三七是五加科人参属植物，根和根茎富含皂苷类成分，对心脑血管和血液系统疾病具有显著疗效，有着“金不换”与“南国神草”之美誉。三七作为典型的阴生C3植物，对光敏感。当前三七药材的供应主要依赖于大田人工搭建的遮阳网荫棚下种植。传统遮荫棚虽能营造阴生环境，却与三七原生森林生境下的光环境存在显著差异，主要表现为遮荫棚内的散射光比例（11.0%-58.9%）远低于森林林下的天然散射光比例（56%-82.3%）。这种差异导致遮阳网下光照波动剧烈，容易造成三七叶片局部灼伤，无法满足三七的最佳生长光需求，限制了其产量和品质的提升。突破传统种植模式，精确模拟三七的原始光环境—“拟境栽培”，成为解决这一难题的关键。

三七重点实验室与中国中医科学院中药资源中心合作，创新性地运用“拟境栽培”理念，从“光环境”入手，成功破解了这一难题。研究团队发现，通过精准调控光照参数中的“散射光比例”，能显著提升三七的光合效率、促进根系生长，最终实现产量和药用成分的“双丰收”。2025年8月，国际农林科学领域Top期刊《Industrial Crops & Products》在线发表了团队题为A moderate diffuse PAR ratio improves the yield and quality of Panax notoginseng by enhancing photosynthesis and carbon fixation的研究论文，为三七设施栽培生态种植提供了可量化的光环境调控参数，并从光信号-光能利用-碳氮代谢耦合的新视角丰富了“拟境栽培”的理论内涵。

该研究创新性地设计了一套梯度遮阳网分层叠加技术，通过不同编织工艺和密度的遮阳网组合，巧妙地模拟了森林冠层对光线的多次折射和反射机制，如同为三七搭建了一个“光的迷宫”，成功地将穿透遮阳网的直射光转化为更接近自然林下状态的散射光。研究团队在云南文山的试验基地模拟了多种森林冠层散射光比例环境（以森林林下散射光比例0.6为参考基准），在保证相同透光率的条件下，系统分析其对三七生长的影响。

团队发现0.65散射光比例是三七生长的光环境“黄金点”，其效果显著优于过低或过高的散射光比例。叶面积指数较其他组高31.93%-47.05%，三七根系活力高16.45%-58.21%。经测产，新型遮荫棚下三年生三七亩产比传统遮荫棚下亩产高11.66%-21.02%，皂苷含量提高10.16%-19.17%，该技术已在三七产区推广应用。

该研究首次定量揭示了散射光比例作为关键环境因子，在调控三七光合生理、碳氮分配及次生代谢产物合成中的核心作用，并精准找到了最优参数。研究提出的梯度遮阳网分层技术，为人工精确调控阴生中药材冠层散射光环境提供了切实可行的技术方案，是未来设计优化喜阴药用植物遮荫设施的重要光调控参考参数。此外，该研究从光信号传导、光能利用效率、碳氮代谢耦合这一全新视角，极大地丰富和发展了中药材“拟境栽培”的理论体系，为该理论在实践中的应用提供了坚实的生理生态学基础。

云南省三七重点实验室崔秀明研究员团队的杨野教授和中国中医科学院中药资源中心郭兰萍研究员为共同通讯作者，昆明理工大学博士后代春艳和博士生蒙涛为共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、云南省重点研发计划、中国中医科学院科技创新工程项目、中国博士后科学基金等项目支持。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669025012658

DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121719