国家级精品课程——草地学第一章

发布时间:2021-11-29 18:52:56

第一章 草地植物的生物学基础
草地植物的生长发育 牧草的分蘖(分枝)及营养繁殖方式 牧草生长发育中的物质动态

草地植物生物学特性
主要是多年生牧草生长、发育、 主要是多年生牧草生长、发育、繁 殖以及牧草对生活条件的适应性和 充分利用外界环境条件形成有机物 质的能力。 质的能力。

2

植物体生活世代

3

第一节 草地植物的生长发育
墨西哥 玉米 百脉 根

玉米

沙打旺

4

一、牧草的生长发育

5

禾本科牧草
种子 幼苗 颖果 (种皮、胚和胚乳) 分蘖 禾本科牧草出苗后, 在幼苗的三到五叶 期开始从母株的地 表或地下茎节、根 茎、根蘖上形成侧 枝的现象为分蘖。

豆科牧草
荚果 (种皮、子叶、胚) 种皮、子叶、 子叶出土(苜蓿) 子叶出土(苜蓿)和 子叶留土(豌豆) 子叶留土(豌豆)两 种类型 分枝: 分枝: 豆科牧草在3 豆科牧草在 3 叶期后在 根 颈 上 形 成 侧枝 的 过 程为分枝。 程为分枝。 根颈: 根颈: 膨大的根茎过渡处, 膨大的根茎过渡处, 有许多更新芽, 有许多更新芽,春季 萌发, 萌发,是每次刈割后 再生的基础。 再生的基础。 直根系: 直根系:胚根发育为 主根,其上分生支根, 主根,其上分生支根, 形成直根系, 形成直根系,支根上 产生根瘤。 产生根瘤。
6

根系

须根系:主根早已 死亡或完全不发育, 或与其它根(侧根、 不定根)一样生长, 形成强大的成簇的 细根。

7

8

二、牧草的生殖生长
牧草生长发育到一定时期, 牧草生长发育到一定时期,在光、温度 等因素及其诱导的某些激素的作用下, 等因素及其诱导的某些激素的作用下,植株 就进入了生殖生长阶段, 就进入了生殖生长阶段,在一定部位上形成 花芽,然后开花、受精、结实产生种子。 花芽,然后开花、受精、结实产生种子。

9

1.分化过程
牧草进入生殖生长时, 牧草进入生殖生长时,茎尖的分生组织不再 形成叶原基和腋芽原基,而形成花或花序原基, 形成叶原基和腋芽原基,而形成花或花序原基, 并逐渐形成花或花序。 并逐渐形成花或花序。

10

2.分化所需条件
在豆科和禾本科牧草中从营养生长转变为生 殖生长过程中主要诱导因素是光周期 温度。 光周期和 殖生长过程中主要诱导因素是 光周期 和 温度 。

诱导是指植物对环境信号的感知, 诱导是指植物对环境信号的感知, 茎尖感受温度,叶片感受光周期。 茎尖感受温度,叶片感受光周期。

11

3.开花
牧草的花芽分化中, 牧草的花芽分化中,雄蕊的花药发育成熟或 雌蕊的胚囊发育成熟后, 雌蕊的胚囊发育成熟后,包被雌雄蕊的花器官展 使雄蕊或雌蕊(或二者同时) 开,使雄蕊或雌蕊(或二者同时)暴露出来称为 开花, 开花, 即指花器官发育完全至成熟花粉从花药中释放 出来的过程。 出来的过程。

12

13

Yellow alfalfa

14

Birdfoot trefoil
15

16

mammoth wildrye

Thickspike wheatgrass

17

Tall wheatgrass

18

Creeping foxtail

19

4.传粉
成熟的花粉粒借助于外力从雄蕊开裂的花药传 到雌蕊的柱头上。 到雌蕊的柱头上。 ? 自花传粉 ? 异花传粉

20

21

5.受精
是指到达柱头的花粉粒借助于花粉管将精细胞送入 胚囊中,使精子和卵子结合,形成合子的过程。 胚囊中,使精子和卵子结合,形成合子的过程。

22

三、多年生草类的物候期
多年生牧草每年随着气候的季节交替表现出生长发 育中形态和生理上的几个不同时期,包括萌发期、 育中形态和生理上的几个不同时期,包括萌发期、 分蘖(分枝) 拔节期、抽穗(现蕾) 分蘖(分枝)期、拔节期、抽穗(现蕾)期、开花 结实期、果后营养期、 期、结实期、果后营养期、枯黄期 。

23

春季多年生牧草温度适宜时开始萌发, 春季多年生牧草温度适宜时开始萌发,或称返青 日*均气温3 不同地带、类型、 期。日*均气温3-5℃,不同地带、类型、年份萌 发期不同,一般称50%植株返青为萌发期。 发期不同,一般称50%植株返青为萌发期。 50 禾本科植物分蘖节上产生分蘖枝,豆科、杂类草 禾本科植物分蘖节上产生分蘖枝,豆科、 根颈上产生分枝或新苗基部叶腋产生侧枝的时 萌发后15 20天 一般称50 植株分蘖( 1550% 期,萌发后15-20天。一般称50%植株分蘖(分 为分蘖(分枝) 枝)为分蘖(分枝)期。

1.萌发期

2.分蘖(分枝)期 分蘖(分枝)

24

3.拔节期
禾本科植物地面出现第一节时为拔节期, 禾本科植物地面出现第一节时为拔节期,标准为 50%植株第一节露出地面1 厘米。 50%植株第一节露出地面1-2厘米。 植株第一节露出地面

4.抽穗(现蕾)期 抽穗(现蕾)
禾本科50%植株的穗从顶部叶鞘伸出,豆科、 禾本科50%植株的穗从顶部叶鞘伸出,豆科、杂类 50 50%植株形成花蕾时。 草50%植株形成花蕾时。

25

花冠(内外稃)张开,雄蕊伸出,开始散布花粉。 花冠(内外稃)张开,雄蕊伸出,开始散布花粉。 禾本科50 植株开花为开花期,花期为6 12天 50% 禾本科50%植株开花为开花期,花期为6-12天,豆 20% 杂类草植株20 开花为初花期,80% 科、杂类草植株20%开花为初花期,80%开花为盛 花期,花期一直延续到深秋。 花期,花期一直延续到深秋。

5.开花期

从受精到种子完全成熟称为结实期,一般需10-15 从受精到种子完全成熟称为结实期,一般需1010 成熟种子变硬后3 脱落, 天,成熟种子变硬后3-7天脱落,禾本*崾灯诳 分为乳熟 蜡熟、完熟三期 乳熟、 三期。 分为乳熟、蜡熟、完熟三期。

6.结实期

26

7.果后营养期
结实后,进入夏秋分蘖,分蘖枝条进入生长期。 结实后,进入夏秋分蘖,分蘖枝条进入生长期。

8.枯黄期
温度下降,霜冻使植株变枯,自此直至次年返青 温度下降,霜冻使植株变枯, 期为枯黄期。 期为枯黄期。

27

牧草的分蘖(分枝) 第二节 牧草的分蘖(分枝)及营养繁殖方式 分蘖(分枝) 从禾本科等植物的分蘖节、根颈、 分蘖(分枝):从禾本科等植物的分蘖节、根颈、
根蘖以及叶腋或根上形成新枝条的过程。 根蘖以及叶腋或根上形成新枝条的过程。

营养繁殖:从营养器官(除种子、 营养繁殖:从营养器官(除种子、孢子等有性生
殖器官)上形成新个体的过程。 殖器官)上形成新个体的过程。

28

牧草的株丛结构
株丛:多年生牧草的分蘖或分枝使其植株形成丛状。 株丛:多年生牧草的分蘖或分枝使其植株形成丛状。 枝条类型: 枝条类型: 生殖枝条 营养枝条 长营养枝 短营养枝

拔节后 未拔节

29

牧草的株丛结构
株丛类型: 株丛类型: 依叶片在茎上着生位置的高低、 依叶片在茎上着生位置的高低、数量及营养 枝和生殖枝的多少形成的植株外貌类型。 枝和生殖枝的多少形成的植株外貌类型。 多年生草类按其叶量和生长的特点, 多年生草类按其叶量和生长的特点,可分为下 繁草、上繁草和半上繁草。 繁草、上繁草和半上繁草。

30

数枝条发育为生殖枝,茎上叶少, 数枝条发育为生殖枝,茎上叶少,2-3片,大 量叶片集中于株丛基部,植株矮小, 量叶片集中于株丛基部,植株矮小,高度不 超过40厘米,刈割后残茬量大, 40厘米 超过40厘米,刈割后残茬量大,约占总产量 20%以上 最适宜放牧利用, 以上, 的20%以上,最适宜放牧利用,分布于干草 原和荒漠草原。如糙隐子草、羊茅、 原和荒漠草原。如糙隐子草、羊茅、草地早 熟禾。 熟禾。

Russian wildrye 株丛以短营养枝为主, 下繁草:株丛以短营养枝为主,每年只有少

31

以长营养枝和生殖枝为主的株丛, 上繁草:以长营养枝和生殖枝为主的株丛, 短枝可发育为长枝,植株50-170厘米高 短枝可发育为长枝,植株50-170厘米高,茎 50 厘米 上叶多,生殖枝有3 占叶量20% 20%, 上叶多,生殖枝有3-5片叶,占叶量20%, 占叶量50% 50%, 长营养枝有5 11片 长营养枝有5-11片叶,占叶量50%,刈割后 留茬不超过总产量5-10%,适宜刈割调制干 留茬不超过总产量5 10%, 分布于草甸草原和干草原化湿地上。 草。分布于草甸草原和干草原化湿地上。如 鸭茅、象草、无芒雀麦。 鸭茅、象草、无芒雀麦。

32

中间型, 半上繁草:中间型,长枝与短枝约各占一 半,介于上繁草和下繁草之间,植株高度为 介于上繁草和下繁草之间, 50-70厘米 厘米, 50-70厘米,每年有较多的短营养枝形成生 殖枝,适宜刈牧兼用。如看麦娘、 殖枝,适宜刈牧兼用。如看麦娘、多年生黑 麦草、垂穗披碱草、草地羊茅等。 麦草、垂穗披碱草、草地羊茅等。

33

多年生草类按照新枝形成特点, 多年生草类按照新枝形成特点,分为根茎 新枝形成特点 根蘖型、疏丛型、密丛型、根茎— 型、根蘖型、疏丛型、密丛型、根茎—疏丛 匍匐茎型、鳞茎型等各种类型。 型、匍匐茎型、鳞茎型等各种类型。 其中有些类型与其营养繁殖方式一致。 其中有些类型与其营养繁殖方式一致。

34

根茎型草类
从地下分蘖节长出与主枝垂直的横茎—根茎。 从地下分蘖节长出与主枝垂直的横茎—根茎。 根茎分布于距地表5 10厘米 厘米处 通气良好的土壤可达20 20厘 根茎分布于距地表5-10厘米处,通气良好的土壤可达20厘 根茎短者2 厘米,长者达100 150厘米 甚至几十米 100厘米, 几十米。 米,根茎短者2-3厘米,长者达100-150厘米,甚至几十米。 根茎既是营养繁殖器官,又是贮*鞴佟 根茎既是营养繁殖器官,又是贮*鞴佟8ゾ哂泻芮康姆敝 能力,人工耙切后每一段都可变为一个独立的繁殖体。 能力,人工耙切后每一段都可变为一个独立的繁殖体。 对土壤要求较严,需疏松及通气良好的土壤, 对土壤要求较严,需疏松及通气良好的土壤,否则以分蘖节逐 渐上移来满足对生长的需要,移到一定程度,根茎便死亡。 渐上移来满足对生长的需要,移到一定程度,根茎便死亡。
35

36

无芒雀麦

37

Western wheatgrass

38

sweetgrass 39

根蘖型草类
地下横走的水*根,长4-5米,位于地面下5-30厘 地下横走的水*根, 位于地面下5 30厘 其上春夏秋可产生不定芽, 米处,其上春夏秋可产生不定芽,萌发生长形成地 上枝条,寿命长。 上枝条,寿命长。 多沙地上可形成多层水*根, 多沙地上可形成多层水*根,根蘖型草类繁殖力 被切断的水*根可产生不定芽, 强,被切断的水*根可产生不定芽,形成地上枝 如柳穿鱼、甘草、黄芩。 条。如柳穿鱼、甘草、黄芩。

40

41

疏丛型草类
分蘖节位于地面以下1 厘米处 分蘖节位于地面以下1-5厘米处,侧枝由主枝成锐 角方向发出,发育完全的侧枝又形成次级侧枝, 角方向发出,发育完全的侧枝又形成次级侧枝,在 地表形成疏松的株丛。 地表形成疏松的株丛。 株丛边缘为新生枝条,中央为老枝条, 株丛边缘为新生枝条,中央为老枝条,中央老枝死 亡后积累大量死亡而未分解的有机残余物使中央变 能形成较好的生草土。 空,能形成较好的生草土。 对土壤空气的要求较少, 对土壤空气的要求较少,在水分暂时过多的情况下 能很好生长。如鸭茅、多年生黑麦草。 能很好生长。如鸭茅、多年生黑麦草。
42

43

密丛型草类
分蘖节位于土表或接*地表, 分蘖节位于土表或接*地表,分蘖自分蘖节发生 彼此紧贴和母枝*行向上生长, 后,彼此紧贴和母枝*行向上生长,因而形成紧密 的小丘状株丛。 的小丘状株丛。 分蘖节上移是对土壤中缺乏空气的一种适应, 分蘖节上移是对土壤中缺乏空气的一种适应,使分 蘖节处于空气充足的条件下, 蘖节处于空气充足的条件下,在通透性不良或完全 厌气的土壤中能正常生长发育。 厌气的土壤中能正常生长发育。 分蘖枝紧密,被死去的有机物所包, 分蘖枝紧密,被死去的有机物所包,可蓄水保持分 蘖节的湿度又便于分蘖节通气及抵御低温。 蘖节的湿度又便于分蘖节通气及抵御低温。
44

45

根茎--疏丛型草类 根茎 疏丛型草类 由短根茎把许多疏丛型株丛连在一起, 由短根茎把许多疏丛型株丛连在一起,形成 稠密网状,如草地早熟禾、肥披碱草等。可 稠密网状,如草地早熟禾、肥披碱草等。 形成*坦、有弹性和不易破裂的生草土, 形成*坦、有弹性和不易破裂的生草土,是 放牧地最理想的生草土。 放牧地最理想的生草土。

46

47

匍匐茎草类
从根颈、分蘖节、 从根颈、分蘖节、叶腋等分生出横卧地面向前生长 的茎—匍匐茎。 的茎—匍匐茎。 匍匐茎的节向下产生不定根,节部的腋芽向上产生 匍匐茎的节向下产生不定根, 枝条或继续产生匍匐茎,向各个方向生长。 枝条或继续产生匍匐茎,向各个方向生长。 耐放牧、践踏。如狗牙根、结缕草、白三叶等。 耐放牧、践踏。如狗牙根、结缕草、白三叶等。

48

49

50

Buffalo grass
51

结缕草

52

鳞茎型草类
在地面以下5 10厘米处形成鳞茎盘, 在地面以下5-10厘米处形成鳞茎盘,节间缩短的茎的节上着 厘米处形成鳞茎盘 生着肉质叶片,上部叶腋处的腋芽发育为新枝条, 生着肉质叶片,上部叶腋处的腋芽发育为新枝条,肉质叶鞘 间的腋芽活动可产生新的小鳞茎。叶片的形状各异, 间的腋芽活动可产生新的小鳞茎。叶片的形状各异,或是生 长在缘叶的基部,或是特化为肉质的茎生叶。 长在缘叶的基部,或是特化为肉质的茎生叶。鳞茎盘下部生 有许多不定根,主根死亡早, 有许多不定根,主根死亡早,主要借助茎出不定根吸收养 这种根每年更新。 分,这种根每年更新。 鳞茎既是繁殖器官也是贮*鞴伲 鳞茎既是繁殖器官也是贮*鞴伲视τ诟刹菰鞍牖哪 区。尤其是高山草原地区及山地的旱生植物群落地区。具有 尤其是高山草原地区及山地的旱生植物群落地区。 大量死枯叶鞘保护处于土壤中的鳞茎。如葱属、百合属。 大量死枯叶鞘保护处于土壤中的鳞茎。如葱属、百合属。
53

54

55

根颈型草类(轴根型) 根颈型草类(轴根型)
具明显的主根,主根上长出许多粗细不同的侧根, 具明显的主根,主根上长出许多粗细不同的侧根, 入土从10厘米到200或300厘米不等。 10厘米 厘米不等 入土从10厘米到200或300厘米不等。主根和茎的 过渡处形成膨大的根颈。 过渡处形成膨大的根颈。 越冬时地上部分死亡,在根颈上形成许多休眠芽, 越冬时地上部分死亡,在根颈上形成许多休眠芽, 越冬营养物质贮藏于直根和根颈中。 越冬营养物质贮藏于直根和根颈中。春天萌发形成 地上枝条,每个枝条产生分生侧枝, 地上枝条,每个枝条产生分生侧枝,侧枝可继续分 形成发达的株丛。 枝,形成发达的株丛。刈割和放牧后根颈上的更新 芽和留在枝条上的潜在芽都可生长新生枝条。 芽和留在枝条上的潜在芽都可生长新生枝条。 豆科、菊科、藜科等草原植物均属此类。 豆科、菊科、藜科等草原植物均属此类。
56

57

Alfalfa root
58

Birdfoot trefoil

sweetclover

59

莲座状草类 叶直接从根颈长出,形成莲座状叶丛, 叶直接从根颈长出,形成莲座状叶丛,无 花果着生在从根颈上长出的花梗( 茎,花果着生在从根颈上长出的花梗(或花 如车前、蒲公英等,黄土高原、 茎)上,如车前、蒲公英等,黄土高原、干 草原上较多。 草原上较多。

60

61

第三节 牧草生长发育中的物质动态
牧草的物质动态是研究牧草生长发育过程中 的干物质、 的干物质、化学物质和贮藏物质的变化规 律。

62

一、年内牧草干物质动态
多年生牧草从拔节后干物质的积累增加, 多年生牧草从拔节后干物质的积累增加,抽 穗到现蕾显著增加,开花中期或末期, 穗到现蕾显著增加,开花中期或末期,干物 质积累达最大量, 质积累达最大量,随后因叶子和果实的大量 脱落,干物质产量下降。 脱落,干物质产量下降。

63

羊草草群产草量动态变化
刈割时间
产 量 kg/hm2 占8月份的 % 抽穗 (6月 (6月) 开花 (7月 (7月) 结实 (8月 (8月) 果后 (9月 (9月) 枯黄 (10月 (10月)

399.75 36.4 11.5

837.00 76.2 69.4

1098.00 100.0 68.3

1040.75 95.2 71.7

757.50 69.0 70.5

羊草在草群中的比 重(%)

64

二、生育期内化学物质动态
牧草的化学成分随生长阶段而有不同, 牧草的化学成分随生长阶段而有不同,生长初期含 水分较多,干物质较少,随着牧草的生长, 水分较多,干物质较少,随着牧草的生长,水分减 干物质含量逐渐增多。 少,干物质含量逐渐增多。 牧草的营养物质是随生长而变化的,蛋白、脂肪在 牧草的营养物质是随生长而变化的,蛋白、脂肪在 牧草生长初期含量最高,以后下降。 牧草生长初期含量最高,以后下降。可溶性碳水化 物随牧草的生长逐渐增加, 合物随牧草的生长逐渐增加,开花期大量消耗后减 粗纤维幼嫩时含量低 随牧草生长逐渐增加, 幼嫩时含量低, 少,粗纤维幼嫩时含量低,随牧草生长逐渐增加, 胡萝卜素和维生素C幼嫩时含量高, 胡萝卜素和维生素C幼嫩时含量高,随植物成熟而 降低,灰分含量随生长季的延长而降低。 降低,灰分含量随生长季的延长而降低。 含量随生长季的延长而降低
65

新疆紫花苜蓿不同生育期主要营养成分和消化率的变化
(单位:%) 单位: 生育期 分枝期 现蕾期 开花期 结实期 粗蛋白质 粗灰分 27.06 24.12 20.69 14.39 12.01 11.45 11.03 9.98 ADF 25.18 25.10 26.45 44.27 木质素 4.42 5.21 6.97 9.00 消化率 83.01 78.09 74.17 64.59
66

三、多年生牧草贮藏物质
? 贮藏物质的种类
合成有机物除用于正在生长的茎、叶和根之外, 合成有机物除用于正在生长的茎、叶和根之外,多余的有机 物质便送到贮*鞴僦*鹄矗钥扇苄晕镏省抢唷 物质便送到贮*鞴僦*鹄矗钥扇苄晕镏省抢唷被 酸运送到贮*鞴僦笮纬傻矸邸⒅炯暗鞍字手*鹄础 酸运送到贮*鞴僦笮纬傻矸邸⒅炯暗鞍字手*鹄础

67

? 营养物质的贮*鞴
果实、种子、木质部、分蘖节、 果实、种子、木质部、分蘖节、根、根茎、根颈、鳞茎、球 根茎、根颈、鳞茎、 茎、块茎

? 贮藏物质的作用
植物的萌发 放牧、刈割后牧草的再生主要靠贮藏的营养物质。 放牧、刈割后牧草的再生主要靠贮藏的营养物质。 植物强烈生长时、拔节、开花、 植物强烈生长时 、拔节 、 开花 、 结实也需要利用大量贮藏 的营养物质。 的营养物质。

68

四、牧草的繁殖与更新
天然草地上生长着许多植物, 天然草地上生长着许多植物,无论人们对它们利用 还是不利用,植物都能够年复一年地繁衍下去, 还是不利用,植物都能够年复一年地繁衍下去,这 是因为植物具有繁殖再生的特性和能力。 是因为植物具有繁殖再生的特性和能力。 多年生草类借种子繁殖和营养繁殖两种方式进行繁 殖更新。一般而言, 殖更新。一般而言,在天然草地在多年生牧草靠种 子繁殖形成的幼苗数量少。 子繁殖形成的幼苗数量少。 天然草地上的多年生牧草, 天然草地上的多年生牧草,大多数具有营养更新的 特点,也有较强的营养繁殖能力。 特点,也有较强的营养繁殖能力。
69

五、牧草的再生

再生性: 再生性:植物经放牧或刈割后重新生长的特性 牧草的再生能力: 牧草的再生能力:牧草被刈割或放牧后重新恢 复绿色株丛的能力。 复绿色株丛的能力。 由于牧草具有再生性,所以放牧地和割草地在 由于牧草具有再生性, 整个生长季节可以利用多次。 整个生长季节可以利用多次。

70

? 再生条件 取决于植物的生物学特性 利用制度( 取决于植物的生物学特性 、利用制度(早、 利用高度) 晚、利用高度) 。 植物贮藏营养物质的含量对再生有决定性的 植物贮藏营养物质的含量对再生有决定性的 影响 。 植物的再生很大程度上取决于生长环境条 植物的再生很大程度上取决于生长环境条 件。

71


相关文档

  • 国家级精品课程——草地学第二章-2
  • 国家级精品课程——草地学草地学绪论
  • 草地学——国家级精品课程第五章(1)
  • 草地学——国家级精品课程第六章(1)
  • 草地学——国家级精品课程第四章(1)
  • 草地学——国家级精品课程第二章-2(1)
  • 草地学——国家级精品课程第七章-22
  • 草地学——国家级精品课程第二章-1(1)
  • 岩浆岩岩石学-第1章 绪论-西北大学-国家级精品课程
  • 猜你喜欢

    电脑版