饲草料作物的生物学基础.ppt

第一章 饲草料作物的生物学基础,第一节 牧草的类型 第二节 牧草饲料作物的生长发育 第三节 影响植物生长发育的因素,学习目标： 掌握一些牧草类型的名词概念及类型特点,第一节 牧草的类型（311页）,牧草的种类繁多，为了便于研究和利用，人们提出了多种分类方法。 牧草类型的概念对于牧草的科学栽培利用有重要的指导意义。,一、据植物分类学系统（经济类群）划分,1、类型,豆科牧草 禾本科牧草 其它科牧草,绝大多数栽培牧草种属于禾本科、豆科两个科；此外，其它科也散在地有一些优良牧草；（在某些特定区域，一些其它科牧草可能占有相当比例。）,2、划类理由,3、实践意义 同一科、属的牧草，在经济价值方面往往具有许多共同之处，从而被视为一个经济类群。（如禾本科、豆科、莎草科*、藜科*、蒿属*等。）,固氮 CPr含量高 富钙及维生素 可溶性糖含量低 ,可溶性糖含量高 适口性好 生命力强 多高产品种 ,二、据寿命（生活周期数）划分,1、类型, 一年生牧草: 在一个生长季内完成生活史 二年生牧草: 在两个生长季节内完成其生活史 多年生牧草: 生活年限超过两年 a. 短期多年生牧草(6年以下) b. 长期多年生牧草,第一个生长季内：发芽期幼苗期叶蔟生长期 休眠 第二个生长季内：返青拔节/抽茎开花结实枯死 卷心菜、胡萝卜、芹菜、黄花草木樨、白化花草木樨,2、多年生牧草的经济价值特点,一次种植，多年利用，生产成本相对低，水土保持效果好。 如区域自然条件允许，应该成为该区域专用牧草地的首选类型。,3、一年生、二年生牧草的经济价值特点,生长发育较多年生牧草迅速，在短期内形成的产量高于多年生牧草，作为填闲或短期轮作牧草，有一定优势； 种子产量往往较高。 当某些地区缺乏可供选用的多年生牧草，且一、二年生牧草在产量、饲用价值方面表现突出时，也可能成为当地牧草生产的当家种。,三.据再生特点划分,1、类型, 放牧型牧草: 茎叶自近地面部位发生,株高在20cm以下。 刈割型牧草: 植株分枝及再生枝主要发生在叶腋。 牧刈型牧草：植株基部发生分枝及再生枝的能力强，同时叶腋可发生大量分枝或具茎生叶。,2、利用特点, 放牧型牧草 耐牧；刈用不经济，也较困难。 刈割型牧草 不耐牧；不耐频繁刈割；不能低茬刈割。 牧刈型牧草 耐牧；耐低茬频繁刈割；产量及产草稳定性均较好。,四. 据分蘖分枝特性（侧枝形成方式）划分,1. 类型,根茎型牧草 疏丛型牧草 根茎疏丛型牧草 密丛型牧草 轴根型牧草 根蘖型牧草 匍匐型牧草,根茎型牧草：枝条地下分蘖节发生地下横走茎，地下茎于节上发生竖直枝。根茎分布在距地表5-10（20）cm处,疏丛型牧草：单子叶草类。分蘖节位于地表下15cm，分枝发生于分蘖节上与母枝成锐夹角。,根茎疏丛型牧草：单子叶草类。位于地表下23cm的分蘖节可产生地上枝和地下枝，地下茎节上发竖直枝，根茎短,密丛型牧草：单子叶草类。分蘖节位于地表或地表附近，分枝与母枝紧贴。株丛直径逐年增大，老株丛形成草丘及秃顶现象。,轴根型牧草：双子叶草类。具较粗、入土较深的主根，常具根颈（主根与茎相连处的膨大体，具有或强或弱的发枝能力）。,根蘖型牧草：双子叶草类。主根粗短，具横走根。横走根上具不定芽，可萌生为地上枝。,匍匐型牧草：植株由莲座状株丛及其上发出的横卧地面的茎（匍匐茎）组成，匍匐茎上的节向下产生不定根，向上发生芽，形成新叶簇，最后独立成株。,2. 生产及适应性特点,对土壤透气性的要求：根茎型/根蘖型疏丛型/根茎疏丛型/轴根型匍匐型密丛型 草地耐践踏性能：根茎疏丛型/匍匐型/密丛型疏丛型根茎型根蘖型/轴根型 产量与品质协调（同科属相比）：轴根型、疏丛型、根茎疏丛型最好。,五. 据茎叶发育状况划分,1、类型,上繁草、下繁草、莲座状草,上繁草 株丛多由生殖枝和长营养枝组成；草高一般在50cm以上；叶或分枝多分布在株体1/3以上部位，株形呈倒锥状。,下繁草 株丛以短营养枝为主构成，生物量主要集中在株体下部，株高一般低于50cm,莲座状草 无茎，叶及侧芽发生于根颈，形成莲座状叶丛，花序直接从根颈发出。花序梗上有时有较小的叶。,2、利用特点,上繁草 一般宜刈用，有的也有一定的耐牧性。 下繁草 一般宜牧用，有的也可刈用（如狗牙根、三叶草）。 莲座状草 栽培牧草中涉及的莲座状草 通常有大型的基生叶和叶丛，有相当好的产草量；耐低刈；由于多汁，且根系横向发展弱，一般不宜牧用。,六. 据原产地气候带划分,温带牧草 原产温带；适宜四季分明的气候，在温带冬季休眠；有许多种可在亚热带种植，但常有夏眠现象。 热带牧草 原产热带、亚热带；其中的多年生牧草在热带终年青绿；在温带一般不能自然越冬,1、类型,2、特点,在中亚热带地区（纬度约2433度，高海拔区除外） 温带牧草夏季表现不良（休眠），甚至不能越夏 热带豆科牧草一般不能自然越冬 在该区域十分缺乏不夏眠，能自然越冬，同时产量较好的豆科草种。,讨论,按植物分类学系统划分牧草类型的依据 多年生、一年生牧草经济价值特点 牧刈型牧草的特点 分蘖 根茎疏丛型牧草草地耐践踏性 中亚热带地区豆科牧草生产存在的问题,第二节 牧草饲料作物的生长发育,一、饲草植物器官的形态结构与生理功能,（一)牧草的根系及营养贮藏器官,1.禾本科、豆科牧草的根系形态,1)禾本科牧草为须根系，根量庞大而入土略浅，多年生禾草一般可达4080cm，根量主要集中在020（30）cm土层；,2)豆科牧草为直根系，入土深，多年生牧草一般达100250cm，有的可达十多米，根瘤大部分分布在020cm土层。,3)影响牧草根系生长的管理因素,水肥管理 土壤疏松透气状况 刈牧频率：次数越多，影响越大 留茬高度：越高越有利，但达到一定高度后与不刈割接近,根系与地上部分生长之间互促互抑，用冠根比或根冠比衡量，受环境条件及管理因素的影响。,2、营养贮藏器官,（多年生）牧草的营养贮藏器官与营养贮藏量： 根，量大，浓度低，绝对量大 根颈、分蘖节、根茎、匍匐茎、鳞茎等，浓度高，返馈强,3、牧草营养物质的贮藏动态,返青后1520天,分蘖,始花期,结实期,再生草 高10cm,返青期,（二）牧草、饲料作物的茎枝,1、禾本科的分枝,分蘖节上产生侧枝的现象分蘖 分蘖节上形成的侧枝 分蘖 一级分蘖、二级分蘖 N级分蘖 每个分蘖在拥有23片叶后开始形成自己的根系。 禾本科有些种类也在分蘖节以外的节上产生分枝。,茎枝叶是饲草的主要收获物,1）分蘖,一般集中在春季和夏秋两个时期。 a. 夏秋分蘖 始于开花期，持续至低温来临。 持续时间较长，形成的分蘖多，形成的枝条壮。是重要的管理投入期。 b. 春季分蘖 始于春季返青后不久，终于抽穗前。 形成的枝条较少，质量也较差。 部分禾草能在整个生长时期不间断地分蘖 通常形成较少的生殖枝，属于下繁草类。,2）多年生禾草产生分蘖的时期,2、豆科的分枝,豆科牧草侧枝发生的主要部位根颈 根颈 系指植物茎与主根的联接处，实质是茎基部节密集部。 豆科牧草在三叶期后，根颈即开始膨大，并发生侧芽。 根颈随株龄增长而加粗，并向地表下移动。 豆科牧草由根颈发生的分枝不形成独立的根系。 豆科牧草的分枝还可发生于地上茎节、匍匐茎节、根茎茎节、根（根蘖型）。,2）豆科牧草发生分枝的时期,1）分枝,从春季一直延续到秋季,二、植物的生长与发育,（一）牧草生长发育的三个概念,1生育时期 在全生育期中，作物外部形态特征呈现显著变化的若干生育期阶段。 2生育期 一般指一年生或二年生作物从播种到子实成熟的总天数，部分作物如麻类、薯类、牧草、绿肥、甘蔗、甜菜等，则为从播种到主产品收获适期所需的总天数。又叫全生育期。 3生长期 牧草、饲料作物从出苗（返青）到种子成熟（种子生产时）或地上部分枯死（饲草料生产时）所经历的天数。,（二）植物生长发育的特点,1、顺序性、周期性、重叠性、阶段性,2、牧草和饲料作物的生育时期（附）,生育时期是田间观测、田间管理中经常使用的概念。 一般以田间有50%植株出现某生育时期特征为田间某生育时期。 20%为初期 80%为盛期,禾本科牧草的生育时期,出苗期/返青期 ：幼芽露出地面/休眠后萌发或绿叶生长转盛 分蘖期：分蘖节长出侧枝 拔节期：主杆的第一茎开始伸长，节已露出地面12cm 孕穗期：剑叶完全露出叶鞘，花序包于剑叶鞘中，茎上中部呈纺锤形 抽穗期：幼穗从叶鞘中露出 开花期：穗中有小穗颖稃张开，花丝伸出颖稃外 成熟期：受粉后胚和胚乳开始发育，种子逐渐充实。又分为乳熟期、蜡熟期、完熟期,豆科牧草的生育时期,出苗期/返青期 ：子叶或真叶露出地面/休眠后萌发或绿叶生长转盛 分枝期：主茎基部侧芽伸长，上有一小叶展开 现蕾期：植株上出现花蕾 开花期：植株上有花朵花瓣张开 结荚期：植株上个别花朵凋谢，挑开花瓣能见到绿色幼荚 成熟期：植株上荚果脱绿变色，籽粒呈现本（品）种固有的形状、大小、色泽、硬度，手压荚果有裂荚声,S曲线示意图,生长速率,生长总量,环境容量光、气,三.饲草生长的S曲线模型,饲草群体量的增长（物质量或体积的增长）通常遵循S曲线规律。 方程: N=K/(1+e(a-rt) 其中 N：种群数量; K：环境容量; e：自然对数的底数; r：曲线斜率（增长率）; a：截距。r和a通过回归求取。,受环境及饲草自身制约，一个饲草群体总是存在一个最大生物量（ K ）。 当生物量在K/2之前时,群体增长快,能投效率高; K/2后,群体增长变缓,能投效率渐低。,模型的指示意义:,讨论,牧草和饲料作物物质积累的时间动态及对生产的指导意义 禾本科牧草的生育时期 牧草贮藏的营养物质对牧草的作用,第三节.影响植物生长发育的因素,土温，对种子播种、根系生育及越冬有很大影响； 气温，的影响是全方位的（直接或间接地）,一、温度,1、牧草所需温度,2、牧草种子萌发要求的温度,3、昼夜温差,较大的昼夜温差有利于作物高产。 较大的昼夜温差有利于花的形成。,4.春化阶段,春化处理,春化不足,春化充足,许多作物及牧草在幼芽萌发期或枝条幼嫩期需经过一定时间、一定低温范围的时段，日后才能正常抽茎/拔节、开花，这个时期称为春化阶段。 其间，温度偏高偏低都会延长通过春化阶段所需的时间。 春化作用:低温诱导促进植物开花的作用称为春化作用,加代小麦种子萌发期春化处理 部分小麦没有通过春化阶段，五月了还是叶丛状 ,各种类型完成春化作用所需温度和时间,冬性牧草：冬季（初冬）通过春化阶段，一年只有一季草适于刈割利用，萌发枝条当年保持短营养枝状态，第二年春、夏茎伸长；耐寒。 春性及无春化性牧草：在一年内可多次刈割；不耐寒。 双性牧草 春季萌蘖具春性特点，夏、秋萌蘖则具冬性特点；在一年内可刈割多次；耐寒性不亚于冬性牧草，或近于冬性牧草。,二、光照,光主要从三方面对植物生长发育产生影响,光照强度（光饱和点、补偿点、光合速率） 日照长度（日照节律变化光周期现象） 光质（波长）,1光照强度 （光饱和点、补偿点、光合速率）,光照强度与光合速率的关系,有的碳四植物在自然光下达不到光饱和点,阳性植物 阴性植物 耐荫植物 牧草一般为阳性植物，也有一些牧草具有较强的耐荫性，如鸡脚草、白三叶等，可以种植于果园。,光周期现象：植物通过春化阶段后，还要通过一个感应日照长度的时期光照阶段，才能导向开花结实。,2日照长度,短营养枝是未完成春化或完成春化但营养供应不足而暂时处于短营养枝状态的枝条 长营养枝是通过春化阶段而未通过光照阶段的枝条,光周期类型,植物通过光照阶段所要求的日照长短,红光有利于碳水化合物的形成，促进植物伸长和营养生长； 青、蓝、紫光及紫外线能抑制植物的伸长，并能促进花芽形成。,3光质,（三）水分,旱生植物 湿生植物 中生植物 水生植物,多数饲料作物、栽培牧草以及草甸植物属中生植物，一般要求土壤水分在60%90%田间持水量之间； 旱生植物是组成草原和荒漠植被的主要成分； 水生植物、湿生植物中也有一些种类有饲用价值，某些水生植物的饲用价值还相当高。,（四）气体,1二氧化碳,空气中CO2的含量一般是0.03% C4植物CO2饱和点低，约为300 ppm ，在大气CO2浓度下就能达到饱和 ；补偿点趋近于0 C3植物CO2饱和点一般为1000 -1500ppm；补偿点一般为40-60 ppm,牧草饲料作物地上部分一般没有缺氧问题 当土壤过分板结或水分过高时，常导致土壤缺氧，根部厌氧呼吸积累有害产物（乙醇等）而造成烂根 土壤微生物活动也受到影响 豆科牧草因根系入土深且具根瘤，对土壤缺氧十分敏感。,2氧,（五）土壤,土壤质地 土壤结构 土壤酸碱性 土壤肥素,1土壤质地,壤土是农业生产上最理想的土壤质地，各类作物都适宜 砂土、粘土对牧草的选择性较强。,可通过客土法并结合施用有机肥改良砂土和粘土。 掺砂改粘 掺粘改砂,2土壤结构,水、肥、气、热调节良好,土壤结构的两大类型,团粒结构（有机质、钙、根、适度耕耘） 非团粒结构,土壤酸碱性对土壤肥力和作物生长有非常明显的影