰富本地区栽培药用植物资源的工作，它可以通过由野生变家种和由外地栽培变本地栽培两种办法来达到，是人类为了某种目的而利用和改造植物有机体的活动。

二、 药用植物引种驯化的意义

首先，通过药用植物的引种驯化工作，丰富本地区药用植物资源。如西洋参(Panax quinquefolium L.)1948年从北美始于引种，1975年开始有计划大规模的引种工作；有称\植物青霉素\的穿心莲是从斯里兰卡引进的；价格昂贵的番红花(Crocus sativus L.)是于1965年和1980年二度引种后在我国推广栽培的。

其次，通过药用植物的引种驯化工作，可以提高药材的产量和质量。我国植物药资源非常丰富，目前有记载的药用植物已达10 000多种。据统计，解放以来我国野生变家种成功的的药用植物有200余种，主要有：天麻（Gastrodia elata Bl.）、阳春砂（Amomum villosum Lour.）、罗汉果（Siraitia grosvenorii(Swingle) C. Jeffrey ex Lu et. Z. Y. Z hang）等。

此外，通过药用植物的引种驯化工作，可以保护药用植物资源。随着医药卫生事业的发展，一些药用植物的野生资源日益减少，甚至濒临灭绝，而需求量又日益增大，因此对这些种类的野生变家种就尤为重要。江苏省1982年将茅苍术［Atractylodes lancea (Thunb.)DC.］野生变家种；濒危珍稀药用植物肉苁蓉(Cistanche deserticola Y. C. Ma)于20世纪80年代栽培成功，同属的管花肉苁蓉［Cistanche tubulosa (Schenk) wight］近年也已引种成功等。

三、 药用植物引种驯化的主要任务

广义的讲，植物引种包括野生植物家化栽培，农业、林业生产中从各地广泛征集的各类农作物、经济特产、速生林木等种质资源。植物引种是有目的的人类生产活动，而自然界中依靠自然风力、水流、鸟兽等途径传播而扩散的植物分布，则不属于植物引种。 药用植物引种驯化的主要任务：

第一、大面积推广种植常用的、特别是对常见病及多发病有疗效的药用植物。如甜叶菊、番红花、西洋参、罗汉果、伊贝母、川贝母，以及胖大海、血竭、白豆蔻等。

第二、积极引种需求量大的野生药用植物，如肉苁蓉、金莲花、美登木(Maytenus hookeri Loes.)等。尤其对珍稀濒危药用植物，如金钗石斛、冬虫夏草等，更应积极采取有效的保护措施。 第三、引种需进口的紧缺药用植物，如乳香、没药、肉豆蔻、胖大海等。

第四、引种对临床确有疗效的新药资源，如金荞麦、水飞蓟、绞股蓝、三尖杉（Cephalotaxus fortunei Hook. f.）等。

第二节引种驯化的基本理论和方法

一、 国外关于植物引种理论与方法研究的几种主要学说

1达尔文的遗传变异学说其关于引种驯化的基本原理可以归纳为以下四点：① 植物有适应风土条件的能力，在新的环境下能产生遗传变异来适应新环境；

② 外界环境的改变、器官运动、有性或无性杂交是植物变异的源泉；

③ 在自然界或人工引种条件下，通过自然选择或人工选择都可以保持、发展植物有利变异，促进植物驯化。驯化是植物对新环境条件长期的适应过程，选择是人类驯化植物的基本途径；

④ 同一种植物分布于不同地区的不同个体，由于作用条件不同，往往会产生多样性的变异或地理小种或类型，所以引种时必须十分注意研究植物的地理分布与不同分布区的种以下分类单位。 2气候相似论

20世纪初期，德国林学家迈依尔（Mayr. H. 1906,1909）提出：森林树种的引种，应当建立在巩固的自然科学基础上，即在气候条件相似的地区之间引种。他所指的气候相似性，主要是指温度，并以温度条件的群落典型指示树种为名，把北半球划分为六个平行林区或林带，即棕榈带、月桂带、板栗带、山毛榉带、冷杉带和极寒带。

这些地区之间，不论在地理上相隔多远，都存在着引种成功的最大可能，但又严格限制木本植物引种的活动范围，如超过该地区范围，则驯化是艰难的。气候相似论的实质是在引种时应注意引种地区的气候和土壤条件是否接近于原产地。只有相似的气候、土壤等条件，才有引种成功的可能，采用同纬度地区间引种较有把握。 3米丘林的风土驯化理论和方法

苏联园艺学家米丘林的引种驯化理论是建立在达尔文学说基础上，得到了创造性的发展，并把植物引种驯化事业推向一个新的发展阶段。

他从有机体与环境条件统一的观点出发，通过反复实践、探索，提出了风土驯化的两条原则：

① 利用遗传不稳定、易动摇的幼龄植物--实生苗作为风土驯化材料，使其在新的环境影响下，逐渐改变原来本性，适应新的条件，达到驯化效果，尤其在个体发育中的最幼龄阶段，变异性最大，也具有最大的可能性产生新的变异以顺应于改变了的新环境；

② 采用逐步迁移播种的方法。实生苗对新环境有较大的适应性，但有一定限度，当原产地与引种地条件相差太远而超越了幼苗的适应范围时，驯化难以成功，这就需要采用逐步迁移的方法，使它逐渐地移向与引种地相接近的地区，并接近于适应预定的栽培条件。

4栽培植物起源中心学说

 植物引种驯化工作者要了解栽培植物的起源，掌握何处种源最丰富，从哪里去引种最适宜。达尔文、德·堪道、瓦维洛夫等都进行了栽培植物的起源研究，其中以瓦维洛夫（Вавилов Н. И.）的研究最为系统。 他在1935年提出地球上植物分布是不均匀的，某一类作物的许多种不同类型集中在某些古老的农业国家（地区）或高山海洋相隔地区，这些集中的地区称为\栽培植物的起源中心\。种是起源中心地区产生的，再传播到其他地区，从起源中心的地区去引种原始材料是很重要的。他又指出，不能认为种的形成只限在一个起源中心，在新的地区、新的条件下也能形成新种，引种地区不限于起源中心，可以根据情况相应地扩大范围。

5生态历史分析法

这一方法是苏联总植物园在试验了3 000多种植物后总结出来的，并由库里基阿索夫(Кулътиасов М. В.)于1953年提出。一些苏联引种工作者认为，生态历史分析法是以专属引种法为实验基础的，这一方法是专为自然区系植物引种选择原始材料的目的而提出的。

其理论基础是根据某一植物区系成分起源的分析和揭露这些成分的生态历史(包括生态和演化历史)，在引种工作中我们可以选择那些外来的区系成分，把它们迁回原来生存过的生态条件下，这些植物不但极容易引种成功而且生产率可以得到大大的提高。

最著名的事例是天山苜蓿，它不是天山植物区系的成分，当将其从天山的旱生条件引种至湿生条件下时，它的生长状态比在旱生条件下好，而且其后代的植物体结构和功能也由旱生类型迅速地变回湿生类型。许多孑遗植物的推广种植成功是对生态历史分析法强有力的支持，比如，水杉在历史上曾经是一个广布种，但由于冰川的袭击其分布范围变得十分狭窄，目前该种在很大范围内的推广栽培取得了很好的结果。此方法对于自然区系植物的引种工作具有特殊的价值。

二、 我国关于植物引种理论与方法的研究 1张春静的顺应与改造相结合引种驯化方法

张春静（1985）的引种驯化方法基本上是以迈依尔的气候相似论与米丘林的风土驯化原理为依据，从他的长期引种实践中总结出来的。

他在《木本植物引种驯化研究》一文中提出，树木引种基本方法是选好材料，做好分析，抓住关键，进行驯化。即：树木引种最重要的是树木种源的选择，以及原产地与引种地之间的生境比较分析，找出差异程度与主导限制因子，然后制定驯化措施。驯化的基本原则是以顺应保护同改造锻炼相结合。由此造成树种所要求的基本生存条件，逐步达到对新生境的完全适应。按此方法，北京植物园向国内外引入上万份材料，成功栽培了1 000多种树木，药用植物如杜仲等。

2董保华（1987）的地理生态生物学特性综合分析方法

董保华认为，要将树木的种源地、引种地的地理生态条件（包括纬度、经度、海拔高度及温度、降雨量、土壤等）和引种植物的生物学特性进行综合而全面地分析，找出原分布区与引种地之间的相吻合和相异点，分析其引种成功的可能性程度，提出相应的技术措施，以克服引种驯化过程中的矛盾，使引种获得成功。

在同一地理区系分布的树种，由于彼此生物学特性的差异，引种结果完全不同，能基本满足其生物学特性要求的树种就能引种成功，否则就难以成功。

3贺善安的生境因子分析法贺善安（1987）在《栽培植物的生境因子分析法》一文中指出，生境分析的基本原理是：

（1） 栽培作物由于许多特性巳发生变化，对生境的要求与其原始种（野生种）产生差异，不能再把起源中心的原生境条件作为该作物的最适生境，因此，分析原生境时，先把各生态因子划分为适宜（或最适宜）因子、非适宜（或非最适宜）因子、可适应（或可改良）因子三类，在此分析基础上，对新生境因子进行比较；

（2） 各生境因子具有相对独立性，但是互相联系，对植物的作用又是综合的，进行分析各因子对植物作用时应区分开来；

（3） 充分重视栽培条件的作用，栽培措施在一定程度上可改变生境条件以满足植物需要。

生境分析法首先是将原生境与引种地的新生境比较分析，原生境不一定是引种植物的最适生境，而新生境中有不同于原生境的因子，有时也可能是有利的因子，所以要具体分析。其次是开展引种试验（包括单因子试验）与抗逆性评价，采用田间与实验室相结合的方法进行。再次是对生态生物学的研究，以了解植物个体发育的内在规律与生境的关系，从而反映出来植物对新生境的抗逆性与适应性。

生境分析法的特点是在原存的引种驯化理论与方法基础上，重视人的因素，通过人为作用，加强栽培措施，并把生态适应性研究与抗性育种研究同步进行。任何植物在引种得以成功的情况下，或多或少都含有不同程度的引种效应。

4谢孝福的协调统一原则谢孝福（1987）在《协调统一是植物引种的原则》一文中指出，引种植物的生长发育各个阶段，都必须同它生存环境中各个生态因子互相协调统一，才能取得成功，否则就遭失败。其主要内容有以下几个方面：

① 植物个体发育过程中，每个阶段都要有相应的必不可少的生态因子（光、温、水、土、养料、生物等）互相协调，使植物统一于生存环境之中，如有某一阶段不协调，就会给引种带来困难，应采取克服办法。这个协调统一从植物幼苗活动开始直至开花结实、种子成熟。

② 限制因子的影响，从原产地到引种地之间生境差异程度往往不同，虽然生态因子作用是综合的，但各个因子作用又不同等，有可能其中某一或几个因子要成为引种植物在协调统一进程中的限制因子。引种驯化从某种意义上说就是要克服或改变植物在协调统一中某一个或几个起主导作用的限制因子，使植物能适应于新的环境。

③ 引种植物对新环境有逐步适应过程，能不断地改变原来习性，与新环境中各个生态因子同步协调，这种改变了的习性能不断地积累，并从抗逆性或形态上反映出来，而且能形成一个新类型，人们识辨了之后就可以从中选择。

三、 药用植物引种驯化的步骤和方法 （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，广泛地分布在我国各地。而由于各个地区间名称不统一，常\同名异物\、\同物异名\的情况出现。“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。 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及考察它们的特征和特性（表5-1）；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）及无性系的特征和特性，这样才能使引种工作获得事半功倍的效果。 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，温度高、湿度大，药用植物一年四季均处于生长期。热带一年内≥10℃的活动积温约8 000～9 000℃之间，年平均气温22～26℃，最冷月在16℃以上，极端最低温≥5℃，很少有0℃以下的记录。年降雨量1 000～2 400 mm，热带药用植物都能在本地区范围内生长，如胖大海、马钱、槟榔、肉豆蔻、白豆蔻等。

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，引种时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。综上所述，引种工作者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，都有其生长发育规律，并且不同的生长发育阶段对生态条件要求不同。因此，了解药用植物的特性和所需的环境条件，是保证引种成功的一个重要因素。过去在引种时，由于缺乏对药用植物生物学及生态学特性的了解，有过不少的经验教训。

如引种天麻时，由于不了解其与蜜环菌的共生关系，多年没有引种成功；上海从四川引种冬花，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。

（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，如南砂参、桔梗、薄荷、穿山龙、紫菀、旱莲草、地锦等，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成功。自然分布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。

另外，有些药用植物平面分布范围虽然较广，但是有明显的垂直分布界线，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

利用科学的实验方法来研究外界环境条件对药用植物生长繁殖、次生代谢过程的影响，辩证地理解植物和环境的相互关系，进而就可以驯化药用植物，提高其产量和质量。 引种驯化的方法，主要有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。

一般说来，相同气候带内相互引种，可以不通过植物的驯化阶段，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，使其在北方结实；番红花控制芽的数目，使球茎增大，

增加开花数等。

（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3 000 m的高山地区栽培，已直接引种到北京低海拔（50 m）地区；三七从广西、云南海拔1 500 m引种到江西海拔500～600 m地区；人参从吉林省海拔300～500 m处，引种到云南丽江海拔2 000 m左右的山区等都获得了成功。

（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、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。如引种三角薯蓣、纤细薯蓣等，通过将根茎深栽于冻土层下面，使其在我国北方安全越冬。同样，热带向亚热带地区引种也可以采用此法。

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，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。如红花属于长日照植物，短日照有利于营养生长，长日照则有利于生殖生长，要获得丰产，应该使红花苗期处于短日照条件下，使之根繁叶茂，在此基础上再给以长日照促进开花结果，这一过程可以通过调整适当的播种期来实现。

在生产上就有在南方“秋播宜晚”，而在北方“春播宜早”的经验，即在南方引种红花为了使红花有一段生长时期处于短日照条件下，宜采用秋播，但又不宜早播种，否则大苗越冬易受冻害。北方宜春播，应抓住土壤开始解冻、墒情好的有利时机播种，且越早越好，以尽可能地增加其营养生长期。

（7） 采用组织培养方法加速种苗繁殖，使野生变家种是药用植物引种工作的一个重要新途径，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P肥K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。

如王亚琴等对原产地和引种地杜仲树叶进行了次生代谢物含量的测定，从表5-2中可以看出原产地贵州遵义的杜仲叶中次生代谢物含量高于引种地陕西杨陵，而略阳、慈利这两个原产地杜仲叶中次生代谢物含量均低于引种地。说明了陕西略阳和湖南慈利杜仲引种到杨陵地区其药用品质表现比较好，宜于在该地区引种，并可在立地条件相同的关中地区示范推广。

2.复杂引种法对气候差异较大地区的药用植物，在不同气侯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；槟榔从热带地区逐渐引种驯化到广东栽培等。

（1） 进行实生苗多世代选择。在两地条件差别不大或差别稍超出植物适应范围的地区，通过在引种地区进行连续播种，选育出抗寒性强的植株进行引种繁殖。如洋地黄、苦楝等。

（2） 逐步驯化。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，但是时间较长，一般较少采用。

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

第三节药用植物引种驯化技术

植物引种驯化技术包括引种植物的材料处理、繁殖、幼苗锻炼与定向培育、种源与优良类型的选择、杂交育种和直接为引种驯化应用的小环境小气候、设施栽培、无土栽培以及生物工程在引种驯化中的应用等。

一、 引种材料的处理与繁殖

1.繁殖材料的处理从外地引进的新鲜种子、插条、接穗、根茎、球茎、鳞茎、块茎及其他繁殖材料，都必须按记载表格登记，经过检疫、消毒等处理，然后进行育苗繁殖。

（1） 新鲜繁殖体的包装运输。从外地采集种子一般除了可以贮藏的外，其余新鲜种子、果实、苗木、枝条，有许多一旦失水干燥就失去繁殖力，必须给以保湿保鲜，特别在长途运输中，更要做好护养工作。

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