药用植物生态学第二章药用植物与光的关系
植物与光的关系
光在园艺中的应用
控制花期，使花卉按时开放
促进光合作用，提高花卉品 质
增加花卉的色彩和光泽度 防止徒长，使花卉矮壮茂盛
促进光合作用，提高蔬菜产量 控制蔬菜生长周期，增加品质 增加蔬菜抗病能力，减少农药使用 调节蔬菜口感，改善品质
促进植物生长：通过 提供适当的光照强度 和时间，促进树木的 光合作用，从而促进 其生长和发育。
喜阳植物：需要充 足的光照，适应阳 光充足的环境
耐阴植物：能在一 定程度上适应阴暗 环境，但也需要适 量的阳光
阴生植物：适应半 阴环境，需要避免 ，适应低光照条件。 耐阴植物通常具有较小的叶片，能够有效地减少光能吸收和水分蒸发。 耐阴植物的根系较为发达，能够吸收更多的水分和营养物质，以维持正常的生长。 耐阴植物在生态系统中通常扮演着重要的角色，如保持土壤稳定、提供栖息地等。
定义：光污染是由 于过量的光辐射对 生态环境造成的负 面影响
影响：影响植物的 生理生化过程，如 光合作用、生长发 育等
城市绿化植被受害 情况：出现生长不 良、枯萎甚至死亡 等现象
防治措施：合理规 划城市照明，减少 过度照明，加强光 污染的宣传和教育
定义：光污染是指过多的光辐射对植物生长造成负面影响的现象。
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汇报人：XX
01 植 物 对 光 的 依 赖 性
光对植物生长的影 02 响
03 植 物 对 光 的 适 应 性
04 光 在 园 艺 中 的 应 用
光污染对植物的影 05 响
植物对光的依赖性
定义：植物通过光合作用将光能转化为化学能的过程 作用：合成有机物，释放氧气 影响因素：光照强度、光质、温度等环境因素 与植物生长的关系：光合作用是植物生长的基础，影响植物形态和生理特征
关于光对药用植物生长发育影响机理及相关调控技术
关于光对药用植物生长发育影响机理及相关的调控技术摘要光对植物的影响主要在于植物的温光特性，在药用植物的栽培管理中，为使其光合作用达到最佳的利用状态，从而更有利于达到优质、高产、高效的栽培目标；本文将从光照、气温、光质对药用植物生长与发育的影响入手，揭示其影响机理；依据其影响机理指出了几条相关的调控措施，主要有：引种、遮阴、补光；希望在相关的研究领域中得到启发及借鉴。
关键词：药用植物; 生长发育; 光; 调控About the light of medicinal plants growth influencemechanismAnd the relevant control technologyAbstractThe influence of the light on plant mainly lies in the plant temperature characteristics, in medicinal plant cultivation and management, in order to make its photosynthesis to achieve best by using state, and better reach high quality, high yield, high efficient cultivation target; This paper from the light, temperature, quality of light medicinal plant growth and development of the influence, and reveals the influencing mechanism; On the basis of the influence mechanism of the article points out some relevant measures, mainly has: introduction, shade, filling light; Hope in the related field of inspiration and reference.Keywords: medicinal plants; Growth and development; The light; regulation1.关于光的认识光是人类眼睛可以看见的一种电磁波，也称可见光谱。
药用植物生态学药用植物与光的关系课件
32
系
✓了解光生态类型对药用植物栽培中的指导作用
• 根据光照条件选择不同的栽培品种 • 根据药用植物的需光性确定栽种方式——确定
选地、栽培措施等。 • 如:间作套种\引种驯化等都有重要的指导作用. • 阴性植物选背阴地段，在一定条件下人工遮阴，
如三七、西洋参等植物的栽培。
2021/7/9
药用植物生态学药用植物与光的关
药用植物生态学药用植物与光的关
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系
三、光谱成分的变化
太阳辐射光谱受大气层吸收、散 射等影响，光谱成分会发生变化。
原因：大气层对不同波长的光谱 的吸收和散射不同，具有选择性。
大气对波长较短的辐射光
谱的散射作用较强，随高度角的增 加，紫外线和可见光的比例增加， 红外线比例减小。为什么？
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"Crassulacean acid metabolism" (CAM) ） 属 于 C4 类 植 物 。 代 表 性 的植物有仙人掌, 凤梨和长寿花。
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药用植物生态学药用植物与光的关
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系
2、光照强度对药用植物的 生态作用
• 光照与植物的黄化现象
——多数植物在黑暗中生长时呈现 黄色和其他变态特征的现象。植物在暗
太阳总热量。单位(卡/cm2.min)
太阳常数——指在地球大气上界垂直于太阳光的
平面上所接受的太阳辐射强度为1.94卡/cm2.min
1.94卡/cm2.min
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药用植物生态学药用植物与光的关
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系
大气层—吸收、反射和散射
影
响 太
太阳高度角—平行光束射向地面的太阳辐射与地面的交角
阳
2药用植物与光1
太阳辐射及其光谱组成
紫 可 外 见 线 光
红 外 线
紫外线：小于290nm的被臭氧吸收 可见光：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 红外线：地球热量的主要来源
能 流 强 度
500
1000
2000
3000
4000
波长nm
红光：760~626nm 橙光：626~595nm 黄光：595-575nm 絿光：575~490nm 蓝光：490~435nm 紫光：435~380nm
叶片对太阳辐射具有选择吸收的特性
红色和蓝色部分
80%~95% 叶绿素 类胡萝卜 素
用于光作用
可见光区
绿色光吸收较少 紫外光吸收极高
保护进行光和作用的 薄壁组织不受伤害
叶片对光的透射取决于叶片的结构和厚度 中生形态叶片： 透射约10% 非常薄的叶片: 透射达40%以上 厚而硬的叶片： 几乎不能透过 红外光和绿光的透过性最强 林冠下以红绿光的阴影占优势，森林深入 仅仅留下红光阴影
叶绿体色素的吸收光谱
胡萝卜素
叶绿素b
叶黄 素
叶绿素a
400 400 500 波长(nm) 600 700
420
440
460 480
500
520
波长(nm)
叶绿素a和b在乙醚中的吸收光谱
胡萝卜素和叶黄素在乙烷中的吸收光谱
光合有效辐射：太阳辐射中，能直接 参与植物光合作用，被植物吸收的太阳辐 射，波长为400～700nm.
被主要层的植物反射
穿过枝叶间隙射入群落内部
根据构成群落的植物种类不同，群落 的结构不同，以及不同的季节，群落中三部 分光所占比例也不同。
植物群落中的光照特点： （1）光照强度明显比群落外部弱 （2）随季节的不同，群落内部光照变化很大 如杜仲林。
药用植物生态学
药用植物生态学药用植物生态学研究的是药用植物在自然环境下的分布、种群数量、生长过程及其和环境的相互作用关系。
药用植物是指具有药用价值的植物，其生存环境对于植物的生长和药用成分的积累具有极大的影响。
药用植物生态学的研究旨在揭示药用植物的生态特征，为合理利用药用植物资源、保护植物生态环境提供理论指导和科学依据。
一、药用植物的生长环境药用植物的生长环境包括土壤、气候、光照、水分以及与其他植物的关系等多个方面。
不同的药用植物对生长环境的要求各不相同，有些植物对土壤要求松软肥沃，有些对气候要求温暖湿润，有些对光照要求充足，有些对水分要求适中。
通过对药用植物的生长环境进行调查研究，可以为合理管理药用植物资源提供科学依据。
二、药用植物的种群数量药用植物的种群数量反映了药用植物在一定地域范围内的分布情况。
药用植物的种群数量会受到人为因素和自然因素的影响，如过度采集、环境污染、气候变化等都会对药用植物的种群数量造成影响。
通过对药用植物的种群数量进行监测和调查，可以为保护药用植物资源、合理利用植物资源提供重要依据。
三、药用植物的生态功能药用植物在生态系统中有着重要的生态功能，如土壤保持、水源涵养、空气净化等。
药用植物的生长和繁衍过程中，会对周围环境产生影响，维持和调节生态系统的平衡。
药用植物生态学的研究不仅有助于了解药用植物的生态功能，还可以为生态环境保护和恢复提供科学依据。
四、药用植物资源的保护与利用随着人类经济社会的发展和人口的增长，对药用植物资源的需求也在不断增加。
因此，如何保护和合理利用药用植物资源成为亟待解决的问题。
药用植物生态学的研究对于建立药用植物资源保护体系、推动药用植物资源可持续利用具有重要意义。
通过加强对药用植物的调查研究，建立药用植物资源数据库，推动科学种植与采集管理，可有效保护和利用药用植物资源。
综上所述，药用植物生态学的研究对于揭示药用植物的生态特征、保护植物资源、促进生态环境可持续发展具有重要意义。
植物与光的关系PPT课件
械组织发达，维管束多，细胞
械组织不发达，维管束少，细
结构紧密，含水量较少。
胞结构疏松，含水量较多。
叶子较小，厚；角质层厚；叶脉细 密而长；有的叶子表面具有绒 毛； 叶子常常与直射光排列呈 一定的角度。
叶子较大，薄；角质层不发达；叶 脉较稀；叶面光滑；叶柄长短 不齐，呈镶嵌状排列。
细胞排列紧密，细胞小，胞壁厚， 细胞排列疏松，细胞大，胞壁薄，
电子传递与光合磷酸 化
电能转变为活跃化学 能
碳同化
光反应(light reaction) 内囊体膜
暗反应 dark reaction 叶绿体基质
6
光
光反应
叶绿体
光合作用
C 反应
三C糖 (PGA)
GAP
H2O
O2
CO2
CO2+2H2O*
(CH2O)+O2*+H2O 糖
细胞呼吸 纤维素 淀粉 其他有机化合物
没有光呼吸叶肉叶肉细胞细胞cooaaoaa四四cc糖卡尔文循环卡尔文循环coco22细胞细胞糖糖淀粉淀粉纤维素纤维素细胞呼吸细胞呼吸其他有机化合物其他有机化合物peppep羧化酶羧化酶不能固不能固定定oo22cc44cc44精选ppt26精选ppt27camcamcoco22coco22oaaoaapeppep羧化羧化苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸coco22calvincalvin循环循环糖糖淀粉淀粉纤维素纤维素细胞呼吸细胞呼吸其他有机化合物其他有机化合物夜晚夜晚白昼白昼液泡液泡camcam途径途径camcam植物植物精选ppt28特征植物cam植物植物类群大部分绿色植物如水稻不包括藻类蕨类植物和针叶树常见于有花植物如玉米甘蔗高梁狗肉质植物如波萝仙人掌景天属植物生境特征广泛开阔温暖盐生开阔干旱温暖维管束鞘细胞无花环型结构花环型结构无花环型结构co固定途径calvin循环c4途径cam途径初始酶及对corubisco酶亲和度低pep羧化酶亲和度高pep羧化酶亲和度高co固定最初产物pga3coaa4coaa4c气孔白天开夜晚闭白天开夜晚闭白天闭夜晚开光呼吸最大光合速率55100小于1光合最适温203030453035光补偿点0221313c3c3植物植物c4c4植物和植物和camcam植物的适应特征植物的适应特征精选精选pptppt3030
第二章 药用植物的生长与发育PPT课件
1.90 ± 0.18b 24.60
1.48 ± 0.15
SEVWS 3.27 ± 0.20c 1.91 ± 0.12c 37.58
1.36 ± 0.15c 46.03
1.53 ± 0.18
Li WD, Hou JL, Wang WQ, Tang XM, Liu CL. Photosynthesis, yield and secondary metabolites responses of Glycyrrhiza uralensis to water stress. Photosynthetica, 2009.
花的发育
对成花过程起决定作用的是成花诱导过程， 适宜的环境条件是诱导成花的外因
特定地区的温度和日照长度
但有些植物的成花对温度和日照长度要求 不严，几乎可以在任何适宜生长的条件 下成花。
一、光周期反应
植物对于日照长度的反应称为光周期反应， 它对植物生长发育具有重要的适应意义。
秋季的短日照比冬季的低温先期来临，于是 ，短日照可作为诱导芽进入休眠和低温锻 炼的信号，使植物休眠，安全越冬。
北方原产的冬性品种对低温要求严格，需要温度低 （0～5℃）且时间长（30～70日）
黄河流域一带的半冬性品种要求的温度稍高（3～ 6℃），且要求的时间也比较短（10～15日）
总体而言，对大多数要求低温的植物而言，最有效 的春化温度在0～17℃之间，春化的时间为几日 至3个月
多年生草本植物，春化处理可促进成花
低温累积（0-7.2℃）与花芽萌芽率的关系
呼凤兰. 设施杏树、欧李休眠与碳水化合物含量变化的研究. 山西农业大学 硕士学位论文, 2006.
春花作用的条件：
春化除了需要一定时间的低温外，还需要适 量的水分、充足的氧气、有机营养物质及适 宜的光照长度的配合。
光环境与植物生长发育的相互作用
光环境与植物生长发育的相互作用光是植物生长发育的最基本要素之一，随着科技的进步，人们对于植物光环境的了解也越来越深入。
对于植物来说，光环境对于生长发育具有重要的影响，同时，植物的生长发育也会反过来作用于光环境。
接下来我们将探讨光环境与植物生长发育的相互作用。
不同波长光的影响植物生长发育需要的光谱不同，常见的是太阳光，太阳光可分为红外线、可见光和紫外线三个部分，可见光包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七个颜色，每个颜色的波长不同，植物对不同波长的光也有不同的反应，比如说红光和蓝光对光呼吸和光合作用也有很大的影响。
红光、蓝光、黄光、紫光能够激发较强的光合作用反应，绿光则对光合作用有抑制作用。
光周期的影响光周期是指黑暗时间和光照时间的相互作用。
不同种植物对光周期的需求不同，早春型植物对短日光敏感，晚春型植物对中长日光敏感，夏季型植物对长日光敏感。
植物的光周期对于生长发育以及生殖生长都有着重要的影响。
光照强度的影响光照强度对于植物生长发育也有着重要的影响。
光合作用的速率与光照强度成正比，如果光照强度不足，植物的光合作用就会减慢。
此外，光照强度还会影响植物的光周期和光合成产物的分配等方面。
植物生长发育对光环境的影响植物生长发育状态对于光环境也有相应的影响。
在植物生长初期，植物对于光的需求较高，此时的光环境需要保证光照强度、光周期以及不同波长光的比例等方面，以保证植物正常生长发育。
而随着植物生长的不同阶段，植物对于不同光环境的需求也会发生变化。
比如说，在植物成熟期，植物对于红光和蓝光的需求比较高，这是因为红光和蓝光能够促进植物的花芽分化，以及花器官的形成。
总结光环境与植物生长发育之间的相互作用是复杂而微妙的，光环境的变化会直接影响植物的生长发育，反之，植物的生长发育状态也会相应地影响光环境。
因此，对于不同类别的植物，需要合理地设计对应的光环境，在保证植物正常生长发育的同时，进一步提高植物品质，或加速植物的生长速度等。
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一、光强对药用植物的生态作用
1、植物对光能的利用
太阳能 植物光合作用 化学能
光反应
吸收能量的光化学过程
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暗反应
与光照无关的光能转移过程
CO2/O2扩散交换 22
二氧化碳同化（CO2 assimilation） ——简称碳同化，是指植物利用光
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五、水体和植物体中的辐射强度减弱， 光谱组成发生变化
影响水体中植物的分布变化
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1、植物叶片对太阳辐射的吸收、反射和透
过——吸收约占70%，反射占20%，透过约
植 占2-10%。若叶片的性质及光波长不同， 物 则反射、吸收和透过的程度不同。叶片也具
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二、光照强度及其变化
光照强度——用光产生的热效应来测量。 太阳辐射强度——指垂直于太阳光的单位面积
（1m2）、单位时间(1min)的黑体上所获得的
太阳总热量。单位(卡/cm2.min)
太阳常数——指在地球大气上界垂直于太阳光的
平面上所接受的太阳辐射强度为1.94卡/cm2.min
5
1“A”=0.1nm==1*10^-10m
白
光
紫外光谱：波长小于380nm
可见光谱：波长380~760nm
红外光谱：大于760nm
红 760-620nm; 橙 626-595nm; 黄 595-575nm; 绿 575-490nm; 蓝 490435nm;紫435-380nm
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• 此项研究的主持人卡尔文获得了1961年诺贝尔化学奖。
1.94卡/cm2.min
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大气层—吸收、反射和散射
影
响 太
太阳高度角—平行光束射向地面的太阳辐射与地面的交角
阳
辐 射 的
纬度影响——赤道向两极随纬度的增加，太阳高度角减小，
太阳辐射减弱
因 素
海拔高度——随海拔高度升高而增强
地形地貌——地面朝向和坡度
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群 有选择吸收特性。透过主要取决于叶片结构
落 和厚度。红外光和绿光的透过较强。 中
的 光 照 情
2、辐射在树冠中的分布——在树冠剖面上分 为三层：光线充足外层、关照强度逐渐减弱的 中层、光照不足的内层。
况
3、辐射在植物群落中的分布——照射在群落
上的太阳光，可分为三部分：一部分被吸收，
一部分被反射，另一部分穿过间隙射入群落
三、光能的信息作用
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第一节 光的性质和变化
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一、光的性质
太阳辐射光谱—— 指太阳辐射按波长不同顺序排列，
太阳辐射波长范围很广，但占太阳辐射总 能量的99%集中在150—4000nm范围内，将 太阳辐射光谱分为:紫外光、可见光和红 外光三部分。
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反应中形成的同化力(ATP和NADPH)， 将CO2转化为碳水化合物的过程。二氧 化碳同化是在叶绿体的基质中进行的，
有许多种酶参与反应。高等植物的碳同
化 途 径 有 三 条 ， 即 C3 途 径 、 C4 途 径 和 CAM（景天酸代谢）途径。
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C3途径
• 1946年，美国加州大学放射化学实验室的卡尔文(M.Calvin)和 本森(A.Benson)等人采用了两项新技术：(1)14C同位素标记与 测定技术(可排除原先存在于细胞里的物质干扰，凡被14C标记 的物质都是处理后产生的)；(2)双向纸层析技术(能把光合产物 分开)。选用小球藻等单细胞的藻类作材料，藻类不仅在生化 性质上与高等植物类似，且易于在均一条件下培养，还可在试 验所要求的时间内快速地杀死 。
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四、日照长度及其变化
• 日照长度—— 指每天太阳的可照时数，即昼长。
日照长度随不同纬度和季节有规律
地变化着，重复作用于植物，形成了与长 短日照相适应的植物类型。
长日照植物——每天日照时间在12 h以上(黑夜短于12 h) 才能开花的植物。
短日照植物——需要一定的短日照(通常每天12 h以上黑 夜)才能开花的植物。
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全部太阳辐射中紫外线占1%
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生理辐射或光合有效辐射——
指在太阳辐射光谱中，能直接 参与植物光合作用，被植物吸收固定 的太阳辐射。
波长范围400-700nm
➢ 橙 红 光 600-700nm 对 植 物 的 光合作用具有最大活性，其次 是400-470nm蓝紫光，而对绿光 的吸收较少。
《药用植物生态学》
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第二章 药用植物与光的关系
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主要内容
•第一节 光的性质和变化
一、光的性质 二、光照强度及其变化 三、光谱成分的变化 四、日照长度及其变化 五、水体和植物群落中的光照情况
•第二节 光与药用植物生态
一、光强对药用植物的生态作用 二、光质对药用植物的生态作用
内部。
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• 植物种类、群落结构、季节不同，则这三部分 光的比例不同。
• 特点： 1、光照强度明显比群落外部弱。 2、随季节不同，群落内部光照变化大。 3、光质改变。
群落中的植物具有分层的现象。
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第二节 光与药用植物生态
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主要内容
• 经过10多年周密的研究，卡尔文等人终于探明了光合作用中从 CO2到蔗糖的一系列反应步骤，推导出一个光合碳同化的循环 途径，这条途径被称为卡尔文循环或卡尔文/本森循环。由于 这条途径中CO2固定后形成的最初产物PGA为三碳化合物，所 以也叫做C3途径或C3光合碳还原循环(C3 photosynthetic carbon reduction cycle, C3PCR循环)，并把只具有C3途径的 植物称为C3植物(C3 plant)。
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三、光谱成分的变化
太阳辐射光谱受大气层吸收、散 射等影响，光谱成分会发生变化。
原因：大气层对不同波长的光谱 的吸收和散射不同，具有选择性。
大气对波长较短的辐射光
谱的散射作用较强，随高度角的增 加，紫外线和可见光的比例增加， 红外线比例减小。为什么？