《草地学》实验指导.docx

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《草地学》实验指导

草地学》实验指导

一、实验目的

草地学是一门实践性很强的专业课，它融合了植物学、生态学、地理学、土壤学、畜牧学及气象学等学科知识，具有基础性、综合性、系统性的特点，是一门既有理论深度，又有实践操作的课程。

实验课是草地学教学环节中非常重要的一部分。

通过本课程实验可以使学生对草地类型划分方法、饲用植物生活型和分蘖类型、草地生产力评价方法的应用、草地合理载畜量的确定方法和草地合理利用方案的设计有具体而深刻的认识，并且掌握基本的实验技能和方法，增强实际动手能力和分析问题解决问题的能力，培养创新精神，调动学习积极性。

二、实验内容和学时安排

本大纲是根据甘肃农业大学草原系主编《草原学与牧草学实习实验指导书》、中国农业大学主编的《草地学》和张普金主编的《草原学》，并结合我院教学计划确定的《草地学》实验教学工作。

实验10学时（每个实验2学时），共设以下5个实验：

（一）草原类型的第一级—类的划分及草原类型检索图的绘制

（二）饲用植物生活型和分蘖类型的识别

（三）草地生产能力的畜产品单位评价

（四）草地载畜量的测定与估算

（五）划区轮牧方案设计

三、实验地点

实验地点为草业科学与生态工程实验室、植物实验室及室外。

四、实验要求

（一）能够进行草地类型类的划分和草地类型检图的制作；

（二）了解饲用植物生活型和分蘖类型；

（三）掌握草地生产能力畜产品单位评价方法的计算；

（四）能够进行草地划区轮牧设计；

（五）能够进行草地载畜量的测定与估算。

学生要按照实验指导与实验老师的要求，进行实验和完成实验报告，同时还要熟悉实验过程和理解实验原理，从而具备独立进行相应实验的能力。

五、考核办法

考核办法为考查。

本实验占课程总分的10%分优、良、及格和不及格4级，每级分别按1、0.8、0.6、0.4分评定。

附：

实验指导

实验一草原类型的第一级一类的划分及草原类型检索图的绘制

一、目的和意义

草原类型的综合顺序分类法根据生物气候指标划分第一级。

用生物气候条件划分草原的类，不仅是把草原气候的各项气象要素，如气温、降水、湿度、日照等罗列出来就行了。

而是在这些要素的基础上，将它们综合成大于等于零度的年积温（XB）和草原湿润度（K）两个指数，工B综合地表现草原的热量状况，K综合地表现草原的水分状况，这两个指数相结合，就能基本地体现草原生物气候特征，就可用它来确定草原的类别。

二、材料和用具

气候资料、计算器、计算纸、铅笔，直尺、橡皮

三、方法和步骤

（一）计算工B和K值，并确定其级别。

工B值可从当地的气象台（站）直接查得，如果查不到此项数值，可根据年平均气温乘365,再加上月平均气温为负值的各月平均气温乘该月天数之和的正值算得。

没有气象站（台）的地区可根

据相邻两气象站（台）的气象资料用插值法求得工B和K值。

不同的工B值代表的冷热程度（热量级）见表1。

表1我国草原分类的热量级及相当的热量带

热量级

>0C刀@

相当的热量带

寒冷

<1300C

（高）寒带

寒温

1300〜2300C

寒温带

微温

2300〜3700C

中温带

暖温

3700〜5300C

暖温带

暖热

5300〜6200C

北亚热带

6200〜8000C

>8000C

K值可用公式K=r/0.1算出，r为全年降水量（mm）,不同的K值代表

的干湿程度（草原湿润度级）见表2。

根据调查地区的热量级和湿润度级就可确定当地的草原类别，并用热量级和

湿润度级相连缀的双名法来命名草原类别。

如暖温极干类，寒温潮湿类等。

（二）为了更便于使用此种方法进行草原分类，可以通过“我国草原类型第一级一类的检索图”，不必计算K值，直接用某地的大于零度的年积温和全年降水量，从图上查出它的草原类别。

表2我国草原分类的湿润度级及相应的自然景观

湿润度级

K值

相当的自然景观

极干

<0.3

荒漠

干旱

0.3〜0.9

半荒漠（荒漠草原草原化荒漠）

微干

0.9〜1.2

典型草原稀树草原干生阔叶林

微润

1.2〜1.5

森林森林草原草甸草原稀树草原草甸

湿润

1.5〜2.0

森林冻原草甸

潮湿

>2.0

森林冻原草甸

四、作业

（一）根据表3所给气象资料计算各地的工B和K值，确定其热量级和湿润度级，并确定其草地类别（注：

要有计算公式与过程）。

表3气象资料（各站月平均气温1961〜1990年30年）

降雨量

-二二

二

四

五六七八

九

十

十一

十二

海拔

全年

（m）

地名

（mm）

贺兰

山（大

419.1

-14.6-12.9

-6.9-0.5

6.09.611.810.8

5.7

0.2

-8.0-12.2-0.92901.0

岭）

银川

205.2

-9.1

-5.3

2.8

10.317.421.223.321.715.9

9.3

0.8

-7.0

8.51111.5

中宁

228.2

-7.5

-4.2

3.9

11.517.520.822.321.715.9

9.8

1.2

-5.6

9.01184.6

盐池

335.2

-9.0

-6.1

2.0

9.5

16.320.222.120.314.3

8.2

-0.6

-7.3

7.51347.8

固原

477.1

-8.1

-5.6

1.3

7.6

13.917.318.817.712.2

6.8

-0.8

-6.5

6.21753.2

北京

584

-4.7

-2.5

4.6

13.020.524.326.124.819.412.4

4.0

-3.0

11.6-

沈阳

675.2

-12.7

-8.8

0.1

9.5

17.521.524.523.817.2

9.5

0.1

-8.7

7.8-

南京

1013.4

-1.9

3.7

8.6

14.620.324.428.228.223.016.810.6

4.2

15.4-

泾源

668.3

-7.1

-5.0

0.6

6.5

12.515.717.516.611.1

6.2

-0.8

-5.5

5.71941.2

（二）制作我国草原类型第一级一类的检索图。

取大幅计算纸，以年工B为

纵轴，以年降水量（r）为横轴，将前述热量级逐级在图上划出。

再在任一热量级的根线上点出各级湿润度（K）的位置，例如在5300C热量级线上，前述各湿润度级的位置，分别在148.4、450.5、625.4、768.5、964.6mm的r轴上。

然后自原点通过上述各点作各K值线，各K值线通过各热量级线所得的交叉点，即为各热量级的相应K值指标，各热量级线与湿润度级线所包围的空间，即为某一草地类的理论地区，如图1。

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根根表3所算各地的工B和给出r值，从检索图中查出它们的草原类别，并标出其在检索图中的准确位置（注：

在图中标注各地确切位置时，要能看出标注方

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法及过程）

实验二饲用植物生活型和分蘖类型的识别

、目的意义

了解各种植物种群习性及多年生草类枝条的形成特点，识别草原常见的植物生活型和分蘖类型．

二、材料与用具

铁铣、钢卷尺、标本夹、植物标本、采集杖、标本纸、麻绳、玻璃标本缸、硫酸铜、冰醋酸。

酒精灯、钢精锅等。

三、实施步骤与方法

（一）野外工作

在牧草标本地或选定地区上，采集植物标本．挖掘植物地下营养器官，挖掘时应尽量细心，以防损伤或弄断根系．有些植物的地下营养器官入土较深，如根蘖型草类，这就需要深挖，将挖取的植物用水冲洗掉根部的泥土或杂质，以备晾干后压制标本或制作浸液原色标本，供室内鉴别观察。

（二）室内工作根据课堂讲授的有关知识，对采集或现有的标本进行生活型和分蘖类型的识别。

植物的生活型：

植物的生活型是植物在一定环境条件下长期生存的结果。

对外界环境条件适应能力相似和要求相近的植物，可被归为同一生活型。

划分生活型的方法很多，从饲用植物的特点出发，在此介绍丹麦学者郎基耶尔和德国学者克涅尔的生活型分类法。

郎基耶尔强调植物营养体对气候的适应，并提出下列划分生活型的标准：

1.所取形态特征具有重要的适应意义；

2.这种形态特征必须易于识别和野外应用；

3.对所有植物都能应用，从而能对不同地区的植物进行比较分析。

他根据上述原则，选择了休眠芽在不良季节的位置这一指标，作为划分生活型的依据，并划分出以下五类生活型。

1.高位芽植物（Phaneropbytes）（ph）:

休眠芽或枝梢位于地面25m以上，依高度又可分为四个亚类。

（1）大高位芽植物（Megaphanerophytes）:

高度〉30m;

（2）中高位芽植物（Mesophanerophytes）:

高8〜30m;

（3）小高位芽植物（Micronhaneronhytes）:

高2〜8n的小乔木和灌木；

（4）矮高位芽植物（Nanonhaneronhytes）:

灌木及小灌木，高25cnl到2m

2.地上芽植物（ChamaenhyteS（Ch）:

更新芽位于土壤表面上至25cm之间，多为半灌木或草本植物。

3.地面芽植物（又称浅地下芽植物）（Hemicryptophytes）（H）：

更新芽

位于近地面的土层内，常被地被层覆盖，冬季地上部分死去，许多多年生草本植物属此，又分非莲座式．半莲座式和莲座式三类。

4.隐芽植物（Crgptophytes）（Cr）：

更新芽在不利季节隐藏在地下或水中，又可分为三个亚类:

（1）地下芽植物（Geophpte）：

更新芽处于地表以下一定深度的土层中。

主要有鳞茎、决茎类和根茎类多年生草本植物；

（2）沼生植物（Helophyte）:

更新芽在水下泥土中；

（3）水生植物（Hydrophgte）:

更新芽在水中。

5.一年生植物（Theronhytes）（T或Th）:

种子越冬。

德国学者克涅尔将植物分为：

乔木灌木、半灌木、多年生草类、一年生草类、地衣和苔藓。

多年生草类枝条形成的类型、多年生草类的分蘖类型与其枝条的形成对放牧、刈割利用后牧草的再生有极其密切的关系，分蘖是指枝条自地上或地下茎节、根颈、根蘖上形成枝条的现象，多年生草类的枝条形成类型有以下八类。

1.根茎状草类:

这类草有两种枝条，即直立的和在地面下并与地面平行的两种茎，后者叫根茎，根茎分布在距地表5〜10cm处。

根茎上有节和节间，在根茎的节上可长出垂直的枝条。

垂直枝条长出地面，并形成茎和叶。

2.疏丛状草类：

这类草具有短茎节。

位于地表下1〜5cm处，枝条以锐角的形式伸出地面，形成株丛。

这类草新枝条的形成，每年是开始于株丛的边缘，故年代较长的植株中央部分常积累有大量的枯死残余物．

3.密丛状草类:

密丛状草类的分蘖节位于地表上面，节间非常短，由节上长出的枝条几乎垂直地向上生长，枝条彼此紧贴，因而形成了稠密的株丛。

4.根茎疏丛状草类:

这类草的分蘖节位于地表之下，株丛与株丛之间有短的根茎联系着，株丛本身为疏丛草类的分蘖。

5.匍匐茎草类:

这类草的根茎上长出匍匐于地面的匍匐枝，匍匐枝的节处形成叶族和不定根。

匍匐茎的特点是茎十分细，而节间长。

6.轴根性草类：

这类草具有垂直和粗状的主根，由主根上长出许多粗细不一的侧根。

茎的底部加粗部分与根相融合在一起的地方称为根颈，根颈上有更新芽，由芽上长出枝条。

放牧或刈割后，从根颈的芽和技条的芽上都可长出新的枝条。

7.根蘖性草类：

这类草具有垂直的短根，在垂直的短根上又长出水平根，水平根上有更新芽，由这些芽形成地上枝条。

8.粗状须根草类：

这类草的根系在外形上与禾草的根系相似，但比较粗些，

这类草具有短的根茎和数量多的分枝的根。

四•作业

列出所采集植物标本的名录，描述其分蘖类型，并绘出简图。

表4植物生活型和分蘖类型识别登记表

采集地点采集人（组）海拔日期

植物名称

生活型

分蘖类型

实验三草地生产能力的畜产品单位评价

一、目的和意义

草地的牧草产量是草地的基础生产能力，载畜量由于不完全代表草地生产了多少畜产品，因此它主要是中间生产能力，而畜产品的多少才是草地的最终生产能力。

为了计算草地的最终生产能力，这里介绍用畜产品单位作指标衡量草地生产能力的大小。

二、材料和用具

生产单位的年统计报表，草原面积数，计算器，各类畜产品的畜产品折算表。

、方法和步骤

一个畜产品单位规定相当于中等育肥肉牛增重1kg。

将调查统计表中所获的各类畜产品依据畜产品折算表（表5）换算为畜产品单位，算出畜产品单位总数，再除以草原总面积，得到单位面积的畜产品单位数，此即草原的最终生产能力。

例如：

甘肃省天祝县红疙瘩村是一个纯牧业村，有草地18万亩，饲养绵羊

5000只，牦牛5000只，马1000匹，山羊800只，以其当年生产实际为例求算其草原总的畜产品单位（APU）生产能力和单位面积草原的畜产品生产

表5各类畜产品单位折算表

畜产品

畜产品单位

1kg肥育牛增重

1.0

1个活重50kg羊的胴体

22.5（屠宰率45%）

1个活重280kg牛的胴体

140.0（屠宰率50%）

1kg可食内脏

1.0

1kg含脂率4%的标准奶

0.1

1kg各类净毛

13.0

1匹3岁出场役用马

500.0

1头3岁出场役用牛

400.0

1峰4岁出场役用骆驼

750.0

1头3岁出场役用驴

200.0

1匹役马工作一年

200.0

1头役牛工作一年

160.0

1峰役驼工作一年

300.0

1头役驴工作一年

80.0

1张羔皮（羔羊皮品种）

13.0

1张裘皮（裘皮羊品种）

15.0

1张牛皮

20（或以活重的7%计）

1张马皮

15.0（或以活重的5%计）

1张羊皮

4.5（或以活重的9%计）

1头淘汰的中上肥度的莱羊（活重

50kg）

34.5（或以活重的69%计）

能力。

当年的生产情况如下：

①淘汰肉食牛565头（平均活重200kg）,②淘汰肉食羊787只（平均活重50kg）,③生产牦牛奶75092kg（1kg牦牛奶相当于1.3kg标准奶），④生产净羊毛4920kg，⑤生产净牛毛3082kg,⑥出售役马21匹，⑦出售役牛20头，⑧工作役马20匹，⑨工作役牛70头，⑩生产牛皮245张（非正常死亡牛削皮），（11）生产羊皮228张（非正常死亡羊削皮）。

计算总APU，即：

①565X280X0.7+②287X50X0.69+③75092X0.13+④4920X13+⑤3082X13+⑥21X500+⑦20X400+⑧20X200+⑨70X160+⑩245X280X0.07+（11）228X4.5=268412.5APU

单位面积的APU为：

286412.5/180000=1.49APU亩

4.作业

（一）根据下列资料计算比较某一生产单位的草原生产能力变化。

某生产单位有草原13.95万亩，饲料自给，不购入，也不卖出。

1985年和1989年各有家畜数为：

绵羊3066和2579只•山羊436和575只•牦牛（包括犏牛）2845和2433头，马136和110匹。

畜产品的产量两年分别为：

①淘汰肉食牦牛（平均活重250kg）290和350头，②淘汰肉食绵羊和山羊（平均活重50kg）576和109只,③生产牦牛奶66000和74362kg，④生产羊毛1100和9430kg（净毛率42%），⑤生产牦牛毛7200和6300kg（净毛率72%），⑥出售役马40和10匹，⑦出售役牛20和25头，⑧工作役马35和25匹，⑨工作役牛50和46头，⑩生产牛皮15和9张（非正常死亡牛剥皮），（11）生产老羊皮26和30张（非正常死亡羊剥皮）。

求算该生产单位1985和1989年的草原总生产能力和单位面积生产能力。

并加以比较。

（二）调查10户牧民，对其上年的畜产品单位进行折算，并加以比较。

实验四草地载畜量的测定与估算

、目的和意义

载畜量是以一定的草原面积，在放牧季内以放牧为基本利用方式（也可以割草），在放牧适宜的原则下，能够使家畜正常生长发育及繁殖的放牧时间

和放牧家畜头数。

因此，载畜量有三种表示方法。

即家畜单位法、时间单位法

和草地单位法。

载畜量指标法用于评定草原生产能力，从牧草和可利用营养物质产量的植物性生产引入到动物性生产。

因此，它更接近于草原生产能力的含义，有效的表示草原的真正生产能力。

二、仪器和用品

地质罗盘仪、海拔仪、钢卷尺、小称、剪刀、枝剪、样方框、布草袋、计数器、写生板、测绳、记录表格、铅笔等。

三、方法和步骤

（一）载畜量的测定

在用家畜单位评定草原生产能力时，需将各种家畜折算成一种标准家畜，以便进行统计学处理。

我国的标准家畜采用羊单位，其含义是体重40kg的母羊及其哺乳的羔羊。

国外一般采用牛单位，美国的牛单位（家畜单位）的含义是：

一头体重454kg的成年母牛或与此相当的家畜，平均每天消耗牧草干物质12kg。

适合

于我国牧区使用的折算系数如表6所示。

表6适合我国牧区使用的家畜折算系数表

放牧家畜类别

折算羊单位

放牧家畜类别

折算羊单位

绵羊：

牦牛：

繁殖母羊及其哺乳羔羊

1.0

混合群平均

3.0

成年公羊

1.0

繁殖母牦牛及其哺乳犊牛

5.0

1岁育成羊

0.5

马或骡：

山羊：

成年马或骡，中役

5.0

繁殖母羊及其哺乳羔羊

0.9

繁殖母马及其哺乳幼驹

5.5

成年公羊

0.9

1岁育成马或骡

2.5

1岁育成羊

0.4

2岁育成马或骡

3.5

猪：

3岁育成马或骡

4.5

混合群平均

1.0

驴：

牛：

繁殖母驴及其哺乳幼驹

4.0

乳牛，日产乳7.5kg

5.0

成年驴，中役

4.0

育肥的肉用阉牛

5.0

1岁育成驴

2.0

役牛，中役

5.0

2岁育成驴

2.5

6〜12月龄育成牛

2.5

3岁育成驴

3.0

12〜18月龄育成牛

3.5

骆驼

18〜24月龄育成牛

4.5

成年驼

7.0

测定载畜量需要的基本数据就是草原面积.可利用的牧草产量和家畜每天正

常的牧草采食量。

例如，甘肃省天祝县永丰乡红疙瘩牧业村有草原面积18万亩，

一年生产可利用青草为13632970kg,—只成年羊每日的正常放牧采食量为5kg青草。

因此。

该村的草原载畜量为：

13632790kg/5kg羊日=2726594羊日……（时间单位）

2726594羊日/365=74701.1羊/年……（家畜单位）

如以每亩草地年实养的羊数来表示，则为：

74701.1羊年/180000=0.042羊年/亩

如要计算平均几亩草地能养一只羊，则为：

180000亩/74701.1羊=24亩/羊……（草地单位）

以上举例可以看出，载畜量要以可利用的牧草产量为基础进行计算，在具体计算时，应注意下列几点。

第一，从草地上剪下来的牧草，并不是全部为家畜可以利时。

而是由于种种原因，采食一部分，会丢弃一部，我们在计算时只能用被家畜利用的部分。

利用率可以用刈割法来测定，也可向有经验的牧民访问或自行估算。

第二，一般草地都是划分为季带（季节放牧地）来利用的。

因此应按各季带的实际放牧时间和实际可利用的产量来计算各季带的载畜量。

这样我们计算的载

畜量，才具有实际的生产意义。

困为在牧区，一般是冬春草地不足，夏秋草地牧草有余，但夏秋草地上多余的牧草，由于各种条件的限制，并不能留作冬春利用。

因而，冬春草地的载畜量实际上是限制载畜量的关键所在。

第三，进行载畜量的测定时，放牧家畜的载畜量最好能进行实际试验，求得一个较为实际而又可靠的数据。

如果没有条件作较为精确的试验。

可以在舍饲采

食量的基础上再加20%〜30%的量作为放牧采食量。

也可参考表7,表8的数值确

表7放牧家畜米食量与其活重关系表

放牧豕类别

每1000kg活重的牧草干物质采食量（kg）

牛

2.0〜2.4

牦牛

3.2〜3.6

马

3.3〜3.5

羊

3.4〜4.2

表8我国各种豕畜每日止常米食量表（干草，kg）

放牧家畜类别

采食量

放牧家畜类别

采食量

绵羊：

蒙藏杂种一岁育成羊

1.6

新疆细毛羊成年母羊

2.1

新藏杂种一岁育成羊

1.7

蒙古羊：

新藏咼代杂种成年母羊

1.8

成年母羊

1.8

山羊成年母羊

1.6

成年羯羊

2.1

牦牛：

一岁育成羊

1.3

混合群

5.8

西藏羊（混合群）

2.0

带犊母牛

10.0

滩羊成年母羊

1.7

（二）草地载畜量的其它估测法

1.可利用营养物质估测法

这种估测法的原理与前一种相似，但在计算中应用了家畜营养学的原理和规定，因此比较准确。

例如：

某单位草原试验站，有培育的半人工嵩草型草地200亩，在5月20日一

9月17日的120天的生长季中，平均每亩产可食混合青草549kg。

折合成干物质

167kg，根据绵羊消化试验，每kg干物质含有消化能12.39兆焦耳，按饲养标准，40kg的1岁肥育羊，在日增重160〜200克的条件下，每日每头需要消化能20.1兆焦耳。

作业：

计算这块草地在5月20〜9月17日（120天）期间对体