國家級課程-草地學(xué)第一章課件

1、第一章 草地植物的生物學(xué)基礎(chǔ)草地植物的生長發(fā)育牧草的分蘗（分枝）及營養(yǎng)繁殖方式牧草生長發(fā)育中的物質(zhì)動態(tài)第一章 草地植物的生物學(xué)基礎(chǔ)草地植物的生長發(fā)育2草地植物生物學(xué)特性主要是多年生牧草生長、發(fā)育、繁殖以及牧草對生活條件的適應(yīng)性和充分利用外界環(huán)境條件形成有機(jī)物質(zhì)的能力。2草地植物生物學(xué)特性主要是多年生牧草生長、發(fā)育、繁3植物體生活世代3植物體生活世代4百脈根玉米墨西哥玉米沙打旺第一節(jié) 草地植物的生長發(fā)育4百脈根玉米墨西哥玉米沙打旺第一節(jié) 草地植物的生長發(fā)育一、牧草的生長發(fā)育5一、牧草的生長發(fā)育5禾本科牧草豆科牧草種子穎果(種皮、胚和胚乳） 莢果（種皮、子葉、胚）幼苗分蘗禾本科牧草出苗后，在幼苗的

2、三到五葉期開始從母株的地表或地下莖節(jié)、根莖、根蘗上形成側(cè)枝的現(xiàn)象為分蘗。子葉出土（苜蓿）和子葉留土（豌豆）兩種類型分枝：豆科牧草在3葉期后在根頸上形成側(cè)枝的過程為分枝。根頸： 膨大的根莖過渡處，有許多更新芽，春季萌發(fā)，是每次刈割后再生的基礎(chǔ)。根系須根系：主根早已死亡或完全不發(fā)育，或與其它根（側(cè)根、不定根）一樣生長，形成強(qiáng)大的成簇的細(xì)根。直根系：胚根發(fā)育為主根，其上分生支根，形成直根系，支根上產(chǎn)生根瘤。6禾本科牧草豆科牧草種子穎果莢果幼苗分蘗子葉出土（苜蓿）和子葉77889 牧草生長發(fā)育到一定時期，在光、溫度等因素及其誘導(dǎo)的某些激素的作用下，植株就進(jìn)入了生殖生長階段，在一定部位上形成花芽，然后開

3、花、受精、結(jié)實產(chǎn)生種子。二、牧草的生殖生長9 牧草生長發(fā)育到一定時期，在光、溫度等因101.分化過程 牧草進(jìn)入生殖生長時，莖尖的分生組織不再形成葉原基和腋芽原基，而形成花或花序原基，并逐漸形成花或花序。101.分化過程112.分化所需條件在豆科和禾本科牧草中從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)變?yōu)樯成L過程中主要誘導(dǎo)因素是光周期和溫度。誘導(dǎo)是指植物對環(huán)境信號的感知，莖尖感受溫度，葉片感受光周期。112.分化所需條件123.開花 牧草的花芽分化中,雄蕊的花藥發(fā)育成熟或雌蕊的胚囊發(fā)育成熟后，包被雌雄蕊的花器官展開，使雄蕊或雌蕊（或二者同時）暴露出來稱為開花， 即指花器官發(fā)育完全至成熟花粉從花藥中釋放出來的過程。 123

4、.開花131314Yellow alfalfa14Yellow alfalfa15Birdfoot trefoil15Birdfoot trefoil161617Thickspike wheatgrassmammoth wildrye17Thickspike wheatgrassmammoth18Tall wheatgrass18Tall wheatgrass19Creeping foxtail19Creeping foxtail204.傳粉 成熟的花粉粒借助于外力從雄蕊開裂的花藥傳到雌蕊的柱頭上。自花傳粉 異花傳粉 204.傳粉2121225.受精 是指到達(dá)柱頭的花粉粒借助于花粉管將精細(xì)胞送

5、入胚囊中，使精子和卵子結(jié)合，形成合子的過程。 225.受精23多年生牧草每年隨著氣候的季節(jié)交替表現(xiàn)出生長發(fā)育中形態(tài)和生理上的幾個不同時期，包括萌發(fā)期、分蘗（分枝）期、拔節(jié)期、抽穗（現(xiàn)蕾）期、開花期、結(jié)實期、果后營養(yǎng)期、枯黃期 。三、多年生草類的物候期23多年生牧草每年隨著氣候的季節(jié)交替表現(xiàn)出生長發(fā)三、多年生草241.萌發(fā)期春季多年生牧草溫度適宜時開始萌發(fā)，或稱返青期。日平均氣溫3-5,不同地帶、類型、年份萌發(fā)期不同，一般稱50%植株返青為萌發(fā)期。2.分蘗（分枝）期禾本科植物分蘗節(jié)上產(chǎn)生分蘗枝，豆科、雜類草根頸上產(chǎn)生分枝或新苗基部葉腋產(chǎn)生側(cè)枝的時期，萌發(fā)后15-20天。一般稱50%植株分蘗（分枝

6、）為分蘗（分枝）期。241.萌發(fā)期253.拔節(jié)期禾本科植物地面出現(xiàn)第一節(jié)時為拔節(jié)期，標(biāo)準(zhǔn)為50%植株第一節(jié)露出地面1-2厘米。 4.抽穗（現(xiàn)蕾）期禾本科50%植株的穗從頂部葉鞘伸出，豆科、雜類草50%植株形成花蕾時。253.拔節(jié)期265.開花期花冠（內(nèi)外稃）張開，雄蕊伸出，開始散布花粉。禾本科50%植株開花為開花期，花期為6-12天，豆科、雜類草植株20%開花為初花期，80%開花為盛花期，花期一直延續(xù)到深秋。6.結(jié)實期從受精到種子完全成熟稱為結(jié)實期，一般需10-15天，成熟種子變硬后3-7天脫落，禾本科結(jié)實期可分為乳熟、蠟熟、完熟三期。265.開花期277.果后營養(yǎng)期結(jié)實后，進(jìn)入夏秋分蘗，分蘗

7、枝條進(jìn)入生長期。8.枯黃期溫度下降，霜凍使植株變枯，自此直至次年返青期為枯黃期。 277.果后營養(yǎng)期28第二節(jié) 牧草的分蘗（分枝）及營養(yǎng)繁殖方式 分蘗（分枝）：從禾本科等植物的分蘗節(jié)、根頸、根蘗以及葉腋或根上形成新枝條的過程。營養(yǎng)繁殖：從營養(yǎng)器官（除種子、孢子等有性生殖器官）上形成新個體的過程。 28第二節(jié) 牧草的分蘗（分枝）及營養(yǎng)繁殖方式 分蘗（分枝）29株叢：多年生牧草的分蘗或分枝使其植株形成叢狀。枝條類型： 生殖枝條 營養(yǎng)枝條 長營養(yǎng)枝 拔節(jié)后 短營養(yǎng)枝 未拔節(jié)牧草的株叢結(jié)構(gòu)29株叢：多年生牧草的分蘗或分枝使其植株形成叢狀。牧草的株叢30株叢類型：依葉片在莖上著生位置的高低、數(shù)量及營養(yǎng)枝

8、和生殖枝的多少形成的植株外貌類型。多年生草類按其葉量和生長的特點，可分為下繁草、上繁草和半上繁草。牧草的株叢結(jié)構(gòu)30株叢類型：牧草的株叢結(jié)構(gòu)31下繁草：株叢以短營養(yǎng)枝為主，每年只有少數(shù)枝條發(fā)育為生殖枝，莖上葉少，2-3片，大量葉片集中于株叢基部，植株矮小，高度不超過40厘米，刈割后殘茬量大，約占總產(chǎn)量的20%以上，最適宜放牧利用，分布于干草原和荒漠草原。如糙隱子草、羊茅、草地早熟禾。Russian wildrye31下繁草：株叢以短營養(yǎng)枝為主，每年只有少數(shù)枝條發(fā)育為生殖枝32上繁草：以長營養(yǎng)枝和生殖枝為主的株叢，短枝可發(fā)育為長枝，植株50-170厘米高，莖上葉多，生殖枝有3-5片葉，占葉量20

9、%，長營養(yǎng)枝有5-11片葉，占葉量50%，刈割后留茬不超過總產(chǎn)量5-10%，適宜刈割調(diào)制干草。分布于草甸草原和干草原化濕地上。如鴨茅、象草、無芒雀麥。32上繁草：以長營養(yǎng)枝和生殖枝為主的株叢，33半上繁草：中間型，長枝與短枝約各占一半，介于上繁草和下繁草之間，植株高度為50-70厘米，每年有較多的短營養(yǎng)枝形成生殖枝，適宜刈牧兼用。如看麥娘、多年生黑麥草、垂穗披堿草、草地羊茅等。33半上繁草：中間型，長枝與短枝約各占一34多年生草類按照新枝形成特點，分為根莖型、根蘗型、疏叢型、密叢型、根莖疏叢型、匍匐莖型、鱗莖型等各種類型。其中有些類型與其營養(yǎng)繁殖方式一致。34多年生草類按照新枝形成特點，分為根

10、莖35從地下分蘗節(jié)長出與主枝垂直的橫莖根莖。根莖分布于距地表5-10厘米處，通氣良好的土壤可達(dá)20厘米，根莖短者2-3厘米，長者達(dá)100-150厘米，甚至幾十米。根莖既是營養(yǎng)繁殖器官，又是貯藏器官。根莖具有很強(qiáng)的繁殖能力，人工耙切后每一段都可變?yōu)橐粋€獨立的繁殖體。對土壤要求較嚴(yán)，需疏松及通氣良好的土壤，否則以分蘗節(jié)逐漸上移來滿足對生長的需要，移到一定程度，根莖便死亡。根莖型草類35從地下分蘗節(jié)長出與主枝垂直的橫莖根莖。根莖型草類363637無芒雀麥37無芒雀麥38Western wheatgrass38Western wheatgrass39sweetgrass39sweetgrass40地下

11、橫走的水平根，長4-5米，位于地面下5-30厘米處，其上春夏秋可產(chǎn)生不定芽，萌發(fā)生長形成地上枝條，壽命長。多沙地上可形成多層水平根，根蘗型草類繁殖力強(qiáng)，被切斷的水平根可產(chǎn)生不定芽，形成地上枝條。如柳穿魚、甘草、黃芩。根蘗型草類40地下橫走的水平根，長4-5米，位于地面下5-30厘根蘗型414142分蘗節(jié)位于地面以下1-5厘米處，側(cè)枝由主枝成銳角方向發(fā)出，發(fā)育完全的側(cè)枝又形成次級側(cè)枝，在地表形成疏松的株叢。株叢邊緣為新生枝條，中央為老枝條，中央老枝死亡后積累大量死亡而未分解的有機(jī)殘余物使中央變空，能形成較好的生草土。對土壤空氣的要求較少，在水分暫時過多的情況下能很好生長。如鴨茅、多年生黑麥草。疏

12、叢型草類42分蘗節(jié)位于地面以下1-5厘米處，側(cè)枝由主枝成銳疏叢型草類434344分蘗節(jié)位于土表或接近地表，分蘗自分蘗節(jié)發(fā)生后，彼此緊貼和母枝平行向上生長，因而形成緊密的小丘狀株叢。分蘗節(jié)上移是對土壤中缺乏空氣的一種適應(yīng)，使分蘗節(jié)處于空氣充足的條件下，在通透性不良或完全厭氣的土壤中能正常生長發(fā)育。分蘗枝緊密，被死去的有機(jī)物所包，可蓄水保持分蘗節(jié)的濕度又便于分蘗節(jié)通氣及抵御低溫。密叢型草類44分蘗節(jié)位于土表或接近地表，分蘗自分蘗節(jié)發(fā)生密叢型草類454546由短根莖把許多疏叢型株叢連在一起，形成稠密網(wǎng)狀，如草地早熟禾、肥披堿草等。可形成平坦、有彈性和不易破裂的生草土，是放牧地最理想的生草土。根莖-疏

13、叢型草類46由短根莖把許多疏叢型株叢連在一起，形成根莖-疏叢型草類474748從根頸、分蘗節(jié)、葉腋等分生出橫臥地面向前生長的莖匍匐莖。匍匐莖的節(jié)向下產(chǎn)生不定根，節(jié)部的腋芽向上產(chǎn)生枝條或繼續(xù)產(chǎn)生匍匐莖，向各個方向生長。耐放牧、踐踏。如狗牙根、結(jié)縷草、白三葉等。匍匐莖草類48從根頸、分蘗節(jié)、葉腋等分生出橫臥地面向前生長匍匐莖草類4949505051Buffalo grass51Buffalo grass52結(jié)縷草52結(jié)縷草53在地面以下5-10厘米處形成鱗莖盤，節(jié)間縮短的莖的節(jié)上著生著肉質(zhì)葉片，上部葉腋處的腋芽發(fā)育為新枝條，肉質(zhì)葉鞘間的腋芽活動可產(chǎn)生新的小鱗莖。葉片的形狀各異，或是生長在緣葉的基部

14、，或是特化為肉質(zhì)的莖生葉。鱗莖盤下部生有許多不定根，主根死亡早，主要借助莖出不定根吸收養(yǎng)分，這種根每年更新。鱗莖既是繁殖器官也是貯藏器官，適應(yīng)于干草原及半荒漠地區(qū)。尤其是高山草原地區(qū)及山地的旱生植物群落地區(qū)。具有大量死枯葉鞘保護(hù)處于土壤中的鱗莖。如蔥屬、百合屬。鱗莖型草類53在地面以下5-10厘米處形成鱗莖盤，節(jié)間縮短的莖的節(jié)上著5454555556具明顯的主根，主根上長出許多粗細(xì)不同的側(cè)根，入土從10厘米到200或300厘米不等。主根和莖的過渡處形成膨大的根頸。越冬時地上部分死亡，在根頸上形成許多休眠芽，越冬營養(yǎng)物質(zhì)貯藏于直根和根頸中。春天萌發(fā)形成地上枝條，每個枝條產(chǎn)生分生側(cè)枝，側(cè)枝可繼續(xù)分

15、枝，形成發(fā)達(dá)的株叢。刈割和放牧后根頸上的更新芽和留在枝條上的潛在芽都可生長新生枝條。豆科、菊科、藜科等草原植物均屬此類。根頸型草類（軸根型）56具明顯的主根，主根上長出許多粗細(xì)不同的側(cè)根，根頸型草類（575758Alfalfa root58Alfalfa root59Birdfoot trefoilsweetclover59Birdfoot trefoilsweetclover60葉直接從根頸長出，形成蓮座狀葉叢，無莖，花果著生在從根頸上長出的花梗（或花莖）上，如車前、蒲公英等，黃土高原、干草原上較多。蓮座狀草類60葉直接從根頸長出，形成蓮座狀葉叢，無蓮座狀草類616162牧草的物質(zhì)動態(tài)是研究

16、牧草生長發(fā)育過程中的干物質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)和貯藏物質(zhì)的變化規(guī)律。第三節(jié) 牧草生長發(fā)育中的物質(zhì)動態(tài)62牧草的物質(zhì)動態(tài)是研究牧草生長發(fā)育過程中第三節(jié) 牧草生長63多年生牧草從拔節(jié)后干物質(zhì)的積累增加，抽穗到現(xiàn)蕾顯著增加，開花中期或末期，干物質(zhì)積累達(dá)最大量，隨后因葉子和果實的大量脫落，干物質(zhì)產(chǎn)量下降。一、年內(nèi)牧草干物質(zhì)動態(tài)63多年生牧草從拔節(jié)后干物質(zhì)的積累增加，抽一、年內(nèi)牧草干物質(zhì)64羊草草群產(chǎn)草量動態(tài)變化刈割時間抽穗(6月)開花(7月)結(jié)實(8月)果后(9月)枯黃(10月)產(chǎn)量kg/hm2399.75837.001098.001040.75757.50占8月份的%36.476.2100.095.269.0

17、羊草在草群中的比重(%)11.569.468.371.770.564羊草草群產(chǎn)草量動態(tài)變化刈割時間抽穗開花結(jié)實果后枯黃產(chǎn)kg65牧草的化學(xué)成分隨生長階段而有不同，生長初期含水分較多，干物質(zhì)較少，隨著牧草的生長，水分減少，干物質(zhì)含量逐漸增多。牧草的營養(yǎng)物質(zhì)是隨生長而變化的，蛋白、脂肪在牧草生長初期含量最高，以后下降?？扇苄蕴妓衔镫S牧草的生長逐漸增加，開花期大量消耗后減少，粗纖維幼嫩時含量低，隨牧草生長逐漸增加，胡蘿卜素和維生素C幼嫩時含量高，隨植物成熟而降低，灰分含量隨生長季的延長而降低。二、生育期內(nèi)化學(xué)物質(zhì)動態(tài)65牧草的化學(xué)成分隨生長階段而有不同，生長初期含二、生育期內(nèi)66新疆紫花苜蓿不同

18、生育期主要營養(yǎng)成分和消化率的變化生育期粗蛋白質(zhì)粗灰分ADF木質(zhì)素消化率分枝期27.0612.0125.184.4283.01現(xiàn)蕾期24.1211.4525.105.2178.09開花期20.6911.0326.456.9774.17結(jié)實期14.399.9844.279.0064.59（單位：%）66新疆紫花苜蓿不同生育期主要營養(yǎng)成分和消化率的變化生育期粗67貯藏物質(zhì)的種類合成有機(jī)物除用于正在生長的莖、葉和根之外，多余的有機(jī)物質(zhì)便送到貯藏器官貯藏起來，以可溶性物質(zhì)糖類、氨基酸運送到貯藏器官之后形成淀粉、脂肪及蛋白質(zhì)貯藏起來。 三、多年生牧草貯藏物質(zhì)67貯藏物質(zhì)的種類三、多年生牧草貯藏物質(zhì)68營養(yǎng)物質(zhì)的貯藏器官果實、種子、木質(zhì)部、分蘗節(jié)、根、根莖、根頸、鱗莖、球莖、塊莖 貯藏物質(zhì)的作用 植物的萌發(fā) 放牧、刈割后牧草的再生主要靠貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)。 植物強(qiáng)烈生長時、拔節(jié)、開花、結(jié)實也需要利用大量貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)。 68營養(yǎng)物質(zhì)的貯藏器官貯藏物質(zhì)的作用69天然草地上生長著許多植物，無論人們對它們利用還是不利用，植物都能夠年復(fù)一年地繁衍下去，這是因為植物具有繁殖再生的特性和能力。多年生草類借種子繁殖和營養(yǎng)繁殖兩種方式進(jìn)行繁殖更新。一般而言，在天然草地在多年生牧草靠