草地植物生物學課件

草地植物生物學1-1飼用植物的分類

生活型分類法(lifeform

classification)

植物系統(tǒng)分類法(plant

systematicsclassification)人為分類法

(artificial

classification)一、生活型分類生活型（lifeform）

：指植物長期適應(yīng)綜合的外界環(huán)境條件而在外貌上表現(xiàn)的類型。換句話說：生活型是植物在漫長的系統(tǒng)發(fā)育過程中對生態(tài)因素的綜合適應(yīng)結(jié)果。Life-form.Characteristicformorappearanceofaspeciesatmaturity,e.g.,tree,shrub,herb.德國學者克涅爾的劃分方法，根據(jù)外貌將植物生活型劃分為：喬木、灌木、半灌木、多年生草本、一年生草本、苔蘚類、地衣。(下頁)木本植物喬木(高位芽植物)

灌木(地上芽植物)小灌木、墊狀植物

常綠落葉半灌木Half-shrub.Aperennialplantwithawoodybasewhoseannualstemsdieeachyear.苔鮮、地衣、藻類多年生草類一年生草類草本植物丹麥Raunkiaer生活型德國克涅爾生活型恩格勒(Engler)系統(tǒng)

哈欽森（Hutchinson）系統(tǒng)塔赫他間（Takhtajan）分類系統(tǒng)克郎奎斯特（Cronquist）分類系統(tǒng)中國植物志——電子版/dzb.asp二、植物系統(tǒng)分類法——草地植物的經(jīng)濟類群

天然草原上生長的飼用植物，除荒漠、半荒漠草地類組以及其它一些地區(qū)生長有一年生的短命和類短命植物外，多數(shù)還是多年生草本植物。這些植物。由于生態(tài)條件和人類活動的影響，經(jīng)常改變著自己的性狀和品質(zhì)。為了使天然草原上的飼用植物的成分、生長發(fā)育以及產(chǎn)量等符合草原畜牧業(yè)生產(chǎn)的需要，就必須了解飼用植物的經(jīng)濟類群。根據(jù)各種牧草在草層中的多度、營養(yǎng)特點、適口性，對草地土壤的作用，生態(tài)分布以及分類學上的特點等。將草原上主要飼用植物劃分為6大經(jīng)濟類群。即禾本科草類、豆科草類、莎草科草類、菊科草類、藜科草類和雜類草（除前面五類的所有其它科的草類）。

甘肅省草地牧草種類:共有154科691屬2054種牧草,其中,可食牧草1892種,毒害草162種。草地牧草以以下8科為主體:禾本科77屬243種,占全部草種的11.18%;豆科24屬113種,占5.5%;莎草科9屬71種,占3.5%;菊科77屬307種,占15.0%;藜科19屬47種,占2.3%;蓼科7屬33種,占1.6%;薔薇科28屬99種,占4.8%;毛茛科24屬102種,占5.0%。優(yōu)良牧草有432種,其中,禾本科222種,豆科75種,莎草科52種,菊科5種,蓼科8種,藜科21種,薔薇科9種,其他科40種。

它是組成草原植物群落的主要草類,全世界有6000余種，我國約有1000余種。特點：1）在草原植被中，它的出現(xiàn)率和豐富度高。2）禾本科草類的飼用價值很高。禾本科草類富含有碳水化合物和纖維素3）可食植物的數(shù)量較多，家畜不喜食或不食的數(shù)量極少。有毒的亦很少4）易調(diào)制干草和青貯。(一)禾本科草類三個草原亞型的主要特征項

目草甸草原典型草原荒漠草原代表群系標志層片優(yōu)勢土類蓋度%地上生物量1m2平均種數(shù)旱生植物%中旱生植物%中生植物%貝加爾針茅草原中生雜草類黑鈣土40-752000±2025.437.936.7大針茅草原旱生叢生禾草栗鈣土20-40800-10001549.131.719.2小針茅草原旱生小半灌木棕鈣土10-15200±1178.05.516.5

它是植物界中僅次于菊科種數(shù)的第二大科。包括12000余種，分布于全世界。我國約1200余種。主要特點：（1）根上具有根瘤，能固定大氣中游離態(tài)的N以供自身營養(yǎng)的需要和增加土壤的含氮量（2）豆科牧草在栽培牧草中具有重要地位（3）豆科牧草的適口性，一般是很好的（4）豆科草類中毒草較多，約有6%的種（5）豆科草類的一個重大缺陷是調(diào)制干草時，葉片易于脫落，降低其飼用價值，同時因含碳水化合物較低。不易制作青貯飼料

(二)豆科草類

莎草科草類包括3500余種，分布于全世界。我國約580余種。主要特點：（1）在森林草地類組成純?nèi)郝洌?）在飼用價值上．莎草科草類僅次于禾本科和豆科草類而居第三位（3）缺點是含有較多取硅酸，味淡薄，較粗糙，因而適口性較禾本科差（4）莎科草類一般植株低矮，產(chǎn)草量低。(三)莎草科草類(四)菊科草類本科是植物中種數(shù)最多的一科。全世界25000余種，我國有2000-3000多種。主要特點：1）菊科植物在天然草原的植物群落中，多為伴生，但在典型草原、半荒漠草地中，常有大片的蒿屬植物為優(yōu)勢種（2）菊科植物中有一半以上的種牲畜不喜食，而其余部分，有一大半只有在一定的時期內(nèi)，如春季或晚秋，才為牲畜所喜食(含有毒性的苦味物質(zhì)，或具硬的毛和刺)。（3）菊科草類的適口性，因家畜種類不同而異。沙蒿景觀(五)、藜科草類

全世界有1，400余種，我國有170多種。特點：（1）大多為草本或灌木植物，很少喬木、多數(shù)為肉質(zhì)多汁的耐鹽植物。（2）主要分布在荒漠和半荒漠草地類組。（3）在極干的荒漠戈壁和荒漠湖盆地，藜科草類的飼用意義最大（4）藜科草類含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，駱駝最喜食，綿羊和山羊次之，牛不喜食或不食。砂礫山麓豬毛菜草場SalsolapellucidagroupHaloxylonammodendron(六)、雜類草

這一類草是除禾本科、豆科、莎草科、菊科和藜科草類之外的飼用植物之總稱，它們的種類極多。特點：（1）有些科、屬的植物飼用價值很高，如蓼科在山地草原中分類較廣，其營養(yǎng)價值優(yōu)于禾草，籽實富含淀粉，適口性良好，各類家畜均喜食；百合科蔥屬植物具有特殊的飼用價值，綿羊采食后易于上膘，因其含有豐富的蛋白質(zhì)，而纖維素的含量低，水分含量亦高，所以，綿羊在蔥屬草地上放牧，可以適當減少飲水量，增加采食、臥息的時間。（2）雜類草在利用上，不論放牧或調(diào)制干草，均不如禾本科、豆科和莎草科草類。但在天然草原上作為放牧家畜的飼草仍具有重要意義。Grass-likeplant:Aplantthatresemblesagrassbuthasstemsthataresolidincross-section,includingrushes（燈芯草）andsedges（莎草）.Forb:Anon-woody,broad-leafedplant.

Weed.(1)Aplantgrowingwhereunwanted.(2)Aplanthavinganegativevaluewithinagivenmanagementsystem.飼用灌木與草如何界定?三、人為分類（一）依葉片位置及植株高矮分上繁草：50-170厘米，生殖枝和長營養(yǎng)枝，莖上的葉片分布比較均勻。刈割型人工草地的牧草多為此類（無芒雀麥、鴨茅、貓尾草、苜蓿、草木樨、紅豆草），割草后留茬的產(chǎn)量不超過總產(chǎn)量的5-10%。天然割草地：羊草(Leymuschinesis)、賴草(L.secalinus)、老芒麥、披堿草、紅三葉下繁草：不超過50厘米，株叢多半是短營養(yǎng)枝，大量葉片集中于株叢基部，刈割后留茬占總產(chǎn)量的20-60%，因此這類牧草適合于放牧利用。草地早熟禾、小糠草、羊茅、針茅、冰草、白三葉，扁蓿豆等蓮座葉叢草：葉簇狀，沒有莖生葉或莖生葉很小。在長期放牧而變壞的草地上最普遍，飼用價值普遍不大。蒲公英、車前、風毛菊等屬于蓮座叢草。人為分類（二）依壽命分類一年生：當年即可完成整個發(fā)育過程，開花結(jié)實后死亡兩年生（越年生）當年不能開花結(jié)實，第二年才開花結(jié)實，之后死亡多年生：壽命兩年以上，根據(jù)壽命長短又：

短壽命牧草：牧草平均壽命3-4年，如披堿草、多年生黑麥草、紅三葉等，其產(chǎn)草量第一、二年最高

中壽命牧草：牧草平均壽命5-6年，大部分禾本科牧草和豆科牧草都屬于這一類，如貓尾草、葦狀羊茅、鴨茅、看麥娘、沙打旺、白三葉、百脈根等，其產(chǎn)草量第二、三年最高，第四年產(chǎn)量下降；

長壽命牧草牧草：平均壽命為10年或10年以上，一般利用6-8年，在其生長的第3-5年產(chǎn)草量最高，如無芒雀麥、草地早熟禾、羊草、冰草、苜蓿等。人為分類(三)、枝條形成類型(分枝類型、分蘗類型)

多年生草類每年冬季地上部分全部枯死，春季根部再長出枝條，而且牧草原來的枝條能在利用后（放牧或刈割），又全部長出新的枝條，它枝條的更新主要以營養(yǎng)更新的方式進行。

營養(yǎng)更新分蘗類型

分蘗：指從地表或地下分蘗節(jié)、莖節(jié)、根莖、根蘗上的芽形成枝條，并產(chǎn)生不定根的現(xiàn)象。

根莖型

、疏叢型、密叢型

、根莖疏叢型

、匍匐型

、軸根型（根頸）、根蘗型、粗狀須根型

人為分類分蘗(分枝)類型根莖狀草類有兩種枝條，即直立的和地下與地面平行的（根莖或地下莖）

1、根莖生長的特點：

①根莖分布在距地表5～20cm深處。

②根莖自母枝長出，形成節(jié)和節(jié)間

③在根莖的節(jié)上的更新芽可形成枝條

④根莖上生長出新的根莖，形成具有大量枝條的根莖網(wǎng)。有些植物的根莖每年只延長幾厘米，有的則每年能延長1～1.5米。根莖型rhizomesstyle2、莖狀草類適宜的生境

多年生根莖草類，在疏松通氣良好的壤土，生長發(fā)育最好。

當土壤空氣缺乏時，它的分蘗節(jié)便逐漸向地表移動，但移動到一定高度，由于土壤表層水分較少，根莖便死亡，這時根莖型植物就被其他分蘗類型的植物（一般是疏叢狀草類）取代（生草層的形成過程講過）。對其草地進行松土或劃破草皮切割，增加土壤透氣性。

有的根莖狀草類，如蘆葦?shù)仍谕寥浪诌^多和透氣不足，也能良好生長發(fā)育，因為這類植物的葉片、莖和根具有透氣腔（cell間隙），空氣從氣孔進入，經(jīng)氣腔輸送到根部的末端。

因其根距地表較深（5～10cm處），不能固結(jié)地表，所以不能形成草皮。所以在根莖狀草類占優(yōu)勢的放牧場上放牧時，土壤結(jié)構(gòu)易被破壞，不是踏實（水分過多時），就是沙化（水分不足時），放牧不能超載，也不能在一處連續(xù)放牧，土壤太潮濕也不宜放牧-不耐牧。

賴草，羊草、白草，大拂子茅，拂子茅、草蘆、蘆葦、無芒雀麥，匍匐冰草、嵩草、苔草、鷹嘴紫云英、庫拉三葉草、羊柴等疏叢型

分蘗節(jié)位于地表以下1-5cm處，分蘗芽形成的側(cè)枝與主枝以銳角方向向上生長，能產(chǎn)生多級分蘗,形成株叢。疏叢型牧草適宜在土壤肥沃和通氣良好的地塊上生長?？尚纬刹萜?，但叢與叢之間缺乏聯(lián)系，所以草皮不結(jié)實，易破碎，放牧過重時，叢間下凹形成很多小丘(不耐牧)。疏叢狀草類新枝條形成是從株叢邊緣開始，所以年代較長的株叢中央部分積累了大量的植株殘余物，影響了草叢生長，降低了牧草產(chǎn)量。所以管理上常以耙耙去中央的殘余物，同時施以有機肥料。屬于此類草的有：披堿草、老芒麥、鴨茅、鵝觀草、鴨茅，多年生黑麥草，貓尾草，狗尾草，西伯立亞冰草等。密叢型分蘗節(jié)位于地表以上（干旱草原地區(qū)分蘗位于地表附近），形成的側(cè)枝彼此緊貼，垂直地面向上生長，形成密集的丘狀株叢。能夠在貧瘠、緊實的土壤上生長（耐貧瘠），耐牧性強，但生長較慢，飼用價值較低。在干旱草原，成年的中心在衰老的同時，往往發(fā)生死亡，只有株叢的外圍才保持有活的枝條，因而往往形成禿頂“株叢”。

針茅、羊茅、芨芨草、馬藺等。這類草能形成很密的草皮，在一個地方可生長幾十年。根莖型，疏叢型，密叢型，禾本科植物分蘗類型根莖疏叢型莖基部的分蘗節(jié)位于地表以下2-3厘米處，分蘗節(jié)可以形成疏叢型草叢，同時產(chǎn)生橫走根莖，根莖節(jié)上的腋芽可向上生長，鉆出地面形成株叢。屬根莖型與疏叢型的混合型形成草皮、耐牧、不易成草丘-最理想的放牧草地。如草地早熟禾、紫羊茅、小糠草等。草地早熟禾紫羊茅、帶根莖的高羊茅、高羊茅、羊茅匍匐型

由母株根頸、分蘗節(jié)或枝條的葉腋處向周圍生出平伏于地面的匍匐莖，匍匐莖的節(jié)可向下長出不定根，腋芽向上產(chǎn)生枝條或葉簇，從而形成新的植株，如白三葉、狗牙根、結(jié)縷草、鵝絨委陵菜等軸根型(根頸型)具垂直而粗壯的主根。在莖的下部（土表以下1-3厘米）與根融合處有一膨大部分，稱為根頸，根頸上的更新芽向上生長，形成多枝的稀疏的株叢。在透氣良好土層深厚的土壤上生長發(fā)育最好。這類植物在越冬時主要保護根頸，根頸受凍整個植株便會死亡。

此類草多為豆科或其他科雜類草，如紅三葉、紫花苜蓿、草木樨等。甘農(nóng)1、3號根蘗型根蘗型：具垂直根且在地面以下5-30厘米處生出水平根，在其上形成更新芽，向上生長到地面形成枝條，這類牧草繁殖能力極強，在疏松和通氣良好的土壤上生長極為茂盛。此類草具有垂直的短根。水平根上的更新芽一般在夏秋或春季形成，分布在水平根的前端或根頸處，到營養(yǎng)末期，分蘗芽抵達土表而不出土，在地下越冬后第二年春季長出地表形成枝條。

如甘草、黃花苜蓿、刺兒菜、細葉駱駝蓬、小冠花等。甘農(nóng)2號粗狀須根系且有短的分蘗節(jié)（根莖）和強烈分枝的側(cè)根，形態(tài)上似禾本科的根，但比較粗壯，以種子繁殖與營養(yǎng)繁殖并重與禾本科類似的須根系，但根系比較粗壯。大車前、高原毛茛、酸模。萌發(fā)——生長——分蘗（分枝）——撥節(jié)抽穗——開花結(jié)實——果實成熟——種子脫落——植株枯黃

1-2草地植物生長發(fā)育規(guī)律禾本科、豆科、菊科從分蘗節(jié)上生長發(fā)育形成新枝，同時產(chǎn)生不定根的過程。（1）分蘗：1、禾本科植物枝條的生長發(fā)育分蘗節(jié)，蘗位Maintainingswarddensity

Systemoftilleringabovegroundtilleringundergroundtillering分枝的意義：迅速增加吸收面積；代表不同的進化程度春季分蘗：從分蘗開始到撥節(jié)抽穗前。消耗分蘗節(jié)中貯存的營養(yǎng)夏秋分蘗：開花階段，消耗營養(yǎng)枝及根系中的充足營養(yǎng)間歇期（撥節(jié)抽穗）分蘗時期舉例：草地羊茅、貓尾草、紫羊茅（2）分蘗時期生殖枝：有花序，可結(jié)實長營養(yǎng)枝：主莖伸長，節(jié)間明顯短營養(yǎng)枝：未發(fā)育狀態(tài)，由葉鞘和葉片組成上、下繁草區(qū)別依據(jù)；抽穗結(jié)實時葉量變化不同。適當?shù)姆痔Y有利于營養(yǎng)枝與生殖枝的發(fā)育（過多-營養(yǎng)消耗，過少-產(chǎn)量）（3）枝條的類型及生長發(fā)育營養(yǎng)枝—過渡—生殖枝豆科植物枝條形成的三種方式；從根頸；地面匍匐莖；根蘗上產(chǎn)生。時期與禾本科相似，有的秋季產(chǎn)生（根莖、根蘗）越冬，多數(shù)在春季產(chǎn)生（根莖、根蘗）。2、豆科植物枝條的生長發(fā)育多為小半灌木，荒漠飼用價值高。軸根系；入土淺。春季分枝為主，秋季分枝發(fā)育成短枝，第二年發(fā)育成生殖枝（氣候條件好）。3、菊科植物枝條的生長發(fā)育天然草地中種子繁殖的特點：所占比重小（氣候嚴酷難以成熟；結(jié)實前利用；種子萌發(fā)條件與生存條件差；難獲營養(yǎng)）天然草地中種子繁殖的意義：維持產(chǎn)量與生活力，營養(yǎng)繁殖的基礎(chǔ)。定期休閑、延遲放牧或割草——種子繁殖的機會，休養(yǎng)生息。

1-3多年生草本植物的繁殖、更新與再生

一、種子繁殖與更新鄧自發(fā)等:高寒草甸矮嵩草種群繁殖對策的研究部分結(jié)論新采矮嵩草種子萌發(fā)率達88.6%，枯黃期和返青初期種子庫中的矮嵩草種子萌發(fā)率為80%和61.3%，但是在野外條件下矮嵩草種子萌發(fā)率僅有3%。故盡管矮嵩草種子在生長季節(jié)結(jié)束時種子已基本成熟，在適宜的條件下具有較高的發(fā)芽能力，但是由于受到青藏高原特殊環(huán)境條件的限制，在這種生境下很難依賴于有性繁殖的方式來維系整個種群。營養(yǎng)繁殖：植物一部分營養(yǎng)器官產(chǎn)生一個完整植株。

“營養(yǎng)繁殖”與“營養(yǎng)更新”的區(qū)別（是否增加個體）分枝與繁殖的關(guān)系

分蘗節(jié)，根莖，匍匐莖產(chǎn)生的株叢，是一個個體還是？在生產(chǎn)實踐中難以區(qū)分。營養(yǎng)繁殖的器官：根莖、匍匐莖、分蘗節(jié)、根頸、根蘗、塊莖、鱗莖等。特殊條件下的營養(yǎng)繁殖適應(yīng)：“被迫性”（掩埋，浸淹，受傷）。營養(yǎng)繁殖的優(yōu)缺點：競爭優(yōu)勢；生活力下降（環(huán)境變差是主要原因）問題。

二、營養(yǎng)繁殖與更新StubbleHeight

再生（Re-growth）：牧草被刈割或被家畜采食后，重新生長的特性?！霸偕迸c“更新”根莖，分蘗節(jié)、根頸、根蘗？

再生類型：短枝（生長點未傷），長枝（具間分生組織），葉腋腋芽（雜類草）“再生速度”（m/d）“再生次數(shù)”“再生強度”（不同利用段產(chǎn)草量%，dm/d）

三、多年生草地植物的再生超補償生長：在放牧條件下，許多植物雖然光合面積減少，但是,由于改善了未被采食部分（大多是幼齡、高光合效率的葉片）的光照、水分和營養(yǎng)供給,或由于單位面積光合速率的提高、休眠芽的激活以及光合產(chǎn)物地上、地下分配比例的改變而加快生長,表現(xiàn)為超補償生長。生物學特性（下繁草與上繁草）；生長環(huán)境；利用時期；利用方式；利用強度；營養(yǎng)貯存動態(tài)。影響牧草再生能力的因素1-4多年生牧草貯藏營養(yǎng)物質(zhì)

“貯藏物質(zhì)”——目的①供牧草春季萌發(fā)，放牧、刈割后再生

②在干旱地區(qū)的夏季休眠和冬季休眠時維持生命活動

③植物強烈生長期，需大量營養(yǎng)物質(zhì)

因此，貯藏營養(yǎng)物質(zhì)的積累，在牧草生命活動中具有重要意義，了解營養(yǎng)物質(zhì)積累的動態(tài)規(guī)律，對我們在草地的合理利用，管理等方面是個基礎(chǔ)理論知識。

貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)

植物體進行光合作用，制造有機物，制造的有機物按用途可分為兩大類

①結(jié)構(gòu)物質(zhì)：戊糖酐、纖維素、半纖維素等

②營養(yǎng)物質(zhì)：糖類（淀粉）、脂肪、蛋白質(zhì)貯存位置形式——（根量）1、一年生植物：貯藏在果實、種子中，

2、兩年生植物：頭一年-地下器官，第二年-種子，

3、多年生植物貯藏的部位：根系中相對值（即百分比）少，但根系量大，故總量最大，其次是根莖，第三位是分蘗節(jié)。春季牧草缺乏時，應(yīng)防止牛、羊把地表土刨開吃根莖

兩個低谷：萌發(fā)結(jié)束大量葉叢形成前，撥節(jié)抽穗后兩個高峰：分蘗結(jié)束撥節(jié)抽穗前、入冬前植株枯萎

分蘗初期拔節(jié)抽穗后期入冬前期萌動前期分蘗未期

這就是為什么說早春與晚秋是牧草生長的兩個危機時期（第一低谷與第二高峰前后一定時間段），在兩個危機時期（CriticalPeriod、Sesentivetograzing）草地最好不放牧。依據(jù)貯藏營養(yǎng)物質(zhì)的動態(tài)規(guī)律合理利用草地

1、貯藏營養(yǎng)物質(zhì)的最大消耗量在萌發(fā)—分蘗期，即新枝條尚未形成光合能力的時期，應(yīng)不能放牧。也就是開始放牧時期不得早于分蘗期。

2、貯藏物質(zhì)的最大貯藏量在晚秋，為獲得過冬安全和次年最大生物量，此時不可過牧，即結(jié)束放牧不遲于牧草生長結(jié)束前30天。刈割干草在牧草開花結(jié)實期進行。

3、