黄芪有两种原植物，即蒙古黄芪和膜荚黄芪，均为豆科多年生草本植物。
蒙古黄芪主根长而粗壮，顺直。茎直立，高40-80cm。奇数羽状复叶，小叶12-18对；小叶片小，宽椭圆形、椭圆形或长圆形，长5-10mm，宽3-5mm，两端近圆形，上面无毛，下面被柔毛；托叶披针形。总状花序腋生，常比叶长，具花5-20余朵；花萼钟状，密被短柔毛，具5萼齿；花冠黄色至淡黄色，长18-20mm；旗瓣长圆状倒卵形，翼瓣及龙骨瓣均有长爪；二体雄蕊；子房光滑无毛。荚果膜质，膨胀，半卵圆形，先端有短喙，基部有长的子房柄，均无毛。花期6-7月，果期7-9月。
膜荚黄芪为多年生草本，高50-cm。主根肥厚，木质，分枝灰白色。茎直立，上部多分枝，有细棱，被白色柔毛。叶片也为奇数羽状复叶，小叶6-13对，长7-30mm，宽3-12mm，先端钝、圆或微凹，有时具小刺尖；托叶长4-10cm。总状花序稍密，有10-20朵花；花萼钟状被黑色或白色短毛；花冠黄色至淡黄色，或有时稍带淡紫红色，长约16mm；子房有柄，被柔毛。荚果薄膜质，稍膨胀，半椭圆形，长20-30mm，宽9-12mm，被黑色或黑白相间的短伏毛；果茎超出萼外；种子3-8颗。花期6-8月，果期7-9月。
生物学特性
（一）对环境条件的要求
黄芪喜阳光，耐干旱，怕涝，喜凉爽气候，耐寒性强，可耐受-30℃以下低温，怕炎热，适应性强。多生长在海拔-m的山区或半山区的干旱向阳草地上，或向阳林缘树丛间；植被多为针阔混交林或山地杂木林；土壤多为山地森林暗棕壤土。黄芪忌重茬，不宜与马铃薯、菊花、白术等连作。
黄芪1年生和2年生幼苗的根对水分和养分的吸收功能强。随着生长发育的进行，吸收功能逐渐减弱，但贮藏功能增强，主根变得粗大。黄芪生长周期为5-10年，如果水分过多，易发生烂根。对土壤要求虽不甚严格，但土壤质地和土层厚薄不同对根的产量和质量有很大影响：土壤黏重，根生长缓慢，主根短，分枝多，常畸形；土壤砂性大，根纤维木质化程度大，粉质少；土层薄，根多横生，分枝多，呈鸡爪形，品质差。在pH7-8的砂壤土或冲积土中黄芪根垂直生长，长可达1m以上，俗称“鞭竿芪”，品质好，产量高。
（二）种子特性
黄芪的种子半卵圆形，千粒重5.83。黄芪种子具硬实性，一般硬实率在40%-80%，造成种子透性不良，吸水力差，在正常温度和湿度条件下，约有80%左右的种子不能萌发，影响了自然繁殖。生产上，一般播种前要对种子进行前处理，打破种皮的不透水性，提高发芽率。黄芪种子吸水膨胀后，在地温5-8℃时即可萌发，以25℃时发芽最快，仅需3-4天。
（三）生长发育特性
黄芪从播种到种子成熟要经过5个时期：幼苗生长期、枯萎越冬期、返青期、孕蕾开花期和结果种熟期。
黄芪种子萌发后，在幼苗五出复叶出现前，根系发育不完全，入土浅，吸收差，怕干旱、高温、强光。五出复叶出现后，根系吸收水分、养分能力增强，叶片面积扩大，光合作用增强，幼苗生长速度显著加快。通常当年播种的黄芪处于幼苗生长期不开花结果。
地上部分枯萎到第二年植物返青前称为枯萎越冬期。一般在9月下旬叶片开始变黄，地上部枯萎，地下部根头越冬芽形成，此期需经历-天。黄芪抗寒能力强，不加覆盖物也可安全过冬。
越冬芽萌发并长出地面的过程称为返青。春天当地温达到5-10℃时，黄芪开始返青。首先长出丛生芽，然后分化茎、枝、叶，形成新的植株。返青初期生长迅速，30天左右即可长到正常株高，随后生长速度又减缓下来，这一时期受温度和水分的影响很大。
从花蕾由叶腋现出到小花凋谢为现蕾开花期。2年生以上植株一般在6月初出现花芽，逐渐膨大，花梗抽出，花蕾逐渐形成，蕾期20-30天。7月初花蕾开放，花期为20-25天，从小花凋谢至果实成熟为结果期。2年生黄芪7月中旬进入果期，约为30天。果实成熟期若遇高温干旱，会造成种子硬实率增加，使种子品质降低。黄芪的根在开花结果前生长速度最快，地上光合产物主要运输到根部，而以后则由于生殖生长会大量消耗养分，使得根部生长减缓。
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