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草坪草的形态学特征及生物学特性

2012/4/20 10:34:09

(一)形态特征

草坪草大部分属于禾本科,少数属于莎草科。禾本科和莎草科在植物分类学中属于种子植物门、被子植物亚门、单子叶植物纲。了解和熟悉禾本科植物的形态结构,有利于识别草坪草的种和品种。

禾本科草坪草为多年生、二年生或一年生草本植物。禾本科植物的茎称为秆。秆节明显,通常节间中空。叶片互生,叶脉平行。具叶鞘和叶舌,有时还有叶耳。小穗是构成花序的基本单位。由颖片、稃片及颖果组成,一个小穗是一个退化而变形的分枝,由小穗集合成各种花序。花序顶生,最常见的有圆锥状花序(简称圆锥花序),部分是穗状花序,还有少数是总状或头状花序。花两性,少有单性,每小穗含1至多个孕花,而不孕花则具多种情况。小穗基部通常有颖片2个(即第一颖及第二颖)。紧包着颖果(或囊果)的苞片叫做内稃和外稃,与颖果紧贴的一片为内稃,对着的一片为外稃。少数种内稃退化或缺,如外稃顶端和背面可具有1芒,系中脉延伸而成,芒通常直或弯曲;有的则膝曲,形成芒柱和芒针两部分。每个外稃含1小花,花被通常退化成2个浆片,膜质透明,在开花时膨胀。雄蕊通常3个,少有6个,雌蕊具有1心皮、1室的子房。

禾本科植物的“种子”,确切的科学名称叫做颖果。颖果的果皮与种皮相紧贴,不易分离。少数禾草的果皮薄且质脆,易与种皮分离,称为囊果,又称胞果。胚位于颖果茎部对外稃的一面,呈圆形、卵圆形或卵形的凹陷,用肉眼就可以看到。脐呈圆点或线形,位于胚相对的一面,即向内稃的一面。

熟悉和了解禾本科植物颖果(即市场上称为种子)的外部形态,有助于鉴别来源于国外及国内生产繁殖的草种和品种,特别是研究和开发草坪草种子的企业和个人更加应该掌握它的形态特征。

1.草坪草的根系

草坪草种子播种之后,气温、土壤、温度、水分等环境因子满足它的需要时就发芽出苗。胚根是胚长出的初生根,它使幼苗固定在土壤中,并吸收水分和养分。种子萌发之后,胚乳及盾片仍留在播种的土层深处。由于中胚轴纵向生长,胚芽及胚芽鞘被顶出土面。中胚轴的伸长仅在黑暗处进行,当胚芽鞘顶端出土见阳光后。它就不再伸长;当播种较深时,第二节间的伸长可以补充中胚轴生长,使胚芽近于土壤表面处。种子胚乳中贮存的营养物质多,上述伸长能力强,反之则弱。胚芽出土后,中胚轴的生长变为胚芽的发育,主枝上第一片真叶迅速地自胚芽鞘中伸长出来,并且很快形成绿素。在这一段时间内,绿色组织的光合效率较弱。只是与由于呼吸作用造成的养分损失相平衡。枝条的继续生长仍然依靠胚乳中贮存的营养物质,因此,出苗初期可称为幼苗发育的临界时期。在正常情况下,当第一片真叶充分开展的时期,光合作用的速度有助于以后的生长,从下面的节上迅速地长出次生根来。

草坪草的根系属于须根系,无主根。须根生长越多,越茂盛,分蘖、叶片等地上部分的生长势也良好,两者往往成正相关。根系主要功能是在土壤中吸收水分和养分,供给草坪草生长发育之用,同时起着机械支撑作用,使植株固定在土壤中。根系表面具有数目众多的根毛,根毛使根系的表面积增加,能扩大根系与土壤接触面,且能吸收大量的水份和养份供给草坪草本身利用。老根毛与新根毛保持着交替生长和生存。老根毛死亡,新根毛生长,连续不断地进行更新。

草坪草的根。通常生活6个月至2年,大多数能活1年左右。冷地型草坪的根当气候温凉时生长发育正常。遇到炎热的夏季便处于休眠状态,受环境胁迫严重的甚至死亡。暧地型草坪草在寒冷的晚秋或冬季进入眠状态,遇到严寒气候则死亡。根系生长的适宜土壤温度,冷地型草坪草为12~15°C,暧地型则需26~28°C。当土温分别满足它们的生长需求时,必须及供给水份、养份,才能促其使正常生长发育。

根据调查观察,草坪草的根系70% 以上分布在地面以下0~20㎝土层中。掌握和了解根系的深度,有助于建坪前考虑需要整理坪基的深度、施用基肥的数量及供排水系统的设计。最深的根系,冷地型草如草地早熟禾,匍茎翦股颖、紫羊茅、高羊茅及多年生黑麦草等达到30~50㎝;暖地型草如结缕草、狗牙根等根状茎型与冷地型相差不多,如雀稗等丛生型用作保持水土的禾草,它的根系可达2m以上。根系的深度与耐旱能力密切相关。通常根系越深,耐旱能力越强,反之则耐旱能力差。

通过适时适量供给草坪草水分和养分,适宜的剪草次数和留茬高度,适当的松土更新作业,可使根系生长发育良好,从而促使草坪草地上部分生长茁壮茂盛。根系是草坪草生长发育的基础,提高草坪养护管理水平,促进根系良好生长是保证草坪质量的关键。

2、草坪草的茎秆

草坪草的茎,包括根颈 、匍匐茎和根状茎及生殖枝。根颈是重要的分生组织,位于植株基部,靠近土壤表面。根 、茎 、叶从根颈长出,即是所有新的生长都从根颈开始,与双子叶植物区别很大,草坪草等单子叶禾草的生长点位于根颈,而前者的生长点则在植株的顶端。

草坪草茎的类型。朝水平方向生长的茎称为横走茎。横走茎有两类,一类是位于土壤表面之上的匍匐茎;另一类是位于土壤表面之下的根状茎。横走茎覆盖地面能力强,覆盖度大,建成草坪迅速,特别是节间短的禾草建成草坪,它的覆盖度更加理想,可达到优良品质标准。通常高尔夫球场果岭及发球台 、草坪足球场均采用这类草坪草。例如,具有匍匐茎的匍茎翦股颖、短根状茎的草地早熟禾、匍匐茎和根状茎的百慕达杂交种 、结缕草等,国外 、国内上述球场均采用这些草坪草。不具匍匐茎或根状的草坪草则依靠分蘖生长繁殖。分蘖是从根颈或横走茎上长出来的新茎叶,具有向上或斜上生长的习性,不具横向生长习性。丛生型草坪草依靠产生的分蘖而覆盖地面,但扩展形成草坪的速度较慢。例如高羊茅 、多年生黑麦草等可用作高尔夫球场的高草区,单播或混播则可用作草坪足球场播种材料,适宜的剪草次数及留茬高度,可促使形成更多的分蘖。

草坪草生殖生长。当草坪草进入生殖阶段时,产生延伸的茎,即生殖枝,生殖枝由花序组成。花序具有众多的小穗,穗内含小花,孕的小花发育成颖果,市场上称为种子。从事草坪草种子生产的科研人员,必须深入了解和掌握生殖枝的生长、抽穗、开花、结籽过程。采用能使结实率(即结籽率)高、获得饱满种子、单位面积收籽量高的技术措施,否则将会事倍功半、甚至以失败告终。

在草坪绿地的养护管理中,管理人员必须适时剪草,防止形成殖枝。生殖枝会消耗养分和能量,影响草坪草的营养生长。缩短分蘖寿命 ,使草坪覆盖度降低。并影响整片草坪的整齐均匀,使草坪外貌受损坏.。因此,应根据不同的目的来决定生殖枝的取舍。有关草坪草抽穗 、开花 、结籽的试验、是重要研究项目之一,值得加以重视.。

3、草坪草的叶片

草坪草依靠叶从大气中吸收二氧化碳,并在细胞内叶绿体所含叶绿素的帮助下,利用光能合成糖类、淀粉等碳水化合物,这个过程序称为光合作用。草坪草含有大量碳水化合物,光合作用是它生长发育的重要生理过程。

草坪草的叶,包括叶片和叶鞘 ,叶片位于上部,约占2/3以上;叶鞘位于下部,约占1/3左右,叶片呈扁平、对折、内卷等形状,可用作分类的依据。叶鞘包裹茎〈又称“秆”〉,顶端与叶片交界处称为“鞘口”,基部与根颈相连。

叶片外层细胞叫表皮,表皮细胞外表有质薄、不透水的保护层,叫角质层,角质层蜡质,能保持叶片内的水分。

气孔是表皮层的开孔,气体经过气孔流动于叶片内外,光合作用所需要的二氧化碳和呼吸作用所需的氧,均在气孔张开时进入叶片,干旱时气孔关闭,防止水分从叶片蒸发,气孔关闭时,二氧化碳不再进入叶片内,光合作用停止,夜间没光,气孔关闭,不进行光合作用。

叶脉是一束维管组织,在叶脉中,木质部和韧皮部连接着根系里的维管组织,当草坪草叶子因蒸腾作用失去大量水分时,木质部会把根系中的水分输送到茎和叶中,以弥补失去的水分,还能溶解养分。韧皮部把叶内制造的养分向下输送到茎和根系,并能向上输送到草坪草植株的各个生长部位,位于叶片中心的较粗的大叶脉叫中脉,中脉明显或不明显,凸出、平坦或凹陷,在鉴别草坪草时可用作分类的依据。

气温、光照、相对温度、土壤水分、营养状况、剪草措施、病虫害和杂草均能影响叶的生长速度、新叶形成、色泽和密度。叶片呈绿色,深绿或浓绿色,标志着草坪草生长发育正常;若呈褐色、棕色或黄色,则属于生长不良;叶片向上或斜上生长。挺立而不弯曲、不下垂,证明生长正常;若弯曲下垂、挺不立,则属于不正常。当生长不良或生长不适合而进入休眠期。如野牛草、结缕草、百慕达杂交种等暧地型多年生草坪草晚秋来临就进入叶片枯黄休眠期,这种现象是自然界发生正常情况,地上部分虽枯黄,地上部分仍活着,翌年春季从根颈或根状茎上萌发出新的茎叶,仍保持着一片绿草如茵。

草坪草叶片窄细程度(即叶片宽度)直接与草坪质量、景观、审美感觉及观赏效果有关。一般而论,叶片越窄细,草坪质量越高,外貌景观越引人入胜,观赏效果越好。羊茅、紫羊茅、易变紫羊茅及细弱翦股颖叶片极细.审美感觉良好,观赏价值较高;早熟禾,草地早熟禾及普通早熟禾多数叶片细至中等,叶片宽度为1~3㎜之间;结缕草和百慕达(狗牙根)品种之间叶片宽度有差异,较细品种叶片宽度为1~3㎜;钝叶草、雀稗和地毯草属于叶片极粗的暧地型草坪草,虽然这些禾草观赏价值较差,但由于它们能抗高温炎热气候,我国华南地区及世界各国热带地区仍广泛应用于园林绿地.。

草坪草叶片色泽也与草坪质量、外貌景观、审美感觉及观赏价值有密切关系。一般而言,叶片色泽越浓越深,草坪质量越好,外貌景观越逗人喜爱.观赏价值越高;反之则质量和景观均差,观赏价值降低。草坪草品种间叶片色泽差异很大,选择草坪草品种时应重视这个特征。

草坪草相对密度与嫩叶数有关,剪草留茬高度会直接影响嫩叶数。一般而言,耐低剪的草坪草嫩叶数较多,相对密度较高,不耐低剪的禾草嫩叶数少,相对密度较低。匍茎翦股颖、紫羊茅及草地早熟禾的一些品种(例如:Merion 等)耐低剪,留茬高度2.3cm情况下。每10㎝2的嫩叶数达200以上,相对密度高;高株羊茅等在同样留茬高度情况下,嫩叶数为100以下。相对密度低。因此,选择不同的用途、要求不同剪草留茬高度的草坪草时,可参每单位10㎡嫩叶数来决定。

了解和掌握草坪草形态特征,有利于从事草坪草科研、教育、生产 开发。一般情况下,根据禾草的生殖器官〈包括花序、小穗、小花及颖果等〉进行分类,较易识别;但当草坪草在幼苗状态或抽穗以前营养阶段时,必须利用营养器官〈包括叶片、叶鞘、叶耳、秆、根系以及根状茎、匍匐枝等〉来鉴别。

(二)生物学征

草坪草应用于园林绿化,与用于水土保持要求有所不同。园林绿化用草坪草必须具有叶丛低矮、叶片纤细、色泽美观、覆盖度大、再生力强、与杂草竞争能力强、绿色期长等物征。

1、叶丛高度

草坪草建成草坪后。地上部分的叶从生长得低矮,可提高观赏性。通常叶丛高度以10~20㎝为宜。草地早熟禾、匍茎翦股颖、紫羊茅及羊茅等冷地型草坪草,野牛草、结缕草(沟叶结缕草及细叶结缕草)、假俭草等暧地型草坪草都具有这种特性。

2、叶片质地

草坪草的叶片越纤细,观赏价值越高。叶片极细的草坪草,宽度只有0.5~1.5㎜,例如紫羊茅、羊茅、细叶结缕草等;叶片较细,宽度为1.0~1.5㎜的如野牛草;中等宽度1.5~3.0㎜的如匍茎翦股颖等,宽度3.0~5.0㎜的如结缕草、假俭草(新品种翠绿1号假俭草叶片较细)等。宽度5.0㎜以上的如地毯草(广东大叶油草、美国进口钝叶草)。

3、草坪色泽

整片草坪的色泽,与绿化效果的优劣。观赏价值的高低直接有关,因此必须重视这个特性,通常草坪草叶片的色泽有浅绿、黄绿(广东大叶油草)、灰绿(美国进口钝叶草)、深绿(沟叶结缕草及细叶结缕草)、青绿或浓绿(新品种翠绿1号假俭草)等。以观赏价值论,这类草坪草建成的草坪生机勃勃、欣欣向荣,使人心旷神怡、流连忘返。草地早熟禾、假俭草等一些新培育品种具有浓绿叶色的物性,绿化、美化的效果更好。

4、覆盖密度

草坪草覆盖度是指草坪草地上部分覆盖地面的百分率。覆盖度达到95%以上,才是符合标准的草坪,覆盖度85%~95%,属于中等水平的草坪,若覆盖度只有60%以下,并经过喷水、施肥、防除杂草及更新等作业仍无起色的草坪,应进行全面翻耕土地、平整地面、重新播种、栽植草根或铺设草块。野牛草等耐粗放养护管理的草坪草,只需要经过栽植初期防除杂草、次数很少修剪〈每年剪草2~3次〉、遇旱时给予水分等养护措施即能建成覆盖度95%以上的草坪。草地早熟禾、匍茎翦股颖等是需要精细管理的草坪草,应进行防治杂草、修剪次数较多〈园林绿地每月剪3~4次,高尔夫球场发球台每周剪3~4次〉、喷水次数多且充足、防治病虫害措施及时等养护措施,覆盖度才能达到95%以上,若养管理粗放,很难建成合格的草坪。在暖季型草坪中,覆盖密度较高的有沟叶结缕草、细叶结缕草、假俭草等,通常这些草坪覆盖地面的百分率达到100%(形成草坪后,完全见不到地面表土,非常密集),为此常用于建设运动草坪。由中南草坪中心培育的假俭草新培育品种——翠绿1号,叶色美观、叶片密集,极耐踩踏,既是一种高档绿化草坪又是运动草场一种优良材料,是我国目前唯一的一种多用途优良草坪草种。

5、再生能力

再生力是指修剪或剪割以后、践踏或滚压以后草坪草营养器官再生长的能力。草坪草再生力越强,对剪后的分蘖及踏压后的恢复越为有利。剪草的高度与再生力密切相关,草地早熟禾的多数品种剪草留茬高度为2~3㎝,苇状羊茅则不能低于3㎝,匍茎翦股颖叶片含水量高,十分柔嫩,受到频繁践踏或机具滚压后,恢复生长能力弱且慢。结缕草、假俭草、野牛草等具有较强的恢复再生能力。经滚压试验,生长在粘质土壤上的野牛草,用压路机东西向南北滚压后,叶丛暂时发黄,呈干萎状态,21天后从植株基部开始再生营养枝,28天后草坪呈一片绿色。覆盖度滚压前90%,滚压后天85%,只相差5%。野牛草被滚压后再生能力特别强的原因,主要是由于它的匍匐枝具有顽强的耐压和再生力。原来的绿色叶片被滚压后虽呈干萎状态,但匍匐枝各个节又生长出无数的新嫩叶片,因此能保持较密的覆盖度。将沟叶结缕草、细叶结缕草、翠绿1号假俭草种植在路边,长期让人行、车压,土地结实,缺水情况下生长,相当帖地、低矮、紧密,这为这些草坪品种能用作运动草坪提供最可靠依据。

禾本科草坪草的分生部位——根颈位于植株的基部,靠近地面,与茎,叶和根相连,下面的几片叶鞘包裹着生长点。草坪草经常需要采取修剪措施,但每次剪草都剪不到分生组织,因为分生组织在被剪叶的下面,由基部叶鞘保护着,这也是禾本科草坪草与双子叶植物的生长点有显著区别。双子叶植物的生长点生长点位于地表面以上较高处,若留茬高度与禾科草类一样,那么修剪时会剪掉生长点而死亡。禾本科草坪草在修剪后、被踩压后或受到病虫为害后,依靠分生组织恢复生产。各草种恢复生产能力差异较大,狗牙根、结缕草、假俭草具有最好的恢复能力;翠绿1号新品种假俭草的叶鞘包裹着生长点,色泽美观,自然高度低,生长平整,可以实现免修剪,而且修剪不出现露枯的现象,是一种在修剪护理上最具优势的草坪。草地早熟禾和钝叶草等恢复生长能力良好,雀稗、多年生黑麦草和猫尾草较差。

6、抗杂草力

草坪中的杂草对草坪具有很大的威胁,如果草坪草的生长势竞争不过杂草。它就有被杂草淘汰的危险,从绿化效果论,草坪内混生着植株高低不匀。叶片宽窄不齐的杂草,会使已建成的草坪大为逊色。因此,草坪草与杂草竞争能力的强弱是是否建成质量较好草坪的重要特征一。根据调查观察,用匍匐枝栽植行距20㎝的繁殖方法建植野牛草、假俭草等葡匐型草坪,通常2个月至2.5个月后即能建成绿色草坪,最快可在1个月内形成草坪。建成草坪后杂草侵入很少。华北地区只有少量的胡枝子、糙叶黄芪、铺地锦及扁蓄等杂草侵入,杂草的覆盖度只占5%以下,由此可证实这类草坪与杂草竞争能力相当强。结缕草在建植初期。与杂草竞争能力较弱。特别是采用播种繁殖方法,由于幼苗生长缓慢,杂草侵入较多,防除杂草应作为养护管理重要措施之一。用种子繁殖建立草地早熟禾、匍茎翦股颖等冷地型草坪也应重视防除杂草工作,否则容易被杂草欺死而整片草坪被毁。新品种翠绿1号假俭草等生长形成草坪叶片极端密集,狗牙根等葡匐型杂草很难侵入。

7、绿色时期

草坪草的绿色期是指返青期至枯黄期保持绿色的时间,常以天数计算。北京地区,草地早熟禾、紫羊茅、苇状羊茅等冷季型草坪草的绿色期为220~250天,野牛草、结缕草等暧季型草坪草为180~190天。由于受到气侯等自然条件限制,目前在华北地区还没有四季常绿的草坪草,预料进入21世纪,通过转基因工程等先进方法,有希望攻关解决这项研究课题。在华东地区,若养护管理措施及时和精细,匍茎翦股颖、草地早熟禾等冷地型草坪可以达到基本上四季常绿,全年绿色期为330天以上。

综上所述,每种草坪草各有优缺点,具有某些特性而不具另一些特性,上述7项特性均具备的草坪草为数寥寥无几,今后必须依靠选种育种等方法来解决。目前,中南草坪科研中心在致力选育自然优良草种的基础上,与中国航天育种中心、中国农科院等单位开展广泛合作,培育更具优势的新品种,以期望具备大多数优良特性的草坪草新品种能源源不断地用于草坪绿地和运动场建设。