牛膝属苋科多年生草本植物，别名怀牛膝、牛髁膝、山苋菜、对节草、红牛膝、杜牛膝、土牛膝(野生品)等。牛膝我国分布广泛，各地均有栽培，其中以河南焦作地区生产的品质最佳，在当地与怀山药、怀地黄、怀菊花并称为“四大怀药”。牛膝味苦、甘、酸、性平。牛膝中的活性成分主要为甾酮、三萜皂苷、多糖以及多肽类物质，还含有生物碱、黄酮、甾醇、氨基酸和挥发油等化学成分。近年来，牛膝的市场需求量很大，具有广泛的应用前景。
牛膝株高50~厘米，主根粗壮，圆柱形，肉质，黄白色或红色，长可达1米左右。茎直立，四棱形或方形，常带紫色，茎节略膨大，似牛膝状，疏被柔毛，节上具对生分枝。单叶对生，叶片椭圆形或倒卵圆形，全缘两面披柔毛。穗状花序顶生或腋生，穗长10厘米左右，花向下折贴近总花梗，总花梗披柔毛，花小，黄绿色。胞果长圆形，种子1枚，黄褐色。花期7~9月，果期9~10月。
牛膝习惯生于屋旁、林缘、山坡草丛中，喜欢温暖干燥的气候，适应性强，以温差较大的北方生长较快，根的品质较好。生长发育常划分为4个时期：幼苗期(从出苗至株高15~20厘米)、盘棵期(地上部迅速生长)、根条迅速生长期(地上部生长缓慢，根条迅速膨大)、成熟收获期(地上部枯萎)。
牛膝植株地上部与地下部生长密切相关，若生长期太长，花果会比较多，导致根部纤维增多，容易木质化，品质差；植株生长不繁茂，当年开花少，则主根粗壮，产量高，品质好。
在黏土或碱性土壤中生长的牛膝，其根部细短，分杈多，品质差，所以不推荐此类土性种植。牛膝种植当年的植株可结种子，称蔓籽，但蔓籽不饱满，不成熟，出苗率低，根分多；植株生长2~3年后，精选种株所结的种子，称秋籽，秋籽品质好，发芽率高，根分杈少。播种后一般4~5天出苗，7~10月为生长期，10月下旬植株开始枯黄进入休眠状态。
牛膝耐连作，而且连作的牛膝地下根部生长较好，根皮光滑，须根和侧根较少，主根较长，产量较高。牛膝宜生于温暖而干燥的气候环境，最适宜生长温度为22~27℃,不耐寒。冬季地温15℃时，根能越冬，过低则不宜，气温17℃时，植株直接被冻死。
牛膝在不同生长期对水分要求不同，苗期及秋季喜充足的水分。幼苗期保持湿润，可加速幼苗的生长发育；生长中期水分则不宜过多，否则会引起植物地上部分徒长；生长后期根部生长较快，这时需较多的水分，缺水的话就会影响根的产量和品质。地势低洼、地下水位高、水分过多时根分叉多，不长独根，影响品质的外观质量。
牛膝适宜生长在干燥、向阳、排水良好的沙质壤土，不宜在盐碱地、涝洼地、黏土地种植。牛膝为深根性植物，喜欢土层深厚的、透气性好的、富含有机质的沙壤土。含水量27%左右，pH为7.0~8.5左右最有利于根部的生长。黏壤土能使牛膝主根变短变细，支根、侧根增多，导致整个根系呈须根状，严重影响产量和质量。
我国华北种植的牛膝品种种质类型大致有京牛膝、怀牛膝、赤峰牛膝等。各地方在种植时应选择适宜本地的品种类型。
牛膝系深根作物种，宜选择地势向阳、土层深厚肥沃、排水良好的壤土种植，黏质涝洼地、盐碱地因不适合牛膝的生长特性，导致产量低下，所以一般不推荐此类土性种植牛膝。
牛膝对前茬作物要求不严，一般作物茬口均能种植。结合整地，每公顷施入充分腐熟的农家有机肥45吨，尿素千克，过磷酸钙千克，硫酸钾千克，有条件的可施用饼肥3~4.5吨/公顷作基肥，深翻30~40厘米，浇水，耙平，做畦，畦宽以1.8~2米为宜，畦长依地势而定。
播种用种子推荐用秋籽、蔓籽，以秋籽为最好。人工栽培可以通过调节播种期控制牛膝的生长期，一般将牛膝的生长期控制在~天，无霜期长的地区可晚些播种，无霜期短的地区则要早些播种。通常于6月至7月中旬播种，东北地区为4月下旬至5月中下旬。过早，则地上茎叶生长快，花期提早，根部分叉多，品质质量差；过迟，则植株生长不良，产量降低。
牛膝主要用种子来繁殖，一般采用大田直播方法，可以人工播种，亦可使用精量播种机进行播种。人工播种时，先浸种12~24小时，沥干后条播或撒播。条播时顺畦按行距15~20厘米，开深1~1.5厘米沟，将种子均匀地撒入沟内，覆土不宜超过1厘米，播后浇水，6~8天后可出苗，播种量为10~15千克1公顷。
播种后需保持一定土壤湿度，5天左右即可出苗。幼苗初期，若遇干旱天气，应及时浇水保苗。当苗高5~6厘米时，进行间苗补苗，去弱留强，保持苗距6~7厘米；当苗高10厘米左右时，按株行距(15~20)厘米×(15~20)厘米定苗。缺苗时，选阴天进行补苗。
牛膝的幼苗期，应及时松土除草，利于降温排水，并进行适合的浅松土，断掉表土内的细根，以利于主根生长。生长期内，结合中耕除草。在植株高50厘米左右、长势过旺时，应及时打顶，防止抽薹开花，消耗营养。现蕾时要及时分批摘除顶部生的花序，使养分集中供应根部。
齐苗后，稀施有机肥；定苗后，以每公顷随水追施有机肥15吨、尿素75千克、硝酸钾~千克。牛膝比较耐旱，除出苗期和根部膨大期间需要湿润条件外，对水分要求较少，幼苗期至7月底，应控制灌水量，防止植株徒长，促使主根往下扎，8月以后，主根不再伸长，生长加快，灌水量可大些，以促使主根粗壮。俗语说“7月苗，8月条”,追肥必须在7~8月内进行。雨季或大雨后，要及时清沟排水，防止烂根及发生病害，并应在根际培土防止倒伏。
栽种牛膝病害主要有白锈病、根腐病、叶斑病。虫害主要是银纹夜蛾和红蜘蛛。
1、白锈病，危害症状表现在叶片背面引起白色病斑，稍隆起，外表光亮破裂后散出粉状物。
防治方法主要有，收获后清园，集中烧毁或深埋病株；与非寄主作物轮作。发病初期用50%甲基硫菌灵倍液，或50%多菌灵可湿性粉剂倍液，或70%甲基硫菌灵倍液，或80%代森锌倍液，或2%农抗水剂，或1%蛇床子素倍液等喷雾，7~10天喷1次，连喷2~3次。
2、根腐病，危害症状表现为发病时根部变褐色，呈水渍状，逐渐腐烂，地上茎叶枯死，多发生在雨季或低洼积水处。
其主要的防治方法是培育健壮植株，选择地势高燥的地块种植，降低田间湿度，注意排水，与禾本科作物实行3~5年的合理轮作，发现病株及时拔除。播种前用50%多菌灵可性粉剂15千克/公顷进行土壤消毒。发生初期用50%多菌灵倍液，或70%甲基硫0天1次，连续2~3次。
3、叶斑病，危害症状表现为叶片病斑黄色或黄褐色，严重时变成灰褐色，直至枯萎死亡。通常在处暑前后危害叶片，也称细菌性黑斑病。
防治方法主要是要进行合理轮作，增施有机肥；剔除病株。药剂浸种，72%农用链霉素或72%新植素倍液浸种30分钟，冲洗干净后催芽或播种。发病初期可用72%农用硫酸链霉素或72%新植素倍液，或39%中生菌素可湿性粉剂等喷雾防治，10~15天1次，连喷2~3次。
4、银纹夜蛾，危害症状为幼虫咬食叶片，白天潜伏叶背，晚上或阴天咬食叶面，使叶片呈孔洞或缺刻。
其防治办法主要利用幼虫的假死性人工捕杀。化学防治用0.36%苦参水剂倍液，或1.1%烟碱倍液，3%阿维菌素倍液，或10%联苯菊酯倍液，或50%辛硫磷乳油倍液，或用90%敌百虫倍液等喷雾防治，7~10天1次，连喷2~3次。
5、叶螨，防治叶螨可用40%的乐果或杀螨剂等喷雾防治，7~10天喷1次，连喷2~3次。
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