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第三章第三章 草坪与生态环境草坪与生态环境气候土壤耕作践踏药剂施肥修剪灌溉草坪学涉及的学科内容：草坪学涉及的学科内容：基础课：数学、政治、英语、计算机应用等；专业基础课：植物学、植物分类学、植物生理学、植物营养学、肥料学、生态学、气象学、水土保持、土壤学、土壤微生物学、种子学、病理学、昆虫学、杂草防治、遗传学、细胞生物学、分子生物学；专业课：园林设计、景观建设、草坪概论、高级草坪学、高尔夫球场管理、园林绿化、草坪商业经营、草坪育种学；商业课程：如市场营销、会计学、预算编制等；其它课程：排水与灌溉、室外动力设备和小型机械维修等。生态因子气候因子土壤因子生物因子光照强度、日照长短、光谱成分；温度三基点、温周期、耐热性和耐寒性；降水量及分布、空气湿度、蒸发量、风速、空气和大气污染等土壤结构、有机质、土壤温度、水分、养分、土壤空气、土壤酸碱度、海拔高度、坡度和坡向等人类影响、植物因子、动物因子和微生物因子第一节 草坪与气候天气、气候、温度、风、降水、湿度太阳辐射第一节 草坪与气候太阳高度角第一节 草坪与气候光质1000nm远红外线第一节 草坪与气候第一节 草坪与气候一、光日光能是绿色植物进行光合作用的能源，植物利用光能通过叶绿素，进行光合作用制造有机质，构成了生物界的初级生产，植物性生产是我们人类和动物生存的基础。CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2天气、气候、温度、风、降水非绿色植物：包括细菌，粘菌，真菌等，它们无叶绿素，不能进行光合作用，大多数是依靠分解有机质而生存的寄生性和腐生性的异养微生物，少数为靠化学作用直接在矿物质中摄取营养和能量的自养微生物。绿色植物：包括藻类、地衣、苔藓、草本、木本植物、灌木（草本木本中间性），他们具有叶绿素，并通过叶绿素制造有机物质。1、根据植物对光照所表现的特性，植物界可分为：2、根据植物对光的需要程度将植物分为：阳性植物（喜光植物），该类植物呼吸作用强，光的补偿点高，如紫花苜蓿，红三叶。耐荫植物（中间类型），光的补偿点居中，如鸡脚草。阴性植物（喜阴植物），该类植物呼吸作用弱，光的补偿点低，如苔藓。一般来讲，植物能利用的光合波长为390760毫微米（nm）。760nm的红外线与390nm的紫外线均不能利用，如3000m以上的高山，光照强度大，而且紫外线较多，使许多植物茎枝矮小而密集，形成莲座状或垫状植物，如：垫状驼绒藜、粉花蒿等。（1）光期（日照长度）：指植物一昼夜获得光照的量用时间来表示称光期或光昼夜。（2）根据光照对植物生长发育的影响将植物分为长日照植物：光期在14小时以上，指在一定的生长发育阶段，每昼夜需连续14小时的光照，才能开花结果的植物，这些植物大多原产于北方，北方由于光照强度小。故需要长时间补充光照。如小麦，大麦，燕麦等。短日照植物：光期在910小时，这类植物每昼夜需910小时的光照，即可开花结果，如小米，苏丹草、水稻，这些植物大多原南方，南方由于光照强度大，需要的光期就短。中日照植物光期在1014小时，是居于类型的中间型。光照对植物的生长发育的影响在牧草引种栽培与育种应得到充分认识，许多牧草由南方引如北方后，虽然生长良好，但不能开花结实。3、光期与植物分布第一节 草坪与气候二、温度温度是植物生长的基本条件之一，每种植物的生长和发育必须在一定的温度范围及其一定持续期才能完成。超过或不及所需的温度极限时，则植物的生长和发育及其它生命活动便不能进行。植物的一切生理作用、新陈代谢现象，都需要一定的温度条件。影响植物生长温度可以分为：最低温度：指植物生长的下限最适温度：指植物生长发育最快的温度最高温度：指植物生长的上限最适温度下，植物一般生长最快，在最低，最高温度下，停止生长发育，但仍能维持生命。如果温度继续降低或升高，就会发生不同程度的危害直到死亡。最高、最低受害致死温度呼吸作用：一般温带最适温度为2530，低于0时，呼吸作用已变的很弱，但仍然能继续进行；随温度上升时又逐渐变强升高，当温度高于40时，呼吸作用变弱，温度太高，植物会死亡。光合作用：光合作用的最适温度与呼吸作用相比，稍低一点，最适为20-30，当温度在0时，光合作用停止，这时因为叶绿素受冻害而发生变化，失去光合作用能力。但此时呼吸作用并没停止，消耗植物储藏的物质，维持生命。雪地覆盖下的牧草在冬季主要靠呼吸作用维持生命，营养物质消耗影响舂季生长。当温度超过35时，光合作用速度降低，直至植物死亡。1、植物对温度的适应状况2、植物在低温下完成的生活过程休眠状态，植物在休眠状态能忍耐最低温度极限。种子保存，在低温干燥状态下种子能适应长期的低温。储藏营养物质的积累是在较低温度下进行的，因为此时呼吸作用减弱，如:秋季牧草储藏营养物质。许多植物种子需经过低温过程才能正常发芽，否则便不能出芽，或出芽率降低。春化阶段：春化阶段：植物在萌发时期要求一定的相对低温条件来完成一定的发育阶段，称为春化阶段。一般来讲，原产于北方的长日照植物，其春化阶段需要一定时期的低温。植物在长期的自然选择和系统发育过程中对寒冷产生了一定的适应能力和耐寒能力，植物遇到的寒冷有三种：冷害：温度在0以上时，便使一些喜温植物（如热带植物）受害而死，这种伤寒称为冷害，0以上的低温对喜温植物的伤害作用主是由于低温条件下ATP（三磷酸腺甙）减少，酶系统紊乱，活性降低，导致植物光合作用活动降低，而使植物死亡。霜害：气温和地表温度下降到0，空气中过于饱和的水汽凝结成白色冰晶，霜所造成的的危害，成霜寒。冻害：植物冷却至降温至冰点以下，使细胞间隙结冰，所引起的伤害称冻害。雪害：冬季在雪覆盖的地区，植物还遭受雪害。发生雪害的原因，是由于雪层下的温度较高，植物的呼吸作用继续进行，营养物质消耗，可利用的氧气耗竭，是植物饥饿而死亡。3、植物的耐寒性一般来讲，当温度超过植物最适温度后，如在继续上升会对植物产生伤害作用，是植物生长受阻，特别是开花结实期，最易受到高温的伤害。一般情况，温度长期处于过35-40时，植物的生理作用就受到限制。高温主要破坏植物光合作用和呼吸作用的平衡，是呼吸作用超过光合作用，植物因长期饥饿而死亡。高温还能促进蒸腾作用加强，破坏水分平衡使植物干枯。过高温度还可使蛋白质凝固（50左右），使植物中毒死亡。（1）在对高温的适应上，一般来讲。热带植物温带植物寒带植物旱生植物（肉质旱生植物的适应力最强）中生植物（2）植物怎样用生理适应方法降低高温的危害使用蒸腾作用降低日晒温度蒸腾：植物通过体表将体的水分的蒸气散发到体外的形式，称为蒸腾。夏季休眠的方法减少了细胞中游离水分的含量，使细胞内盐分、糖分浓度增加，增加了原生质抗凝结能力。某些禾本科植物在根系形成沙套，也可防御高温危害。4、植物对高温的适应三、水份1、水对植物的意义（水的生态意义）、水对植物的意义（水的生态意义）水分植物机体的主要成分。植物一般所含水分达到总重量的90%。植物的同化作用（光合作用）和有机质分解作用（异化作用）都必须在水中进行。土壤的营养物质必须溶解在水中，植物才能吸收。陆地植物依靠根系吸收大量水分来补充由于蒸腾失去的水分与生命活动消耗的水分，以维持自身水分平衡。2、固态水对动植物的意义、固态水对动植物的意义固态水分指：雪、霜、雹。（1）雪：雪对植物的作用有两重性。当雪的覆盖厚度过厚时，能够保护植物顺利越冬。B、缺水的草原可利用雪来减少旱情。（2）霜与雹是对动植物基本上是有害的。3、植物的需水量及其类型、植物的需水量及其类型把植物增长1g干物质，所需要水的克数称为植物需水量或蒸腾系数。计算方法：水分的消耗量/干物质增加量=需水量，如：小麦为513，玉米为368，苜蓿为840，苏丹草285玉米为349。蒸腾系数的倒数为蒸腾效率，即植物消耗1kg水所形成的干物质克数，一般植物的效率为2-10g。在自然界中，由于降水的不同，因而形成了不同水分条件环境，天然植物在长期演化过程中，由于生长在不同的条件下，形成了不同的生态类型，我们根据陆地植物对水分的需求。将植物分为：湿生植物：抗旱能力小，个体发育过程中需要经常有充足的水分，其形态结果上有长的茎，柔软宽大的叶片和不发达的根系。机械组织与输导组织均不发达，细胞的渗透压低，对水分不足的情况很是敏感。中生植物：中生植物是旱生植物和湿生植物的中间类型，一部分性状接近湿生植物，一部分性状接近旱生植物。旱生植物：旱生植物多生长在干旱环境，抗旱性能强，它的形态特性：A具有发达的根系。B生理上细胞渗透压高，促进水分的吸收。C原生质具有耐热并能忍受长期脱水能力，这样就保护植物在干燥环境长期处于凋萎状态。D旱生植物一般呈暗绿色或灰白色，叶片变为针刺状，或叶肉肥厚，叶片狭窄而能卷曲。E叶片表面有灰白色的绒毛，并可分泌蓝灰色蜡质封闭叶片气孔，或者气孔深陷入叶片里增强抗旱能力。（1）、环流形成的原因一般来讲，太阳光在赤道的入射角为直角，而两极越离赤道远的地方入射角越小，从而导致一束光线照到地面上分布的面积越大，单位面积收到的热量少，温度低，地面的热量又有部分反射入大气，从而导致温度高的赤道附近的气体上升高度高，而温度低得空气上升高度低，赤道与两极形成空气压差，则空气密度大的向密度低的流动，形成大气环流。了原生质抗凝结能力。（2）、局部地区空气流动形成的风对生物影响风可以加速生物体水分的蒸发与蒸腾而消耗较多的能量，从而降低生物体的温度。能帮助风媒植物传播花粉，并可以传播某些翅、毛的种子、果实、甚至整个植株的地上部分随风传播。风可以吹走草地上的干草，尤其是干枯后的植株易于碎落的双子叶植物与风滚草，从而影响冷季草地的牧草贮藏量。生长季节的牧草的风倒现象可使牧草减产，长时间的定向风，可是植物变形。4、风、空气和大气污染（3）大气的组成大气含有78%氮，20%的氧、0.03%C02,以及其它气体和水汽。大气中氮可以通过根瘤菌的作用，固定于植物根际，以增加土壤肥力，如三年生的苜蓿地，每亩可固定氮达80斤，这一特性已经广泛用于植物栽培。还有一部分氮经过雷电作用，溶解于降水中与天然降水一起进入土壤，数量虽不多，但以历史发展的漫长过程中，降水带入的氮，再保持土壤的氮平衡中仍起着极其重要的作用，特别是贫瘠的天然草地，氮素的补充主要来自天然降水。大气中氧是生物呼吸所必须的。大气中CO2是绿色植物进行光合作用时构成有机物的主要原料。（4）大气污染大气污染：大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象，称为大气污染。大气污染物主要分为有害气体（二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化物、光化学烟雾和卤族元素等）及颗粒物（粉尘和酸雾、气溶胶等）。它们的主要来源是燃料的燃烧和工业生产过程。大气污染之初，草屏可吸收和吸附污染物，污染物一旦超过草坪的自净能力，草坪草也会出现受害症状，直至死亡。一、土壤组成土土 壤壤固体土粒粒间孔隙各种生物矿物质：由岩石风化而来，占土壤固体部分的95以上，就土体容积而言，约占38以上有机质：是指存在于土壤中的所有含碳的有机化合物。它主要包括土壤中各种动物、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机化合物，占土壤固体部分的5以下，就土体容积而言，约占12土壤空气：一部分由地上大气层进入，另一部分由土壤内部产生土壤水分：是浓度不等的土壤溶液：各种昆虫、原生动物和各种微生物第二节、草坪与土壤一、土壤矿物质1.土壤粒级科研中常用的分级标准是：共8级：21mm极粗砂；10.5mm粗砂；0.50.25mm中砂；0.250.10mm细砂；0.100.05mm极细砂；0.050.02mm粗粉粒；0.020.002mm细粉粒；9.0或2.5的情况下都难以生长。植物可在很宽的范围内正常生长，但各种植物有自己适宜的pH。2、植物病虫害与土壤酸碱性直接相关：1）地下害虫往往要求一定范围的pH环境条件如竹蝗喜酸而金龟子喜碱；2）有些病害只在一定的pH值范围内发作，如悴倒病往往在碱性和中性土壤上发生。3、土壤活性铝：土壤胶体上吸附的交换性铝和土壤溶液中的铝离子，它是一个重要的生态因子，对自然植被的分布、生长和演替有重大影响；（二）、根据植物对PH值的适应性，可将植物分为3个大类。酸性植物适于生长在PH小于6.7的酸性土壤中，次类植物多为南方植物，如狗牙根、酸摸等。中性植物适宜生长在PH小于6.77.0的土壤中，此类植物大多为饲用价值较高的栽培牧草，如三叶草等。碱性植物适于生长在PH7.0的土壤。第三节草坪与生物草坪是一个小型的，但仍然是一个足够复杂的生态系统草坪草的生长除了受气候、土壤等自然生态因子的影响外，还与周围的生物环境有着密切的关系。这些生物因子主要有，植物、动物、微生物和人类活动。总结土壤是由固体、液体和气体物质组成的体系。土壤的基本成分是矿物质、有机质、水分和空气。这些组成成分在土壤中彼此相互结合、相互依赖和相互制约。矿物质颗粒构成土壤的基本骨架，腐解的有机质包在矿物质颗粒表面，形成不可分割的复合体。空气中的水汽占据着孔隙，并经常处于相互消长之中。固体物质中含有颗粒状的土壤矿物质和土壤有机质（包括动植物残体及其转化产物和活动的土壤微生物、土壤动物）。土壤矿物质一般占土壤总重量的9598%，有机质占土壤总重量量的15%。在土壤固相物质的颗粒之间存在着形状和大小不同的孔隙，其中充满了液体和气体。液体就是指土壤中的水分，其中溶有离子、分子及胶体状态的各种有机和无机物质。气体就是土壤中的空气，它与大气成分基本相似，但二氧化碳比大气多，而氧气却较少，水汽经常处于饱和状态。它们相互融合，构成一个动态的、协调的有机整体。