草坪草生物学基础

草坪草生物学基础

第一章草坪草的生物学基础第一节草坪草的形态特征一、草坪草的器官（一）、禾本科草坪草的器官地上部分叶：叶片、叶鞘、叶舌、叶环、叶耳茎：花茎、根状茎、匍匐茎花：花序地下部分（根）靠近地面的草茎基部为根茎。根分为：初生根（种子根）、不定根（次生根）、根状茎\n根与根系根是长期适应陆地生活而发展起来的植物地下营养器官。根系则是一株植物根的总称。草坪禾草的根系由种子萌发时胚产生的初生根（主根）和从胚轴、茎基与茎节上长出的不定根两种类型。建植当年初生根死亡，不定根、侧根在种子萌发后，第一片叶从胚芽鞘内长出不久开始形成，并从根茎和匍匐茎较低的节上产生。植物生长过程中不断地发生新根。根据发生部位，可将根分为主根、不定根和侧根。主根由胚根直接生育而成，又称初生根，主根上部和茎相连接；而在胚轴或茎及其分枝(蘖)上发生的根，都叫不定根；各级大、小根的分枝根，都叫侧根，又叫次生根。\n根与根系禾草的主根（初生根）生出后不久，即从胚轴发生不定根、各条根发生侧根，从而构成根系。禾草的根系为须根系。它比直根系更能牢固地固着土壤，更有利于吸取表层及亚表层土壤中的水分和养分。\n茎草坪禾草的茎包括茎基、与地面垂直生长的生殖枝、匍匐爬生于地下的根状茎及匍匐生于地上的匍匐枝。所有的茎都具有伸长的节间，因此茎极易识别。茎基是茎下部的加粗部分，位于植株基部.一般在地表或地表以下1－3cm处与根相融合在一起。其较上部完全被几个相邻叶鞘的基部所包围。生长点即位于此，根、茎、叶均由此长出。草坪禾草所有新的生长都从茎基开始.\n在草坪中有实际坪用价值的茎是水平生长的根状茎和匍匐茎，这些茎均由茎基的腋芽发育生长而成。根状茎为横走茎，由母株的茎基处平伸而出，在土壤表面之下生长，从其顶端和茎节上长出新的枝，须根也可从根状茎的茎节上长出。匍匐茎也为横走茎，也由母株的茎基处长出，匍匐茎上有节和芽，其中芽也可产生新枝和须根，但在土壤表面之上生长。横走茎能使植株扩展，并建立茂密的草坪。这些横向生长的茎穿过围绕的叶鞘而向外生长，因此称为鞘外分枝。\n不具匍匐茎或根状茎的草坪草则依靠分蘖生长繁殖，建成草坪，增加草坪密度，但扩展速度较慢。所谓分蘖，即草坪草的分枝，从茎基或横走茎上长出来的新茎叶，在旧茎的基生叶鞘内生长形成，然后向上生长，而不具横向生长习性。分蘖枝与根状茎和匍匐枝的长出相反，其向上生长，无向地性，并且是由叶鞘内长出，因此又称为鞘内分枝。通常，分蘖以春、秋季为最快。经常修剪到适宜的植株高度，能促进分蘖的形成。\n叶一般禾本科草类的叶由叶片、叶鞘、叶舌和一对叶耳组成。叶片位于叶鞘的上部，是叶子相对扁平的部分，一般占叶子的2/3，通常对折、扁平或内卷。叶是草坪植物的主体，植物光合作用和草坪的形成需要叶，同时叶也是衡量草坪植物优良与否的主要指标。\n\n\n\n直立茎基部产生的不定根\n\n\n\n二、草坪草的分蘖类型草坪禾草的株丛类型是枝条和叶片由茎基或根状茎节上长出后所形成的植株形态，通常称为分蘖类型。分蘖是茎分枝的一种形式。由于产生分枝的部位不同，可使草坪禾草形成不同的株丛形态。草坪禾草的株丛类型有疏丛型、密丛型、根茎型、根茎疏丛型和匍匐茎型。\n疏丛型禾草分蘖节位于地表下1－5cm处，分蘖枝向上倾斜伸出地面，与主枝呈锐角，株丛疏散，各代侧枝都形成自己的根系，丛间缺少联系。新分蘖自株丛边缘发生，株丛中央常为枯死残余物，形成“中空”的草丛。由于分蘖节接近地表，对通气要求不甚严格。这类草坪草具有代表性的如多年生黑麦草、高羊茅等。密丛型禾草分蘖节位于近地面，分蘖枝与母枝平行向上生长，形成紧密的小丘状株丛。株丛中心紧贴地表，而周围稍隆起。草丛直径随时间而扩大,草丛中央部分则随时间而衰老，直至死亡。因此，形成了由周围较幼嫩的枝条所组成的“中空”草丛。由于分蘖节位置较高，能在通透性不良土壤中生长。大多生长缓慢，寿命也较长。这类草坪草具有代表性的有羊茅、紫羊茅、硬羊茅等。\n根茎型禾草是指从繁殖器官的地下茎（根茎）上长出分枝，形成新个体的植物。主要通过分蘖进行繁殖并通过地下根状茎进行扩展。根茎在土表下5－10cm间的茎节上发生，大体上按水平方向伸展，节四周生根，地下茎在离母枝一定距离处向上弯曲，直立枝穿出地面后形成地上枝。这种地上枝又产生自己的根茎并以同样的方式形成新枝。因此繁殖力强，能在地下形成一个带有大量枝条的根茎系统。根茎每年可延伸很长。要求通透性良好的土壤。如狗牙根、无芒雀麦等。\n根茎一疏丛型禾草由短根茎把许多疏丛型株丛紧密地联系在一起，形成稠密的网状。分蘖节形成一小段短根茎，短根茎的节上再形成疏丛状的直立枝，每个枝条又以同样方式分蘖。逐渐形成以短根茎相连接的疏丛型草丛。形成的草坪平坦有弹性，常见的该类型草坪草有草地早熟禾。匍匐茎型禾草是通过地上水平茎杆得以扩展。匍匐茎在地表扩展，并不断向前延伸。匍匐茎的节着地生根（不定根），节上的芽发育成直立枝或生殖枝，与母株分离形成独立的新株。这种草适于营养繁殖，也可种子繁殖，是一类优良的草坪禾草。常见的该类型草坪草有野牛草、匍匐翦股颖、假俭草等。\n二、草坪草的生长发育（1）种子萌发发芽和出苗用种子建造草坪时，在适宜的条件下，入土的种子发芽并长出地面。发芽并长出地面的现象叫出苗。种子的胚是一个完整的植物幼体，植物的一生是从卵细胞受精生成合子开始的。合子多次分裂生成胚，这种因有种皮保护而停止生长的物体是种子。使胚恢复生长现象叫发芽。2、草坪草的生长发育\n发芽与外部条件成熟种子发芽的重要条件有水分、温度、氧气和光照。种子吸水后，首先在盾片内产生激素（赤霉素），糊粉层在激素的作用下产生淀粉水解酶，进而将胚乳中的淀粉分解为简单的碳水化合物，为胚的发育提供养分，为种子的萌发提供物质基础。\n\n1）水在种子发芽中的作用：a.种皮吸水变软，有利于胚穿破种皮；b.胚和胚乳吸水膨胀，易穿破种皮；c.吸水适当的种皮利于气体交换，氧气将产生的CO2排出体外；d.吸水后细胞原生质浓度变稀，使贮藏营养物质的转化、运转和呼吸作用等生理机能活跃。土壤若达到田间最大持水量的50％～70％时，就能满足种子发芽对水分的需要。\n2）氧气：种子在吸收水分的时候，由于种子吸水的膨胀作用，也为氧气的进入提供了可能。在氧气充足的地表附近，氧气相对含量的增高给种子的发芽创造了有利条件。3）温度：发芽的最高、最低和最适温度因种而异，草坪草的极端温度在大多数为0～48℃。冷地型草坪草发芽温度要比暖地型草坪草低，一般草坪草在低温发芽床上发芽约需16h，在高温发芽床上约需8h。变温对促进发芽有显著的作用，这可由变温促进气体交换，改变物质代谢的平衡状态等作用来证明。4）光：光能促进大多数喜光性草坪草种子的发芽。光按其波长有时能促进发芽，有时也能抑制发芽。\n5）休眠：种子在适当的发芽条件下不发芽的现象叫休眠。因环境不良如低温、氧气不足等使种子处于停止活动的休眠状态叫环境休眠。（1）种皮厚而硬，水分及氧气的吸收受到阻碍；休眠的原因内（2）有阻碍氧气吸收的种存在；因（3）种子在收获时尚未完全成熟，胚发育不健全；（4）成熟的种子处于异常状态，发芽时需进行特殊处理，抑制物质光外温因水气被迫休眠：环境不宜而休眠，如满足条件则很快发芽。休眠类型长期休眠：满足一定条件也不能很快发芽。\n（2）幼苗生长a.根的产生草坪禾草的根系由种子萌发时胚产生的初生根和从茎基和侧茎节上长出的不定根两种类型。建植当年初生根死亡，次生根（不定根）、节（根）在种子萌发后，第一片叶从胚芽鞘内长出不久开始形成，并从根茎和匍匐茎较低的节上产生。b.茎的发展草坪草的茎有三个主要类型，即生殖枝、根状茎和匍匐枝。\n\n在草坪中有实际坪用价值的茎是水平生长的根茎和匍匐茎，由茎基的腋芽发育生长而成。匍匐茎沿地表生长，在节上形成根和新的枝条。根茎生长在地表以下，包括有限根茎和无限根茎两种类型。有限根茎通常短，可向上形成新的地上枝条。这种根茎常以向上（斜向）和水平（横向）两种状态生长。无限根茎长且节上具有分枝，由地下茎的腋芽生出的地上枝条。狗牙根具无限根茎。从液芽鞘内长出新的地上枝条的现象叫分蘖。分蘖枝与根状茎和匍匐枝的长出相反，其向上生长（无向地性），并由叶鞘内长出。\nc.叶的生长草坪草的所有分生组织均位于地表附近，即位于没有伸长的茎基部，它们不断地形成叶原基，最后发育成完全伸展的叶。叶原基的数量依品种、植株的年龄和环境条件的不同而异，一般从几个到二十几个。叶原基的生长是顶端分生组织下部细胞分裂增殖的结果。当叶尖从密闭的叶鞘长出时，上部居间分生组织的细胞分裂停止，叶片进一步的伸延是由叶基部细胞的分裂和伸长而达到。叶最老的部分是叶尖，而最嫩的部分是叶鞘基部。在特殊环境条件下，每一个枝条的叶片数一般保护其稳定性，新产生的叶量大约同老叶的死亡量相等\nd.授粉受精和花序的形成花粉一旦落到柱头上，花粉萌生，花粉管通过花柱到达子房中的卵细胞。在花粉管一进入胚囊后，放出两个精核，一个同卵细胞结合形成合子，另一个与两个极核结合成胚乳细胞，这种有性结合称双受精作用。合子或受精卵形成胚。受精的胚乳细胞最终发育成胚乳，胚乳是发芽时胚的营养源。某些草坪草种还具有被称为无融合生殖的无性繁殖，它是同在无真正雌配子的条件下发育成熟种子的繁殖。由无融合种子发芽获得的植株同母体相同，许多草地早熟禾是高度无融合生殖的，因此，可用种子进行原种繁殖。\n草坪禾草花序的形成具有成熟、诱导、发生、发育四个阶段。在诱导期，植物对特殊环境发生反应，体内发生生理变化。已知两种诱导过程：低温诱导（春化作用），发生在生长点；光周期诱导，发生在叶中。冷地型草坪禾草要春化处理是开花的首要条件。大多数有效的春化温度为0～10℃。春化是个逆过程，在高温条件下能解除春化。冷地型草是典型的长日照植物，只有将其置于日照时数大于临界的时间后才能开花。暖地型草绝大多数是短日照植物，在日照时数小于临界值时发生花的诱导。某些暖地型草坪禾草是光周期钝感植物。若其他条件满足，它们在任何自然光照强度下均能形成花。一旦茎的顶部从营养生长阶段转化为生殖生长阶段，就不再产生叶原基。\n（3）草坪草的生理代谢6H2O＋6CO2C6H12O6（碳水化合物）＋6O2叶绿素太阳光2H2O＋CO2（CH2O）＋H2O＋O2水是根系从土壤中吸收的，CO2由大气进入叶内。光合作用产生单糖储存备用，同时释放氧和水蒸气。\n光合作用分光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段：H2O被光解，释放O2、ATP（能量物质）和NADPH（还原物质）。暗反应阶段：利用ATP和NADPH还原为葡萄糖。固定CO2的第一产物有两种途径，C3途径和C4途径。C3途径：固定CO2的第一产物三碳化合物。C4途径：固定CO2的第一产物四碳化合物。\n（4）草坪草生长的季节变化冷季型草坪为典型的双峰型生长模式，即春秋两季生长旺盛，根系生长春季早于茎，秋季迟于茎。暖季型草坪为典型的单峰型生长模式\n三、冷季型草坪草冷季型草坪草最适生长温度为15～24℃，广泛分布于气候冷凉的湿润、半湿润及半干旱地区。在南方越夏较困难，必须采取特别的养护措施，否则易于衰老和死亡。草地早熟禾、细叶羊茅、多年生黑麦草、小糠草和苇状羊茅都是我国北方最适宜的冷地型草坪草种。三、冷季型草坪草\n1、羊茅属该属约100个种，常用作草坪草的有6个种：高羊茅、紫羊茅、硬羊茅、羊茅、草地羊茅、细羊茅。高羊茅、草地羊茅是粗叶型，其他属细叶型。（1）高羊茅又称苇状羊茅，草坪性状非常优秀，适于多种土壤和气候，应用非常广泛。[形态特征]多年生草本,丛生型。茎直立、粗壮[生态习性]适于寒冷潮湿和温暖湿润过渡地带1、羊茅属\n生长，对高温有一定的抵抗能力，是最耐旱、最耐践踏的冷季型草坪草之一，耐荫性中等，较耐盐碱耐土壤潮湿。[培育特点]种繁为主。建坪速度较快。再生性较差，故不宜低修剪。耐贫瘠土壤。[使用特点]因耐践踏而适应范围很广，叶片质地粗糙而不能称为高质量的草坪草，用于中、低质量的草坪及斜坡防护草坪。\n\n\n\n\n\n（2）紫羊矛又名红狐矛。是羊矛属中应用广泛的草坪草种之一。也称匍匐紫羊矛。[形态特征]多年生草本。须根发达，具短的匍匐茎；秆基部斜生或膝曲，丛生，分枝较紧密，基部红色或紫色；叶鞘基部红棕色并破碎呈纤维状，分蘖的叶鞘闭合。叶片线形、光滑柔软、对折内卷。[生态习性]适应性强，抗寒、抗旱、耐酸、耐瘠，最适于温暖湿润气候和海拔较高的地区生\n长。在半阴处能正常生长。pH6～6.5的土壤上生长良好。夏季高温生长不良，出现休眠现象，春秋生长最快。寿命长，耐践踏和低修剪，覆盖力强。春季返青早，秋季枯黄晚。[培育特点]种繁为主。种子小，应精细整地，覆土宜浅，春秋均可播种，但以秋播为好，苗期生长慢，应注意除草。[使用特点]紫羊茅是全世界应用最广泛的一种主体草坪植物。寿命长，色美，青绿期长，耐践踏、耐阴，被广泛应用于机场、运动场等绿化建坪植物。