优质牧草高产栽培与利用第一章牧草的生物学特性第一节牧草的生长发育

第一章牧草的生物学特性

第一节牧草的生长发育

根据瑞典植物学家林耐（Carl von Linne, 1707-1778 ）确立的双名法植物分类系统进行划分，栽培牧草可划分为三类：（1）豆科牧草，是栽培牧草中最重要的一类牧草，因富含氮素和钙质而在农牧业生产中占据重要地位。目前生产上应用最多的豆科牧草有紫花苜蓿、白花草木樨、沙打旺、红豆草、白三叶、红三叶、紫云英等；（2）禾本科牧草，占栽培牧草70%

以上，是建立放牧刈草兼用人工草地和改良草地的主要牧草。目前利用较多的禾本科牧草有无芒雀麦、披碱草、老芒麦、冰草、羊草、多年生黑麦草、苇状羊茅、苏丹草及玉米、高粱等。（3）其他科牧草，如菊科的苦荬菜和串叶松香草、苋科的千穗谷和籽粒苋、紫草科的聚合草、蓼科的酸模等。以下主要介绍豆科和禾本科牧草的生长发育。

一、豆科牧草的生长发育特点

（一）豆科牧草种子的萌发

豆科牧草种子的种皮呈胶质状态，形成坚硬的种皮，这种种皮阻碍水分和空气的进入，使种子长期处于硬实状态，很难萌发。常见的豆科牧草种子的硬实率是：紫花苜蓿10%、白花草木樨39% 、红三叶14%、白三叶35%、红豆草10%、百脉根42%、紫云英初收获时80% －90%。如不经过处理，则硬实种子不能发芽，通常借助于外力或自然环境的变化破除硬实。一般经过一个冬季，气温下降之后，发芽率便有所提高。播前用石碾拌粗砂擦伤种皮可使其容易吸水，发芽快而整齐。

豆科牧草种子只有在适宜的水分、温度和空气等环境条件下才能萌发。一般要求土壤水

分在10%以上豆科牧草种子才能萌发。暖季型牧草发芽的最低温度为5-10 C,最高温度为

40 C,最适温度为30~35 C；冷季型牧草发芽的最低温度为0-5 C,最高温度为35C，最适

温度为15-25 C。土壤通气良好，有显著的下降水流，同时底土渗透性良好是豆科牧草种子萌发和生长发育良好的必需条件。

豆科牧草种子由种皮包裹着子叶和胚构成。子叶是幼胚叶，贮藏营养物质；胚由胚根、胚轴和胚芽组成（图l-l ）。豆科植物的幼苗，常见有两种类型，即子叶出土幼苗及子叶留土幼苗。

图卜1紫花苜蓿种子的结构

乩外形 E 去掉一片子叶的内部结构 C-横切面

匚子叶2.JC 乳3.上胚轴4*种脐5.合点

乩珠孔7■胚根（下胚轴）8•种皮9•下胚轴

大部分豆科牧草属子叶出土发芽的植物。豆科牧草苜蓿、草木樨等种子在萌发时，胚根

首先伸入土中形成主根， 接着下胚轴伸长，将子叶和胚芽推出地面。

子叶出土的豆科牧草 菜豆子叶出土为例，图 1-2-2），出苗之后子叶立即展开，它除了作为植物营养贮藏的器官以 外，也是幼苗最先进行光合作用的器官，豆科牧草早期的生长是由子叶供应其营养物质的。 与此不同的是，少数豆科植物种子，如豌豆，种子萌发时，下胚轴并不伸长，子叶留土，上 胚轴或中胚轴和胚芽伸出地面（图 1.6）o

（以 A

图1—2—2菜豆出土萌芽

1一4前芽的各期I •胚轴麗*胚芽夏■子叶养叶（嶽李扬汉，勇貼〉

图1.6豌豆种子萌发过程，示子叶留土. 1.胚芽；2.子叶；3.胚根；4.种皮；5.胚芽鞘

（二）豆科牧草的营养生长

豆科牧草子叶出土展开后胚芽的第一片真叶出现，此时胚根向下突破种皮形成的初生根

进一步伸长，发育为主根，侧根增多，并开始形成根瘤，形成直根系（图1-2）。紫花苜蓿和三叶草的第一片真叶为单叶，百脉根则为三出复叶，随后出现第二片真叶，与该种的典型叶一致，当第三、四以及之后各真叶出现后形成莲座叶丛。豆科牧草种子在三叶期后，由于下胚轴和初生根的收缩生长，使与子叶相连的第一节逐渐收缩于土壤中，下胚轴和初生根上部变粗变短，形成豆科牧草根和地上部分交接处膨大的根颈。当地上部形成莲座叶丛时，根系伸长长度较大，往往超过地上部几倍至数十倍，根瘤亦增多，形成了豆科牧草完整的根系。

以后地上部分产生新的枝条时，根系变化不大，当地上部株丛形成后，根系又有所增长，至入冬时根颈直径可达2-3厘米。

冬性豆科牧草往往以莲座叶丛越冬，次年从根颈上每个叶的叶腋处产生新枝条；春性豆科牧草莲座叶丛生长一段时间，每个叶的叶腋处开始长出腋芽，腋芽向上生长产生新的枝条。

新枝条的每个节（叶着生处）上的叶腋处都有产生侧枝的能力，侧枝上的叶腋处也具有产生次级侧枝的能力（图1-2）。

图1-2豆科牧草的发育特点

1 ■种子吸水膨胀2*腿根伸长3 .子叶岀土

4.第~具叶（单叶）的形成5•第二真叶〈三出宣叶｝的礦咸

乩建座叶轨化分枝期 &根颈株扯期史根颈分裂

大部分豆科牧草具有垂直粗壮的主根，主根上长出许多粗细不一的侧根。入土深度一般从10厘米到200~300厘米或更深。茎基部在土壤表层下 1 —3厘米处与根融合在一起的加粗

膨大部分根颈，其上有许多更新芽，可发育为新生枝条，并以斜角方向向上生长，形成多枝的稀疏的株丛。这种牧草称为轴根型牧草。轴根型牧草枝条上叶腋处具有潜在芽，能发育为侧枝，侧枝可继续分枝。刈割或放牧后根茎上的更新芽萌发使牧草返青。在通气良好、土层较厚的土壤上发育最好。适于刈割或放牧利用。优质牧草中轴根型牧草有紫花苜蓿、草木樨、红豆草、红三叶、柱花草等（图 1 —8 ）。

一些豆科牧草由母株根颈或枝条的叶腋处向各个方向生出平匍于地面的匍匐茎。匍匐茎的节向下产生不定根，腋芽向上产生新生枝条、株丛或匍匐茎继续产生新的匍匐茎。匍匐茎死亡后，节上产生的枝条或株丛可形成独立的新个体。这种牧草称为匍匐茎型牧草。匍匐茎

在地面上纵横交错形成致密的草层。匍匐茎的繁殖能力强，带节的匍匐茎片段就可进行营养繁殖形成新个体。耐践踏性强，适于放牧利用。优质牧草中匍匐型牧草有白三叶等（图1-7）。

® 1-8轴根型牧草类

（三）豆科牧草的生殖生长

豆科牧草从营养生长到生殖生长在形态上的第一个变化是第一叶原基的叶腋处出现了类似腋芽原基的突起，与第一叶原基构成了“双峰结构”，此突起就是花序原基，花序原基发育为花序。然后在花序上进行小花的分化，进而进行花萼、雄蕊、花冠、雌蕊的发育。当雄蕊的花药或雌蕊的胚囊发育成熟时，开始开花，进行传粉、受精和种子发育。

豆科牧草的营养生长和生殖生长之间存在着对光合产物的竞争，成为影响开花和种子产量的基本因素。当环境条件（光照、温度、降水）有利于营养生长时，产生的花少，种子产量也低；相反当环境条件有利于花的发育时，营养生长受到抑制，种子的生产潜力就会发挥出来。豆科牧草的生殖生长对日照长度有一定的需求，如短日照植物有矮柱花草、大翼豆、绿叶山蚂蝗等；长日照植物有紫花苜蓿、白三叶、白花草木樨等。

豆科牧草种子成熟可划分为三个阶段：（1）绿熟期：植株、荚果及种子均呈鲜绿色，种

子体积已达本品种（种）固有大小，含水量很高，内含物带甜味，容易用手指挤破；（2 ）黄熟期：植株中、下部叶子变黄，荚果变黄色，种皮呈黄绿色，后期呈固有色泽，种子体积缩小，后期不易用指甲刻破；（3 ）完熟期：大部叶片脱落（有些种或品种为无限花序，植株叶片不落），荚果干缩，呈现固有色泽，种子很硬。