¿Qué es el crecimiento y desarrollo de las plantas medicinales?

Los productos y rendimientos de las plantas medicinales se forman mediante el desarrollo (crecimiento y diferenciación) de organismos vegetales. El desarrollo de las plantas es un fenómeno vital muy complejo. Se logra mediante la interacción del material genético vegetal con las condiciones internas y externas.

Aquí, el material genético es la base del desarrollo, estipula el patrón y la secuencia espaciotemporal de las reacciones metabólicas fisiológicas y, a través de él, los factores internos y externos de la célula regulan el desarrollo de las plantas individuales. La regulación de factores intracelulares, incluida la regulación de la actividad genética genética y la regulación de enzimas, conducirá a la síntesis de proteínas o polipéptidos específicos (incluida la síntesis de proteínas enzimáticas). La regulación de los factores intercelulares es como la regulación de las hormonas vegetales. Las fitohormonas son mensajeros químicos que desempeñan funciones importantes en el crecimiento y la diferenciación de las plantas. Pueden ser transportados desde el sitio de síntesis al sitio de acción a través del sistema vascular de la planta, activando genes y activando o inactivando la actividad enzimática. La regulación de factores externos de las células incluye la regulación de factores ambientales como temperatura, luz, humedad, CO2, O2 y nutrientes minerales para suministrar los materiales y energía necesarios para la nutrición de las plantas y estimular e inducir el proceso de desarrollo. Estos factores internos y externos tienen una relación de restricción y coordinación mutua muy delicada y sutil. Los cambios en cualquier factor causarán directa o indirectamente fluctuaciones en la actividad genética y afectarán el desarrollo de la planta.

De manera general, el crecimiento y desarrollo de las plantas se puede resumir en meristemo y diferenciación. A través de los meristemas y la expansión de las células, las plantas pueden crecer de pequeñas a grandes, desde plántulas hasta plantas. Este aumento irreversible de tamaño y peso es para el crecimiento. La diferenciación de las células hace que la estructura y función de las plantas se transforme de simple a compleja, formando cuerpos vegetativos como raíces, tallos y hojas, y de cuerpos vegetativos a órganos reproductivos, flores, frutos y semillas. Este proceso de cambio cualitativo es para el desarrollo. En el proceso de vida de las plantas medicinales se combinan la diferenciación celular y la diferenciación, pero las condiciones que requieren son diferentes al fin y al cabo. Por ello, la investigación para el desarrollo es de gran importancia en la producción de plantas medicinales. Crecimiento vegetativo de plantas medicinales, como raíces y rizomas, plantas enteras, tallos y árboles, cortezas, etc. , si está intacto o no tiene mucho que ver con mejorar el rendimiento y la calidad del producto. Al mismo tiempo, el crecimiento vegetativo es la base del crecimiento reproductivo y los órganos vegetativos proporcionan materiales y energía para el desarrollo de los órganos reproductivos. Por lo tanto, para cosechar plantas medicinales como flores, frutos y semillas utilizadas como medicinas, se debe prestar más atención al crecimiento vegetativo y al proceso de cambio cualitativo desde la nutrición hasta la reproducción para obtener productos económicos de alta calidad y alto rendimiento.

Primero, el ciclo de vida de las plantas medicinales

Las plantas perciben los cambios cíclicos en el ambiente externo (como ciclos diurnos y nocturnos, cambios estacionales, etc.) a través del ritmo de la "reloj biológico" en el cuerpo, y Ajustar el ritmo de sus actividades fisiológicas para que comiencen, continúen o terminen dentro de un cierto período de tiempo. Si una planta florece en una determinada estación cada año, es gracias a su "reloj biológico". Sin embargo, este ritmo endógeno debería funcionar simultáneamente con cambios periódicos en el ambiente externo para afectar los procesos o comportamientos de crecimiento y desarrollo de las plantas, fortaleciéndolos o debilitándolos.

(1) El ciclo de vida de las plantas

En términos generales, la vida de una planta comienza desde un óvulo fertilizado hasta la formación del siguiente óvulo fertilizado. En otras palabras, una planta. Comienza desde la germinación de una semilla y pasa por la juventud, la madurez, la senescencia y finalmente la muerte. Este proceso se llama ciclo de vida de la planta (historia de vida). Según los diferentes ciclos de vida de las plantas, se pueden dividir en:

1. Plantas anuales

El proceso desde la germinación de las semillas hasta la floración y la fructificación hasta la muerte de la planta se completa en un año. , como Su púrpura, Schizonepeta, Cassia, etc.

2. Plantas bienales

También conocidas como plantas perennes. Las plantas como la agripalma, la malvarrosa y las semillas de salvia que crecen vegetativamente después de que sus semillas germinan en el año en curso sólo pueden brotar, florecer, dar frutos o incluso morir en un invierno del segundo año. Los órganos subterráneos de muchas plantas se forman como productos económicos durante el crecimiento vegetativo, como el glasto.

3. Plantas perennes

Con una vida útil superior a dos años, cada año se forma un ciclo vegetativo-reproductivo, alternando ciclos de crecimiento y latencia. Las partes aéreas de las plantas herbáceas perennes mueren después de florecer y dar frutos cada año, mientras que las partes subterráneas perennes, como las raíces (ginseng), los rizomas (menta) o los bulbos (fritillaria), los bulbos (azafrán) y los tubérculos (cordydia) pueden morir. sobrevivir durante muchos años.

Sin embargo, algunas hierbas perennes, como Ophiopogon japonicus, Dieffenbachia, Ophiopogon japonicus, etc., permanecen siempre verdes en invierno. Una planta leñosa perenne que aumenta continuamente de tamaño cada año a través de conos de crecimiento o capas de cambium en las puntas de las ramas y las raíces (o ambas). La mayoría de las plantas pueden florecer y dar frutos varias veces durante su vida; algunas plantas florecen y dan frutos sólo una vez en su vida, como el bambú y el agave, y algunas plantas florecen varias veces al año, como la madreselva y el ciruelo que florece dos veces;

(2) Crecimiento individual de las plantas

Existen muchos tipos de plantas medicinales cultivadas, la mayoría de las cuales se propagan por semillas, y un número considerable de ellas se propagan de forma asexual o ambas. como Radix Pseudostellariae, lugar de nacimiento, etc. A veces es difícil distinguir entre plantas anuales y bienales, o bienales y perennes. Entonces, aquí hay solo un resumen. El crecimiento individual de las plantas comienza principalmente desde la germinación de las semillas hasta la reobtención de semillas, y algunas incluso obtienen semillas año tras año. En cultivo, el proceso de crecimiento de las plantas se divide en tres fases de crecimiento.

1. Etapa de la semilla

La etapa desde la formación de la semilla hasta la germinación se llama etapa de la semilla. Este período se puede dividir en tres etapas:

(1) Período de desarrollo embrionario

Este es el período de formación de semillas. Desde la fertilización del óvulo hasta el desarrollo del óvulo hasta convertirse en una semilla madura. Este período se completa en el cuerpo de la madre. Hay un proceso importante de acumulación y síntesis de nutrientes, que está relacionado con el crecimiento y la fuerza del cuerpo de la madre y se ve fácilmente afectado por el clima y el medio ambiente en ese momento. Crear buenas condiciones de agua, fertilizantes y fotosíntesis adecuadas para el crecimiento de las plantas madre en el manejo del cultivo es la base para promover el desarrollo saludable de las semillas y la clave para obtener semillas productos económicos.

(2) Período de latencia de las semillas

Existen distintos grados de latencia después de que las semillas maduran y se cosechan. Debido a los diferentes tipos y características de latencia de las semillas, algunas tienen períodos de latencia más largos, como coptis, peonía, cornejo, etc.; otras tienen períodos de latencia más cortos, como el cártamo. Las plantas medicinales que dependen de la propagación vegetativa también tienen cogollos inactivos en sus órganos subterráneos persistentes. Por ejemplo, los bulbos de azafrán permanecen inactivos en verano y, durante el almacenamiento de los bulbos, las hojas y los botones florales se diferencian. Por lo tanto, durante el almacenamiento y conservación de semillas y otros órganos persistentes, se debe prestar atención a la regulación de las condiciones ambientales adversas para promover la diferenciación de semillas maduras y yemas de órganos persistentes y mantener su vitalidad.

(3) Etapa de germinación

Después de que las semillas y los cogollos de los órganos vegetativos hayan pasado por el estado de latencia, en condiciones adecuadas de temperatura, humedad y oxígeno (algunas plantas también requieren condiciones de luz u oscuridad). para semillas) ), puede germinar o germinar. Durante la germinación, los nutrientes almacenados en la semilla o en los órganos vegetativos se convierten en materiales estructurales para la plántula. La duración del período de germinación varía mucho según la especie de planta. Durante este período, lo más importante es brindar las condiciones adecuadas para la germinación de semillas y cogollos y la aparición de plántulas. Las plantas leñosas perennes brotan y desarrollan nuevas ramas después del letargo en invierno o verano.

2. El período de crecimiento vegetativo

Es el período en el que las raíces, tallos, hojas y demás órganos vegetativos de la planta están creciendo vigorosamente. La germinación de las semillas en plántulas marca el comienzo de la vida autótrofa de la planta. La fotosíntesis de las hojas verdes se convierte en la principal fuente de nutrientes. El material y la energía que las plántulas obtienen continuamente del mundo exterior se utilizan para el crecimiento de raíces, tallos, hojas y otros órganos vegetativos y la acumulación de nutrientes, lo que se manifiesta como un aumento del peso seco, el volumen y la altura de la planta. La calidad del crecimiento vegetativo está relacionada con las condiciones internas y externas. Por ejemplo, está controlado por reguladores del crecimiento como auxinas, giberelinas y cinetina, y se ve afectado por la luz solar, la temperatura, el suministro de dióxido de carbono y los nutrientes minerales y la humedad como nitrógeno, fósforo, potasio, calcio y magnesio. Diferentes plantas tienen diferentes demandas de fertilizantes y agua en diferentes etapas de crecimiento, por lo que el manejo adecuado del agua y los fertilizantes es una medida importante de control del campo. Este período se puede dividir en tres etapas:

(1) Etapa de plántula

Las semillas germinan y entran en la etapa de plántula. Esa es la etapa inicial del crecimiento vegetativo. Los nutrientes producidos por la fotosíntesis no sólo se consumen mediante la respiración y el metabolismo, sino que también se utilizan para el crecimiento de raíces, tallos y hojas. Durante este período, las plántulas crecen rápidamente, tienen un metabolismo fuerte y una adaptabilidad débil a la temperatura. Algunas especies de plantas aún necesitan una sombra adecuada para evitar una fuerte exposición a la luz, como el ginseng, coptis, notoginseng, etc. Aunque las plantas en la etapa de plántula no absorben mucha humedad y nutrientes del suelo, sus requisitos son muy estrictos. Las plántulas tienen un gran impacto en el crecimiento y desarrollo futuros. Es necesario fortalecer la gestión del período de plántula y organizar el período de plántula en una temporada adecuada para garantizar que los órganos de los productos económicos crezcan a una temperatura adecuada.

Las plantas perennes comienzan a brotar nuevas plántulas y ramas en este momento, bastante temprano después de volverse verdes.

(2) Periodo de crecimiento vegetativo vigoroso

Después de la etapa de plántula, las plantas comienzan a crecer vigorosamente. Dependiendo de su patrón y secuencia genética, se construyen órganos vegetativos de diferentes formas y estructuras. Las ramas, hojas y raíces de las plantas anuales crecen vigorosamente, sentando una base nutricional para la floración y la fructificación. Las plantas perennes, sus asimilados (productos fotosintéticos) se han utilizado para el crecimiento de raíces, tallos y hojas, y gradualmente entran en la etapa de acumulación de nutrientes para formar tubérculos, tubérculos, bulbos, cormos y otros órganos, como la cúrcuma, pinellia, caladio. , y azafrán espera. En términos de cultivo, este período debe organizarse en el entorno más adecuado para la acumulación de nutrientes, o deben crearse condiciones adecuadas para un alto rendimiento.

El tiempo que tardan las plantas leñosas desde el crecimiento de las plántulas hasta la floración varía, oscilando entre 1 y 2 años, como la baya de goji, para las plantas más viejas, puede tardar desde varios años hasta más de diez años, como la Eucommia; ulmoides, Magnolia officinalis, Dogwood et al. El crecimiento vegetativo de la planta se convierte en un ciclo de crecimiento anual.

(3) Período de inactividad

Para las plantas herbáceas bienales y perennes, después de que se forman los órganos de almacenamiento de nutrientes (incluida la expansión), los órganos aéreos se marchitan o se estancan gradualmente y entran en estado de inactividad. , y no pueden adaptarse al entorno externo. En cultivo, este período suele estar asociado con los productos cosechados, por lo que es necesario aplicar buenos métodos de almacenamiento o medidas de protección para sobrevivir a las estaciones cálidas o frías y minimizar el consumo de nutrientes durante el almacenamiento, para satisfacer las necesidades de germinación o floración, floración y fructificación. en el próximo año. Este tipo de latencia es de naturaleza diferente a la latencia de las semillas, la mayoría de las cuales son latencia forzada.

Las diversas etapas de crecimiento vegetativo de una planta están estrechamente relacionadas y son inseparables, y cada etapa de crecimiento sienta las bases de su longevidad. Pero no todas las plantas tienen estas tres etapas de crecimiento. Por ejemplo, las plantas medicinales anuales no tienen un período de inactividad en sus órganos vegetativos.

3. Periodo de crecimiento reproductivo

A partir del crecimiento vegetativo, las plantas no sólo aumentan significativamente en volumen y peso, sino que también sufren una serie de cambios fisiológicos y bioquímicos, pasando al reproductivo. crecer, es decir, brotar, florecer, dar fruto, formar semillas. Este período se puede dividir en tres etapas:

(1) Período de diferenciación de los botones florales

La diferenciación de los botones florales es el punto de inflexión del crecimiento vegetativo al crecimiento reproductivo. Cuando una planta crece hasta cierto período, algunos factores del ambiente externo, como los cambios estacionales en la luz solar y la temperatura, pueden configurar el "reloj biológico" de la planta e inducir cambios en el tipo metabólico del meristemo apical de la planta, cambiando su Se producen los cambios correspondientes en forma y estructura, lo que hace que los conos de crecimiento se diferencien en botones florales y entren en crecimiento reproductivo. Entonces brotará y florecerá. Por ejemplo, la diferenciación de las yemas florales de los bulbos de azafrán se produce durante el almacenamiento en verano. Las hojas se asimilan primero de los botones florales y luego comienza la diferenciación de las flores. Los órganos florales se forman desde el exterior hacia el interior en el orden de yemas y hojas, primordios florales, perianto, estambres, pistilos y esporas grandes y pequeñas. La temperatura es el principal factor de inducción en el proceso de floración. Los botones florales de varias plantas tienen diferentes etapas y métodos de diferenciación, y la longitud de sus botones preñados varía mucho. Algunas plantas pueden durar más de un año, con cogollos visibles a simple vista, como el cornejo. Generalmente, durante la diferenciación de los botones florales, los tallos, las hojas y las raíces crecen al mismo tiempo. En términos de formación, debemos hacer todo lo posible para crear un entorno adecuado y promover el desarrollo.

(2) Periodo de floración

Desde la brotación hasta la polinización y fecundación, es muy sensible a la temperatura, la luz y la humedad. Las temperaturas demasiado altas o demasiado bajas y la sequía, así como la luz insuficiente, afectarán la apertura de las flores.

(3) Periodo de fructificación

Después de la floración y la fecundación, el ovario se expande para formar frutos y semillas. Este es un período importante para la producción de productos económicos de frutas y semillas. En el cultivo, este período debe organizarse en la estación más adecuada, y el agua y los fertilizantes deben suministrarse de manera adecuada y oportuna para facilitar el crecimiento normal de los frutos y órganos vegetativos, de modo que los nutrientes de los tallos y las hojas puedan ingresar a los frutos y semillas. La mayoría de las plantas herbáceas perennes florecen y dan frutos, por un lado, y, por otro, todavía tienen un crecimiento vegetativo vigoroso para formar órganos de almacenamiento. En este momento se deben tomar medidas de promoción y control adecuadas según la finalidad de la cultura.

Cabe destacar que no todas las plantas tienen estos periodos. En muchas plantas, el crecimiento vegetativo y reproductivo se alternan o se superponen. El proceso de crecimiento de algunas plantas es bastante especial y no se puede resumir en los períodos anteriores.

Por ejemplo, algunas plantas se cultivan principalmente mediante reproducción asexual y su ontogenia no es un nuevo comienzo, sino una continuación del desarrollo materno. Aunque también puede florecer y dar semillas, no es lo mismo que la reproducción sexual.

En segundo lugar, el ciclo de crecimiento de las plantas

En la historia evolutiva de la filogenia, las plantas se han adaptado al entorno externo durante mucho tiempo, formando así una variedad de expresiones rítmicas cíclicas en las plantas. crecimiento, como la latencia de las semillas, la germinación de las yemas, etc. Este ritmo se llama periodicidad. El tiempo y la velocidad de los procesos de crecimiento de las plantas individuales también están obviamente sincronizados con los cambios periódicos en las condiciones ambientales, como la germinación, el crecimiento, la brotación, la floración, la fructificación, la maduración de los frutos y otros procesos, todo en un orden determinado. Estas manifestaciones cíclicas están estrechamente relacionadas con la formación de los órganos reproductivos, la composición, el rendimiento y la calidad de los productos económicos. Durante el cultivo, es necesario comprender las leyes cíclicas del crecimiento de las plantas, lo que favorece la formulación de diversas medidas de cultivo según las condiciones locales. Aquí sólo se describen tres ciclos de crecimiento principales.

(1) Ciclo de crecimiento anual

Las plantas se adaptan al ritmo de los cambios climáticos (cambios estacionales) en un año durante un largo tiempo, formando un ciclo de crecimiento anual. En la naturaleza, la mayoría de las plantas templadas germinan y crecen cuando la temperatura comienza a subir en primavera, y luego aparecen los capullos de las flores, florecen, dan frutos y maduran bajo las altas temperaturas en verano y otoño sus hojas se caen o se marchitan y entran en una; período de inactividad cuando las temperaturas son bajas a finales de otoño y principios de invierno. Aunque la fenología de varias plantas que crecen en diversos lugares tiene etapas tempranas y tardías, todas tienen su propio ritmo de ciclo de crecimiento anual. Este ritmo muestra una especie de * * * ya sea el crecimiento del número de células, el peso de toda la planta, el alargamiento del tallo, la expansión del área foliar o el desarrollo del fruto, el aumento de los órganos producto , o incluso los cambios en las características del cuerpo, es decir, el crecimiento o acumulación inicial es lento, luego alcanza el valor más alto a medida que el proceso de crecimiento de la planta se acelera gradualmente, y luego la velocidad de crecimiento o acumulación se ralentiza gradualmente o incluso se estanca. Este patrón básico de crecimiento lento-rápido-lento de las plantas se denomina ciclo de crecimiento anual o período de crecimiento. La curva "S" dibujada con datos de prueba se denomina curva de crecimiento de período largo (Figura 4-1).

Figura 4 - Curva de crecimiento de una planta

Con base en la observación del ciclo de crecimiento anual de los órganos de la planta y el contenido del producto, según el propósito de cultivo esperado, la planta u órgano Antes de la llegada del período de crecimiento más rápido, se deben tomar medidas técnicas razonables para regular el proceso de crecimiento y la velocidad de las plantas para obtener rendimientos económicos ideales. Estos patrones periódicos también se pueden utilizar para organizar racionalmente cultivos intercalados y determinar el momento de la siembra para que las plantas puedan aprovechar al máximo la luz solar y la fertilidad del suelo.

(2) Ciclo de crecimiento diario

La tasa de crecimiento de las plantas incluye no solo el ciclo de crecimiento anual que se adapta a los cambios estacionales, sino también el ciclo de crecimiento diario que se adapta a los cambios diurnos diarios. . Los factores de crecimiento de las plantas incluyen principalmente la temperatura, la luz y la humedad del cuerpo. Durante el proceso de crecimiento de un día, las plantas experimentan el día y la noche, y es probable que se vean afectadas por los factores de crecimiento del ritmo circadiano, mostrando cambios periódicos. En el ciclo de crecimiento diario, la tasa de crecimiento de las plantas está más estrechamente relacionada con la temperatura. En términos generales, cuando a las plantas no les falta agua, las temperaturas altas apropiadas durante el día favorecen la fotosíntesis, mientras que las temperaturas bajas apropiadas durante la noche debilitan la respiración de las plantas, reducen el consumo de productos fotosintéticos y aumentan la acumulación neta. Cuando las plantas tienen escasez de agua, su tasa de crecimiento se ralentizará al mediodía y habrá dos picos de tasa de crecimiento antes del mediodía y por la noche. Las plantas crecen más rápido durante la noche sólo cuando hay una grave escasez de agua durante el día. Por tanto, en el ritmo circadiano de un determinado nivel de temperatura, cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre el día y la noche, mayor será el rendimiento y mejor la calidad de la planta. Las características del ciclo diurno del crecimiento de las plantas están relacionadas con el origen del ritmo de temperatura diurno.

(3)Ciclo de cultivo

El ciclo de cultivo de las plantas se refiere a las características biológicas de varias plantas y los requisitos de las condiciones ambientales bajo ciertas condiciones ambientales geográficas naturales El período y el período de. cultivo, así como los productos económicos necesarios para fines de cultivo artificial. Los conceptos de ciclo de cultivo de plantas y ciclo de vida son diferentes. Las raíces de las plantas cultivadas son el resultado del cultivo y la selección a largo plazo por parte de los humanos del estado silvestre, y se han convertido en el estado cultivado actual y en buenos rasgos económicos. Todo el período de crecimiento de las plantas cultivadas y de las especies silvestres será diferente, y su adaptabilidad también será diferente. La ubicación geográfica y el entorno ecológico del sitio de introducción y origen (principal zona de producción) provocarán cambios en el ciclo de cultivo. Durante la introducción y cultivo de algunas plantas, es necesario acortar el período de crecimiento de perenne a bienal o anual según la calidad de los productos económicos, como el áster.

El ciclo de cultivo tiene generalmente características regionales obvias. Debido a la gran variedad de plantas medicinales, los productos económicos tienen diferentes órganos y partes, diversos métodos de propagación y, obviamente, diferentes ciclos de cultivo. Debido a las limitaciones de las condiciones climáticas naturales, el período de crecimiento de algunas plantas herbáceas ha cambiado. Las mismas hierbas se cultivan como plantas perennes en áreas cálidas, pero pueden cultivarse como anuales o bienales en áreas más frías, como la andrographis y el hinojo. Incluso en la misma zona, los años de cultivo son diferentes debido a los diferentes fines de cultivo. Por ejemplo, las raíces (raíz de Isatis) y las hojas (Daqingye) de la planta bienal Isatis indica se utilizan con fines medicinales, por lo que sólo se cultiva como planta anual en producción y se siembra en primavera y se cosecha en otoño. Esto puede aprovechar al máximo la temporada de crecimiento natural adecuada, mantener un tiempo de crecimiento vegetativo más largo, promover el crecimiento de raíces y hojas y obtener productos económicos de alta calidad. Si necesitas obtener semillas, deberás sembrarlas en otoño para cumplir con los requisitos de baja temperatura durante la etapa de plántula y completar el proceso de vernalización. En el segundo año, brotarán, florecerán y darán frutos, lo que dará lugar a un cultivo bienal. Para reducir el impacto de las enfermedades en el rendimiento, también se puede cambiar el ciclo de cultivo. Por ejemplo, la dedalera es una hierba perenne cuyas hojas se utilizan como medicina y tienen propiedades suaves. Las altas temperaturas y la alta humedad no favorecen el crecimiento de las plantas. Siempre que la temporada de lluvias se concentra en verano, la pudrición de las raíces es severa y la mortalidad es alta, lo que resulta en una gran escasez de plantas en el campo. Aunque el contenido de glucósidos de una sola planta es alto, el rendimiento total de glucósidos no es alto debido a la escasez de plantas. Por lo tanto, a menudo se cambia de tres años a dos años, la siembra de plántulas en primavera se cambia a la siembra de plántulas en otoño y la cosecha de hojas en el segundo verano. Asegura el rendimiento de las plantas de campo y aumenta el rendimiento de las hojas. Aunque el contenido de glucósidos en las hojas de una sola planta es ligeramente inferior al de una planta de tres años, su contenido total de glucósidos es mucho mayor que el de una planta de tres años. Se han conseguido resultados. Se puede observar que mediante medidas de cultivo adaptadas a las condiciones locales, el ciclo de cultivo de las plantas se puede ajustar según diferentes objetos y propósitos de cultivo. Especialmente con el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, la inteligencia artificial puede crear diversas condiciones adecuadas para el crecimiento y desarrollo de las plantas, promover el cultivo y acortar el ciclo de cultivo.

En tercer lugar, condiciones desde el crecimiento vegetativo hasta el crecimiento reproductivo

Entre los objetos de cultivo de las plantas medicinales, la mayoría de las especies recolectan sus raíces, tallos, hojas, cortezas o pastos enteros, otras recolectan flores; , inflorescencias, frutos o semillas. Por lo tanto, para mejorar el rendimiento y la calidad del cultivo, a veces es necesario favorecer la floración de las plantas, y otras veces es necesario retrasar la floración o incluso no florecer en absoluto. Y esos requisitos están estrechamente relacionados con la floración. Generalmente, cuando el crecimiento vegetativo de una planta alcanza un determinado estado fisiológico o una determinada edad, pasará al crecimiento reproductivo. Esto está determinado por el genotipo de la planta. Cuando la planta es inducida por condiciones externas adecuadas, los conos de crecimiento del tallo comienzan a diferenciarse en botones florales y sufren cambios morfológicos y fisiológicos. El primordio floral se forma donde primero se formó el primordio de la hoja, luego el primordio floral se divide en las distintas partes de la flor y, finalmente, se forman los órganos reproductivos (flores). Por lo general, la diferenciación de los botones florales es el punto de inflexión del crecimiento vegetativo al crecimiento reproductivo. La aparición de órganos reproductivos (flores) marca un enorme cambio en la estructura morfológica, la función fisiológica y la información genética durante la ontogenia de las plantas. Este cambio se basa en el crecimiento vegetativo, que es mucho más complejo que el crecimiento vegetativo y tiene requisitos más estrictos en cuanto a las condiciones externas. Ahora está claro que las principales condiciones externas son la luz y la temperatura; las condiciones internas son las hormonas y el estado nutricional del cuerpo.

(1) Condiciones externas para inducir la floración

1. Fenómeno del fotoperíodo

El fotoperíodo se refiere a la duración relativa alterna del día y la noche. Hay cambios estacionales en el fotoperíodo en diferentes latitudes de la Tierra (Figura 4-2).

Figura 4-2 Duración de la luz del día en diferentes latitudes

(1) Tipo de respuesta fotoperiódica

La relación luz-oscuridad durante el día y la noche afecta el desarrollo de las plantas , especialmente Tiene un efecto importante en la inducción de la formación de yemas y la floración. La respuesta de las plantas a la duración relativa del día y la noche se llama fotoperiodicismo. Esto se debe a que las plantas, a lo largo de su larga historia filogenética, se han adaptado a las condiciones de luz solar durante la temporada de crecimiento en su lugar de origen. Como resultado, diversas plantas y variedades varían mucho en su respuesta al fotoperiodo. Según las diferentes respuestas de floración de las plantas al fotoperiodo, las plantas medicinales se dividen en tres tipos:

① Las plantas perennes florecen o promueven la floración durante una duración del día superior a un tiempo determinado (duración del día crítica pero inferior); días cortos, Plantas que no florecen ni florecen bajo la luz del sol, como escopolamina, sedum, mostaza blanca, hinojo, gardenia, piretro, etc.

②Plantas de días cortos, como crisantemos y berberechos.

, perilla, petunia y rehmannia glutinosa pueden promover la floración cuando la duración del día es más corta que un tiempo determinado (duración del día crítica) y no florecerán ni retrasarán la floración cuando la duración del día sea más larga.

(3) Las plantas chinas y japonesas no tienen requisitos estrictos sobre la duración de la luz del día, tienen un amplio rango de adaptación al fotoperíodo y pueden florecer con días más largos o más cortos, como: Euphorbia scutellariae, Phyllostachys spp. Flores de hadas, bígaro, achyranthes, madreselva, pinellia, etc.

También hay algunas plantas que requieren condiciones de doble luz solar, como por ejemplo la planta de día corto Vasus pine, que debe florecer primero durante un corto periodo de tiempo y luego durante un largo periodo de tiempo.

(2) Duración crítica del día y duración crítica de la noche

La diferencia de fotoperiodo entre plantas de días largos y plantas de días cortos no está definida por la señal de luz y oscuridad de 12 horas, ni por la luz solar. La duración requerida se refleja en el valor absoluto, pero depende de la respuesta de cada planta a la duración crítica del día y la duración crítica de la noche. Cada planta tiene un umbral mínimo o máximo de requerimientos de luz solar. La duración mínima del día (límite inferior) que hace que las plantas perennes florezcan se denomina duración crítica del día; la duración máxima del día (límite superior) que hace que florezcan las plantas de vida corta se denomina duración crítica del día. Según los conceptos anteriores, se utiliza para distinguir los dos. Las plantas perennes florecen o promueven la floración en condiciones en las que la duración del día es mayor que la duración crítica del día. Por ejemplo, la duración crítica del día para las hadas es de 11 horas y la duración crítica del día para el hibisco es de 12 horas. Las plantas de días cortos florecen o promueven la floración en condiciones en las que la duración del día es más corta que la duración crítica del día. Por ejemplo, la duración crítica del día para la berberecho y el crisantemo es de 15 horas. Las plantas chinas y japonesas no tienen una duración crítica del día y pueden florecer durante todo el año.

En la naturaleza, el día y la noche siempre se alternan en un ciclo de 24 horas. A la duración crítica del día corresponde la duración crítica de la noche. La duración crítica de la noche se refiere a la duración mínima del período de oscuridad para que florezcan las plantas de días cortos o a la duración máxima del período de oscuridad para que florezcan las plantas de días largos. La duración crítica de la noche es más importante para la floración que la duración crítica del día. Por lo tanto, las plantas de días cortos suelen denominarse plantas nocturnas y las plantas de días largos, plantas de noches cortas.

(3) Hora y lugar de inducción del fotoperíodo

La denominada inducción del fotoperíodo se refiere al fotoperíodo apropiado que actúa sobre las plantas para provocar respuestas de floración. La parte que detecta las señales fotoperiódicas son las hojas, y la parte que induce la floración es el cono de crecimiento (meristemo) en la punta del tallo. Una vez que las hojas sienten el efecto fotoperiódico, producen estimulantes de la floración (posiblemente hormonas) y los transfieren a los conos de crecimiento para provocar la diferenciación de los botones florales. Ya sean plantas de día corto o de día largo, sienten el efecto de las señales fotoperiódicas no cuando las semillas germinan, sino cuando las plantas alcanzan una determinada edad fisiológica o crecen hasta un determinado tamaño, producirán una respuesta fotoperiódica. Por ejemplo, el kenaf es sensible al fotoperiodo sólo cuando se acerca a la etapa de 6 hojas. En general, las plantas más viejas son más sensibles a los efectos del fotoperiodo. La sensibilidad de las hojas inmaduras y maduras es menor, y la sensibilidad de las hojas es más fuerte alrededor de la etapa de unión completa. Varias plantas son sensibles al fotoperiodo a diferentes edades.

El número de días necesarios para la inducción del fotoperíodo (duración del día) de las plantas varía según la especie de planta, la edad, la duración del día, la luz y la temperatura externa. Por ejemplo, el número de días para la inducción de los paisajes de plantas perennes es. 2-3 días. Las plantas de días cortos, como la berberecho y el cenizo, pueden florecer en 5 a 8 días después de recibir un fotoperíodo de 10 a 16 horas (período largo de oscuridad). Algunas plantas tienen efectos fotoperiódicos completamente diferentes a diferentes temperaturas. Por ejemplo, la campanilla es una planta de vida corta a temperaturas más altas, pero se convierte en una planta de vida larga a temperaturas más bajas. En condiciones naturales, los días largos de altas temperaturas en verano y los días cortos de bajas temperaturas en invierno siempre van de la mano. En el sentido fisiológico de la floración, la temperatura alta equivale a la luz y la temperatura baja equivale a la oscuridad. Estos dos factores deben coordinarse con las características biológicas del cultivo que se cultiva.

2. Detección de temperatura

Los cambios de temperatura en la naturaleza son siempre estacionales y diurnos. La vida vegetal también se adapta a ambos cambios cíclicos. Las tasas de crecimiento de las plantas también varían durante el día, siendo el crecimiento más rápido durante la noche y la mañana. Debido a que la temperatura es alta durante el día y baja durante la noche, hay luz solar durante el día y la fotosíntesis es fuerte, pero no hay fotosíntesis por la noche, pero la función respiratoria sigue ahí. Si la temperatura es más baja por la noche, se puede reducir el consumo de productos fotosintéticos por la respiración. Por tanto, los cambios periódicos de días calurosos y noches frescas a lo largo del día son beneficiosos para el crecimiento de las plantas. Por ejemplo, el rango diurno de las plantas tropicales debe ser de 3 a 6°C; el rango de temperatura de las plantas templadas es de 5 a 7°C, y la diferencia de las plantas del desierto es de más de 10°C.

La respuesta de las plantas a las señales periódicas de cambio de temperatura se denomina ciclo de temperatura. Los ciclos de temperatura y los fotoperiodos siempre están estrechamente relacionados. Las plantas responden a la intensidad de la luz diurna y nocturna, así como a los cambios de temperaturas altas y bajas entre el día y la noche. Por ejemplo, además de un fotoperiodo determinado, la escopolamina también debe tener una temperatura de 28,5°C para inducir la floración.

En el proceso de formación de flores, la inducción de flores y la formación de órganos florales son dos procesos. Por tanto, cuando las plantas son inducidas por determinadas condiciones ambientales (principalmente fotoperiodo y temperatura), el propio proceso de floración requiere de unas condiciones ambientales externas adecuadas. Sólo así se podrá completar todo el proceso de floración y garantizar la calidad y cantidad de flores.

(1) Inducción a baja temperatura

La formación de flores no sólo se ve afectada por el fotoperiodo, sino también por la inducción de temperatura. Algunas plantas medicinales bienales sembradas o plantadas en otoño e invierno, como el glasto, la bardana, etc., sobreviven al frío invierno en la etapa de plántula, experimentan un período de bajas temperaturas en la segunda primavera, brotan y florecen, y dan frutos en verano y otoño. La baja temperatura es una condición necesaria para inducir la floración en estas plantas. El fenómeno de que las plantas requieren un determinado periodo de baja temperatura para florecer y dar frutos se llama vernalización. Se utilizan métodos artificiales para satisfacer los requisitos de baja temperatura de las plantas y permitirles completar el proceso de vernalización, que se denomina vernalización. Algunas plantas herbáceas perennes también pueden promover la floración mediante vernalización. Si la angélica se planta a una temperatura baja de 4-4 ℃ durante 150 días, su tasa de floración puede alcanzar 96-100 (Wang Wenjie). Para plantas con fuertes características invernales, cuanto más baja sea la temperatura de vernalización, mayor será el tiempo de vernalización. Sin embargo, cabe señalar que cuando el proceso de vernalización no se completa, si las plantas regresan a la temperatura normal, el efecto de inducción de baja temperatura desaparecerá, y la llamada eliminación de vernalización deberá repetirse para que sea efectiva.

Además, entre las plantas medicinales perennes, también existe el fenómeno de la floración inducida por el cambio de bajo a alto y luego de nuevo a bajo. Por ejemplo, los botones florales del cornejo tardan más de un año en diferenciarse en flores.

(2) Inducción de alta temperatura

Entre las plantas medicinales, algunas plantas requieren inducción de alta temperatura para florecer. Por ejemplo, el azafrán es una planta perenne que sufre un aborto sexual y se reproduce asexualmente a través de bulbos. Le crecen hojas en primavera, permanece inactiva en verano y se regenera y florece en otoño. Durante la latencia del bulbo en verano, el cuerpo vegetativo sufre una serie de cambios fisiológicos, bioquímicos y morfológicos, completando los procesos morfogenéticos de los órganos reproductivos, como la diferenciación de las hojas, la diferenciación de los botones florales y la formación de órganos florales, y no florece hasta el otoño. Las investigaciones han confirmado que los cambios en la temperatura de almacenamiento del bulbo desempeñan un papel importante en la inducción de la formación de órganos reproductores (flores) del azafrán. Durante el proceso desde la diferenciación de los botones florales hasta la floración, la temperatura cambia de alta a baja. La temperatura máxima óptima es de 28 ℃ y la temperatura mínima crítica es de 15 ℃. La aparición temprana o tardía de altas temperaturas no solo afecta la diferenciación de los botones florales, sino que también afecta el período de floración temprano o tardío. Una vez que los botones florales se diferencian, necesitan ciertas condiciones de baja temperatura para florecer y crecer normalmente. Por el contrario, las altas temperaturas en la última etapa de la diferenciación de los botones florales no sólo harán que las flores se encojan y se retraigan, sino que también inhibirán la floración y retrasarán el período de floración. Éste se ve evidentemente afectado por los ritmos de temperatura y precipitaciones del clima de origen de la planta (costa mediterránea), y ésta sufre una renovación natural para adaptarse y sobrevivir al verano caluroso y seco, manteniendo el ritmo del ciclo térmico formado en el pasado. Otro ejemplo es el aster.

(3) Periodo y ubicación de inducción de temperatura

Las partes que detectan la temperatura son diversas y diferentes de las partes que responden al fotoperiodo. El efecto de la temperatura sobre la inducción de flores generalmente se puede observar en la germinación de semillas, plántulas o yemas inactivas, órganos de almacenamiento inactivos (como tubérculos, bulbos, bulbos, etc.) y otras partes del crecimiento de las plantas. Las partes que sienten temperatura durante la etapa de plántula son principalmente los conos de crecimiento en las puntas del tallo, pero también algunas son las raíces y las hojas. Las plántulas deben alcanzar un cierto tamaño (edad joven), tener una cierta cantidad de crecimiento (grosor del tallo, número de hojas) y peso para poder pasar la reacción de vernalización. Sin una cierta cantidad de crecimiento, incluso si encuentra bajas temperaturas, es difícil mostrar el efecto de la vernalización, como la dedalera, la angélica y la angélica. La detección de temperatura también está relacionada con el tamaño o el peso del órgano de almacenamiento.