《草坪学基础》PPT课件.ppt
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1、第二章、草坪学基础,第一节、草坪环境一、气候。日地关系造成了地球表面不同的太阳辐射,热量,水分分布差异,并形成了不同的气候带;植物在长期的与环境适应的结果构成了不同气候条件下的特定分布(农业区划要求);其中温度对植物分布与年周期的有规律的生长影响甚广。1、温度。农业生产中既考虑温度三基点(最低、最适、最高),又考虑该地区的热量积温(保证植物 正常生长所需的有效热量)-冷季型草日平均温度0度以上,暖季型草5度以上的时间内温度的总和。根据积温大致可以确定草坪草的适宜种植范围。寒冷地区5-9月积温是确定冷季型草播种时期的重要依据,若积温小,为确保越冬可适当提前播种,同时对病虫害,冻害和草坪管理方式都
2、产生很大的影响。2、空气湿度。湿度与温度相结合对草坪产生影响。耗水系数-植物每同化1克光合产物所消耗的水分。(耗散系数,蒸腾系数)3、降雨。决定草坪草采用的种类、管理方式等重要依据。4、风。对草坪的生理方面造成一定的影响。在2米/秒以下的空气流动是有利的,夏季加快蒸腾,降低叶面温度避免灼伤,同时引起叶的运动增加光合作用,冬季凛冽的寒风-叶片脱水;此外传播杂草、真菌孢子、有害气体的运送危害草坪。,二、土壤1、土壤及其作用。土壤是能供给植物生长的陆地地面上的疏松物质表层,具有一定的水、肥、气、热特性。植物生长的物质基础。2、土壤构造-土壤粒径的分级 土壤质地分类,3、土壤酸碱性活性酸土壤溶液中H+
3、的浓度。影响土壤之中pH主要是降雨;南方低、北方高。钙、镁能中和酸性提高pH,暴雨使钙,镁淋失。土壤母质也影响pH,石灰岩母质形成的土壤含有钙,即使降雨丰富,pH也不会降低。有机质高能产生酸,草坪草根部释放酸性物质。酸性加强会使溶解的铝含量上升,阻碍草对养分的吸收。主要草坪草最适的pH条件pH4.5-5.5:假俭草pH5.0-6.0:地毯草pH5.5-6.5:细弱剪股颖、葡茎剪股颖、草地早熟禾;pH5.5-6.8:羊茅,pH5.5-7.0:高羊茅;pH5.5-7.5:结缕草、沟叶结缕草;pH5.7-7.0:狗压根pH6.0-7.0:普通早熟禾、意大利黑麦草;pH6.0-8.0:冰草;pH6.0
4、-7.5:野牛草pH6.5-8.5:格兰马草,盐碱土含有多量的可溶性盐分对草坪草生长会造成伤害-水洗发法减少盐分.另外选择耐盐碱的草坪草建坪。狗牙根、结缕草,钝叶草耐盐碱(暖);弱剪股颖、苇状羊茅,多年生黑麦草,碱茅,是冷季型只耐盐碱的种类。3、土壤养分的供给能力-土壤中所含有机质带负电荷,养分正电荷,二者使土壤呈中性,NH4+,K+,CA+,MG+被土壤吸附固定。阴离子不被土壤吸附而流失。N(有机N和无机N);无机氮占1-2%,主要以有机形式存在,但土壤只含0。2%,-施肥,有机氮,铵态氮,硝态氮,挥发,淋失,硝化,草吸收,分解,合成,P;土壤中以磷灰石形态存在,此外与铁、铝结合;动植物微生
5、物残体也有有机态磷-难溶解。磷酸吸收系数:100克干土含有五氧化二磷或磷酸能被吸收的毫克当量数。施入土壤的磷,植物吸收率一般为10-20%,其他被土壤固定.表1.土壤磷供给能力分级,K-主要以水溶性,置换性和非置换性钾三类型,没有极端缺钾的土壤,但由于草本植物生长需要大量的钾,因此需施肥.土壤水溶性,置换性钾被植物吸收,不足时土壤非置换性钾从土壤中释放补充,释放不足时表现缺乏钾.界限值为100克干土所含置换性钾为0.3毫克当量(23毫克氧化钾).钾在岩石中含量很高2.3%但易流失;土壤中通常含1.4%.土壤水分-吸湿水,膜状水,毛管水,重力水.与草坪生长关系密切的是毛管水,土壤保持力为pF1.
6、8-3.8;pF-水柱压力计高度的对数值.,0,1.8,3.0,3.8,4.2,7.0,田间持水量,永久凋萎点,初期萎焉点,有效水,无效水,重力水,pF值,土壤空气-土壤微生物呼出大量的二氧化碳,吸进氧气-土壤的呼吸作用-缺氧;土壤通气不良,植物根系生长被抑制.土壤痒的供给与非毛管空隙数量,土壤团粒结构,物质的粒径有关.三、生物因子草坪是一个极其完备的生态系统,动物、植物、微生物相互作用形成错综复杂的网络。高大树木-遮挡草坪阳光,冠下的草坪生长不良。杂草与草坪竞争,抑制草坪草生长-修剪,拔除或化防。昆虫的鳞翅目、鞘翅目、半鞘翅目类昆虫吃根、吸取汁液、传染病害。微生物、细菌、放线菌、真菌、藻类、
7、原生动物等与土壤养分,水分,有机物等相关,土壤微生物 具有多样性,一定条件下致使草坪草受危害。四、人类影响1、磨损,过多践踏-草坪群体退化2、紧实-外界压力引起孔度、通气性、透水性恶化-草坪草生长不利。-杂草增多,病虫害加大。-根系功能下降-生长受阻。鼹鼠危害将土推出-形成损害草坪外观的土丘。,第二节、草坪草生物学一、草坪草形态特征一)根的形态构造与生态特征1、胚根-种子发芽最先产生的初生根-主根、侧根和根系统发达-根毛-吸收水、无机盐。-直立茎-基部生长不定根。2、不定根的产生;种子发芽后形成的直立茎-不定根;匍匐枝、横生茎节-不定根;匍匐长出的直立茎基部的茎节-不定根。3、根的内部形态:嫩
8、根尖横切片:最外层根毛的表皮、皮层、内皮层、中柱鞘、内侧的基本组织,维管束构成根的中柱。二)茎的形态构造与生态特征1、匍匐枝和直立茎;,垂直生长的直立茎,匍匐枝,草坪草茎,羊茅,多花黑麦草,紫羊茅,地下-根状茎,地上-匍匐茎,结缕草,草地早熟禾,剪股颖,2、匍匐枝产生直立茎的方式;结缕草匍匐枝节群-膨大基部的第1、2节各自长出一个定芽萌发成直立茎。第3个节的固定芽不起作用(休眠芽)。直立茎断开后残成的定芽可萌发。,匍匐茎,直立茎,3、由直立茎产生新茎(匍匐茎直立茎)的 方式直立茎叶的下方数节一般不产生不定根,但有生长不定芽的能力-形成第2次的直立茎-形成密而良好的草坪。新生的匍匐枝不能在老匍匐
9、枝上直接产生,-首先以直立茎方式着生,经过一段时间转为匍匐枝,新生的匍匐枝的基部具有5-7个节群并与老枝连接。4、直立茎的密度通过解除匍匐枝各节群上固定芽的休眠状态,并促进直立茎向匍匐茎转化-促进直立茎产生二次直立茎,如滚压、覆土、修剪、施肥。5、火烧的 作用早春寒后火烧-烧除叶鞘先端枯黄坏死组织和依附着生的病菌,虫卵,灰分补充钾肥,对生长点不产生伤害。6、茎的构造与践踏性;草茎外层的细胞有厚壁组织保护,最外层表皮角质化,内侧的内皮层细胞组织加厚、卷曲,保护养分通路的维管束及当作储藏库的柔软组织,因此草坪草全部器官中对外力抗性最强的 是匍匐枝。践踏后可再恢复绿色(用储藏养分)。匍匐枝是重要的
10、储藏器官。,三)叶的形态与构造禾本科叶由叶片、叶鞘、叶舌、一对叶耳组成。,禾本科叶片,双子叶叶片示意图,抱茎部分,鞘与叶内侧膜状突起,叶舌两侧膜状突起,四)小花形态和构造小穗为禾本科植物花序基本单位,内颖、外颖、外稃,内稃,两性花(花被退化形成的桨片,子房,柱头,大型花药雄蕊3枚)。两性花:包在外稃、内稃里面,具2枚由花被退化成的浆片或鳞片,3枚雄蕊、1枚雌蕊,雄蕊有一大型花药,花丝着生在花药的基部或中部。子房上位,一室、心皮内含有一个胚珠,子房上有两个羽毛状柱头。,花程式,花药,子房,内稃,外稃,五)果实禾本科草的果实发育中由于果皮、种皮紧密愈合在一起不易分开-颖果。1、直接播种的材料=种子
11、2、含有高度进化的胚,与胚乳相邻。萌发时盾片首先吸收胚乳的养料,供胚生长,分生组织分裂,细胞数目增加和体积膨大,然后胚根、胚芽突出种皮形成幼苗。双子叶植物草坪草植物学形态介绍(略)具有果实的作用:保护种子、传播种子、提供营养的作用。具有种子的作用,种子-由胚珠经受精作用发育而来的器官;包括组成:(1)种皮(2)胚乳(3)胚:胚根、胚芽、胚轴和子叶。禾本科等植物的种子中只有1片子叶,着生于胚轴的一侧,被称为单子叶植物;豆科、十字花科、菊科等植物的种子中有2片子叶,被称为双子叶植物。,二、草坪草的生长发育特点一)草坪草的发芽1、发芽与出苗发芽:在适宜的条件下入土的种子发芽并长出地面。胚恢复生长的现
12、象发芽。出苗:种子发芽并长出地面的现象。良质的种子在实验室条件下发芽率可达90-100%,但在大田条件下发芽率回降低,出苗率更低。-精细整备苗床,适当增加播种量来确保草坪的质量。2、发芽与外部条件种子吸收水表示发芽的开始,盾片内产生GA,糊粉层在赤霉素作用下产生淀粉水解酶;因此;淀粉-单糖-为胚发育提供营养。1)水在种子发芽中的重要作用-种皮吸水变软,利于胚穿破种皮。-胚、胚乳吸收水膨胀,穿破种皮;-吸水适当的种皮有利于气体交换,吸氧排除二氧化碳;-吸水后原生质浓度变稀,储藏的营养转化、运输和呼吸作用等细胞生理机能的活跃。,在田间达到最大持水量50-70%时,就能满足种子发芽时对水分的需要,2
13、)氧气干燥的种子,种皮产生阻碍作用,氧气吸入少。埋入土壤中的草坪草种子不发芽的原因是土壤中氧气不足。-地表附近播种氧气充足,创造了发芽的有利条件。3)温度。草坪草极端温度0-48度。冷季型草发芽温度低一些,并且喜变温的种也多于暖季型草。变温范围15-30度,20-30或15-25度的情况为主。实验室条件下低温发芽需16小时、高温床需8小时。变温促进发芽较显著,原因是促进气体交换,改变物质代谢的平衡状态等作用。Gassner认为草地早熟禾种子对每日长的低温、短的高温及较大温差有良反映。4)光促进大多数喜光性草种的发芽,如剪股颖、狗牙根、草地早熟禾,加拿大早熟禾、冰草、结缕草等。按波长有时促进,有
14、时也抑制。5)休眠即使在适当的环境条件下也不能发芽的现象-生理休眠。,被迫休眠:因环境不良种子处于停止活动的现象。休眠的原因:1、种皮厚、硬;水,氧气不能进入;2、胚发育不全;3、抑制物多,成熟的种子处于异常状态,需要进行特殊处理。,浸种,种皮的机械摩擦或化学药剂处理,激素处理,后熟处理,几种处理方法,二)草坪草的生长发育,1、末端有胚的颖果,2、长出初生根和胚芽鞘,3、长出另外的种根,4、根分支,5、第一叶长出胚芽鞘的末断,叶长出地面的胚芽鞘顶端小孔时-标志着光合作用的开始-自养阶段因此,埋种过深,胚乳储藏的养分耗尽时-导致幼苗死亡(未光合)浅播种子。另外,从新枝条基部节上产生的不定根是幼苗
15、另一重要结构;新建植的草坪中成在初生根和次生根(不定根)-初生根死亡淘汰-不定根为主。建坪时的出苗率、成活率取决于播种深度、有效水分、温度和足够的光照以及胚乳内所含的养分含量。幼苗的根系发育不完全,吸收水分能力有限和表土蒸发作用水分损失过快条件下-幼苗脱水。在严重遮阳环境幼苗光照不足,产生不出维持生长所需的养分,-往往死亡。1)根的产生根由有序排列的细胞组成,由位于根冠后面的分生组织细胞分裂产生。根冠-对分生组织保护作用,防止摩擦和为根尖生长作准备;伸长细胞的成熟和分化导致特殊细胞组织的发育,使根吸收水分,养分和运输。根毛-产生于表皮细胞-大大增加吸收手水分,养分的表面积。运输:-中柱内木质部
16、的导管-吸收向上运输-光合产物运输通过韧皮部筛管-向下运输-表皮细胞和中柱间物质交换-活的表皮细胞共质运动,细胞壁上孔的扩散作用来完成,表皮和中柱间的一层特殊细胞内皮层形成凯式带,限制,了水分和其他物质的非胞质运动,因此要通过细胞膜依赖呼吸作用产生的能量。2)茎的发展三个类型:生殖枝、根状茎、匍匐枝。茎基:极度缩短的节间几乎重迭。一般位于地表、地表以下,完全被几个相邻的叶鞘的基部包围。-也是碳水化合物的储藏器官-草坪草营养中举足轻重。茎基的高度缩短-禾本科具有很强的耐修剪性。水平生长的根茎、匍匐茎:均由茎基的腋芽发育而来。根茎生长在地表以下,包括有限根茎、无限根茎两类型。有限根茎类型:短、可向
17、上形成新的地上枝条(向上斜向、水平横向)达地表 附近获得光照而停止节间生长形成新的地上枝条。-如草地早熟禾、匍匐剪股颖、小糠草。无限根茎类型:长而且节上具有分枝,由地下茎的腋芽长出地下枝条。狗芽根根茎生长范围从几乎看不见-几厘米长,由交互排列的叶、生长点、节、节间和腋芽组成。节间伸长方面与地下枝不同,其叶似鳞片。在根状茎顶部是 小型圆锥型叶,包住了生长点、松散地排列在每个节上。每个叶的叶腋上有腋芽-分枝形成根状茎或地上枝条。腋芽附近可产生不定根-穿入土壤然后节间伸长。叶片的产生标致根状茎的向上生长和地上枝的形成。叶片光照后其正下方的节间停止生长,并从生长点不断形成新叶。,新生草坪草抽出几片叶后
18、,植株进入一个新的发育阶段叶腋处形成腋芽。分蘖:从腋芽鞘内长出新的地上枝条的现象。有鞘内分枝、鞘外分枝。,鞘内分枝产生,鞘外分枝,分蘖的结果大大提高了新生枝条的数量,使单一幼苗发育成完整的草坪群落。,生产上种植具有根状茎、匍匐茎的禾本科草,从稀疏的幼苗株丛-形成一个满意的草坪是一种可取的办法。单个的株丛最终死亡并为新的枝条所代替,这种动态更新更替使草坪维持了一个令人满意的密度水平,每个枝条存活只有一年。3)叶的生长茎的基部不断形成叶原基。叶原基的数量依品种、年龄、环境不同而异,一般1-20个,大多数草坪草叶原基5-10个;-整个生长点长度1毫米-顶端分生组织下部细胞分裂增殖的结果,包括顶端分生
19、组织和居间分生组织的上部产生的细胞-叶片生长;-其下部居间组织-基部形成叶鞘。叶片突出叶鞘,上部居间组织停止分裂,叶基部细胞分裂伸长-叶片延伸。叶片的衰变由叶尖开始向下延伸-最终叶片从枝条上脱落。4)授粉受精和花序形成禾草最低位的器官是浆片-花期时开展花冠,使花显露,浆片饱满使内外稃分离,使柱头、花丝伸长。花粉柱头-花粉萌发-花粉管达到子房卵细胞-,2 个精核,同卵细胞结合成合子,与2个极核结合成胚乳细胞,1,1,双受精作用,某些草坪草还具有无融合生殖的无性繁殖:在无真正雌雄配子条件下发育成熟的种子(无融合种子),如草地早熟禾、高度无融合生殖。草坪草花序形成过程有成熟、诱导、发生、发育四阶段。
20、,诱导,低温诱导(春化作用),光周期诱导,在生长点 上,冷季型春化处理0-10度,在叶中-刺激物-茎顶端,冷季草是典型长日照植物,发生阶段,茎的顶端从营养茎转化为花轴,发育阶段,包括枝、小穗和花的形成,一旦发生转化就不再产生叶原基,过多发育花序不好,开花枝条死亡,减少密度,破坏均一性,降低品质,三)草坪草的再生(修剪后)1、再生能力-极其重要的特性之一,高尔夫草一年要修剪100-300次。2、再生物质的供给:残留部分中储藏的营养物在再生中起重要作用。-细叶结缕草、狗芽根、草地早熟禾-留茬起重要作用。匍匐茎、根作为储藏器官-本身起重要作用。3、新叶的再生与留茬及根的关系修剪后被保留的茎叶,再生叶
21、干物质增加,根中干物质下降;随着叶的增多光合增强,流茬和根中干物质又表现增加。4、再生和储藏养分匍匐茎型草坪草在低修剪情况下匍匐枝仍保留,因此在构造上比直立茎草耐修剪。5、修剪次数、储藏养分消耗与再生频繁修剪使生成年限缩短,修剪是有限度的。6、储藏物利用的方法草坪留茬和根干中的干物质减少被再生利用。,光合,储藏,利用,动态消长,四)草坪草的生理代谢光合作用:CO2+H2O-CH2O+O2;包括2个过程。,光反应阶段,H2O被光解释放O2,ATP,NADPH。,暗反应阶段,利用ATP,NADPH将CO2还原为葡萄糖,C3途径-三碳化合物;C4途径-四碳化合物,冷季性草为C3植物,光呼吸强,CO2
22、补偿点50-70mg/kg,高光强3000lux便不再增加光合效率,暖季型草主要为C4植物,光呼吸弱,CO2补偿点5mg/kg,低,某些碳水化合物作为养分储藏在植物各个器官中(非结构性物质)冷季型草主要以果聚糖-26-260个果糖和葡萄糖单位;暖季型草主要以淀粉-直链50-1500个葡萄糖,支链淀粉:7000-20000个葡萄糖.如冬季叶子死掉春季又萌新叶,秋季储藏养分为春季返青提供能源和促进草坪草茎叶生长的环境和养护措施会降低结构性碳水化合物的含量。,在光合不足时,非结果性碳水化合物转化为植物体利用的养分,草坪植物内储藏的碳水化合物不足的表现根过早衰亡而茎叶仍保持生长活跃,夏季高养护条件下碳
23、水化合物的源-叶片库-幼叶、茎、根,叶子离源近,比其他器官优先利用养分、根生长受抑制-大量根系衰亡、功能丧失而死亡。,五)草坪草生长的季节变化,冷季型草为典型的双锋生长模式-春秋两季旺盛、夏季慢或停止生长。,后茎,先根,先生茎,后生根,暖季型草仅有一个生长高峰,六)草坪群落的生长习性草坪群落-草坪草个体与其周围环境和其他草种之间激烈竞争的一种关系。生长习性对草坪草竞争能力具有极重要的影响。1、草坪草株丛型:丛生型和匍匐型。,丛生型,疏丛型,密丛型,匍匐型,匍匐枝茎,匍匐根状茎,丛生型草,高密度种植下竞争能力很强,但在播种密度小时竞争能力弱,黑麦草表明形成侧枝能力很强,分蘖与生长成正比-分蘖能力
24、代表竞争力,并随季节变化而异;早熟禾、多年生黑麦草初夏时分蘖能力强,早秋则相反,随生长期延长和密度提高,群落的种间竞争和个体的相互干扰越大,竞争力决定于耐密植的能力、抗逆性和适应能力及其他因素。紫羊矛+草地早熟禾的春季混播建坪-最初紫羊茅占优,随着密度的提高和干旱夏季,根茎的疏丛型的草地早熟禾成为优势种。,匍匐型草坪草,具有借助地上部的平卧枝条-扩展-覆盖地表;随时间和密度增加,每个节向下形成不定根,向上产生新枝条、密度、盖度增加。,根茎型草坪草,具有强大地下水平根茎,每个节向下产生根系,向上形成分蘖芽长出地表发育成无数个体,因此具有很强的固土和形成草皮的能力。,1、匍匐枝,2、根状茎,一般竞
25、争力:匍匐型草根状茎型草,同时具有根状茎和匍匐茎的类型竞争力更强,匍匐剪股颖侵入早熟禾,某些强分蘖的丛生型草匍匐性草,一年生早熟禾与多年生匍匐剪股颖混播的建坪成功-例证,2、草坪群落类型根据草坪草对气候的适应性分为:冷凉湿润型、冷凉干旱型、温暖湿润型、温暖干旱型。1)冷凉湿润型、冷凉干旱型:适应生长在冷凉湿润地区和具有灌溉条件的冷凉干旱地区的草类;如剪股颖属、早熟禾属、羊茅属、黑麦草属。2)温暖湿润型、温暖干旱型:适应温暖湿润地区和具有灌溉条件的温暖干旱地区生长发育的草类;如狗牙根属、结缕草属、雀稗草属、钝叶草属、蜈蚣草属、羊茅草属、冰草属。无灌溉条件的温暖干旱地区-野牛草属、垂穗草属最为适宜
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