根据草原植物生物学特性和利用特点,建立的实用方便的饲用植物分类体系。通常分为饲用植物和有毒有害植物两大类。饲用植物又可分为禾本科(Gramineae)草类、豆科(Leguminosae)草类、莎草科(Cyperaceae)草类和灯心草科(Juncaceae)草类以及杂类草等。
禾本科草类 属于植物分类学中的禾本科。全世界约有600多属, 10 000多种。在中国除竹类外, 禾本科草类约有170多属,660多种,它是中国天然草原上分布最广,也是最重要的草类。其出现率和丰富度都占有重要地位。在草原植被中,禾本科草可达30%~60%。在草原趋于荒漠化时, 仍占20%~35%。
形态特征 草原植被中的禾本科草类绝大多数为多年生,须根系,大部分分布在地表下30厘米以内。茎圆形,有明显的节,节间中空或实心。叶互生,两行排列,由包于茎秆的叶鞘和狭长的叶片组成,叶片具平行脉。花小形,退化,由1至数小花和基部2个颖片形成小穗,以小穗为单位再排列成圆锥状、穗状或总状等花序。果实为颖果。
生物学特性 禾本科草种子发芽后长出的初生根, 一般生长可维持数周,一旦分蘖节形成并自分蘖节上长出次生根后,初生根即失去作用而死亡。次生根形成禾本科草的永久根,即须根系。禾草的根系一般都较浅,但亦因种类的不同而有差异。在禾本科草类中依其根系在土中生长的深度可分为三种类型:①深根禾草。如无芒雀麦、匍匐冰草、鸭茅等,根深可达1米以上。②浅根禾草。如紫羊茅、草地早熟禾、大看麦娘等,根深在40~50厘米以内。③根系深度中等的禾草。有棱羊茅、猫尾草等, 根深约75~80厘米。
禾草一旦定植, 其根部生长的季节性周期与当地的温度、光照和水分的变化有关。根部生长的温度要求比地上部的低。许多寒温带草种,如鸭茅、草地羊茅、猫尾草,其根部生长从头年12月持续到次年3月,即使在地层结冰时也能生长。根部生长的大部分都集中在春季,在牧草达到其最高生长之前,根部就已经达到其最高生长。根部和地上部分在开花前一起停止生长。
根部生长的周期还取决于根的寿命长短。有些草种,如小糠草、猫尾草、粗茎早熟禾等的根系每年全部更新,新根于秋季开始生长后,老根就开始解体。另一些草种,如冰草、鸭茅和草地早熟禾等,大部分根的机能发挥都在一年以上,每年新生和腐烂根的数量相对较小。不同种的根的寿命有相当大的差异,根部的存活状况受采摘程度的影响极大。
禾草的根、根茎与分蘖节均为贮存养分的器官。这些贮存物以可塑性碳水化合物为主, 例如葡萄糖、蔗糖、果糖、果聚糖和淀粉。有些寒温带的禾草,如草地早熟禾的碳水化合物, 通常在夏末和秋季生长缓慢期间储藏在根部或其他贮藏器官中,当它们生长迅速,特别是在早春或花序发育期间则被大量消耗。草原牧草也有碳水化合物贮藏的相似周期。放牧或刈割除去牧草部分光合作用组织后, 贮藏的养分便立刻由根或其他贮藏器官输送至残留下来的分生组织, 从而长出新的分蘖和叶片。刈牧频繁,可使积累的养分过分损耗,严重影响牧草的再生。
禾草种子萌发后,在初生根伸长的同时,胚轴的上端向上长出胚芽,慢慢钻出地面变成幼芽,以后形成茎秆。所有的新叶和芽组织均自位于茎秆基部包裹在叶鞘内的生长点长出。幼芽向上生长变成幼茎,每一节上生一叶片,营养生长时叶片不断增多,但茎的节间则很短,紧缩,叶鞘和叶片呈簇生状。禾草茎秆的生长点在每一个节间的下部,拔节时期,各节的生长点同时向上长,拔节后节间明显拉长,茎秆的高度迅速增加。多年生禾草有两种茎秆,一种开花,称生殖枝;另 一种不开花,称营养枝。一年生禾草只有生殖枝。有许多禾草生有匍匐在地面的茎,其节着地向下生根,向上生茎,逐渐形成独立的植株,狗牙根、草地早熟禾等都具有匍匐茎。还有许多禾草如小糠草、无芒雀麦等生有地下茎,因而侵占性较强,长成后能经久不衰。就禾草茎的高低和着生叶片数量的多少可分为二种类型,即下繁草、上繁草和半上繁草 (见牧草株丛类型)。
多年生禾草茎开始发育时, 在地面附近形成第一个节谓之分蘖节。分蘖节上的芽发育成分枝谓之分蘖。分蘖有一定的次序, 从主茎上长出的分蘖是第一次分蘖,第 一次分蘖上又可长出第二次分蘖,如环境条件良好又可从第二次分蘖上形成第三次分蘖。按次序发育的结果,就在一个株本上发生许多分蘖形成株丛,按分蘖方式可以将多年生禾草分成多种类型 (见草原植物分蘖类型)。
根据牧草生长发育的速度和寿命, 多年生禾草可分为三类:①短寿牧草,平均寿命为3年;②中寿牧草,平均寿命为5~6年;③长寿牧草,平均寿命一般在10年以上。草原牧草大部分属长寿牧草,如草地早熟禾、紫羊茅、冰草等。
利用价值 大多数禾本科草类的饲用价值高, 富含碳水化合物,蛋白质含量较豆科牧草低,在干物质中粗蛋白质的含量在10%~15%之间。禾本科草的适口性好,用于放牧或调制干草,家畜都喜食,不喜食或不食的禾本科草较少。它们特别有价值的特性是调制干草和运输时叶子不易脱落, 长期贮存也不致产生许多草末,不易霉烂。另一特性是耐牧性强,有较强的再生力。所以在大群草食动物繁衍的地方,都有大量的禾本科草类生长, 否则不能抵抗大群草食动物的牧食与践踏。
多年生禾草根丛密, 分蘖形成的株丛覆盖地面可以保护表土,因而在保持水土、绿化、保护环境中具有重大的作用。
豆科草类 豆科是植物界第3大科, 共约500多属,12000多种。中国目前大约有130属,1000种以上。在天然草原上,豆科草的分布很广泛,但所占比重不大,对天然草地植被组成所起的作用次于禾本科、菊科和莎草科草, 只有少数种可以成为群落的优势种或亚优势种,如草甸草原中的山野豌豆,干草原上的锦鸡儿。
形态特征 豆科牧草的根为直根系。主根粗壮,能分生较长的支根,向四周扩展。根上常有根瘤,根瘤内的根瘤菌能固定空气中的氮素。豆科草的茎大多为草质,少数为革质。茎一般圆形,亦有具棱角或近似方形的,一般光滑、有毛或有刺,空心或实心有髓。叶通常互生,稀对生,分为三出复叶和羽状复叶两类,稀为单叶。花不整齐,两性,蝶形,花瓣5。由小花形成总状或圆锥花序, 花序腋生或单生。果实为荚果。
豆科草的根系一般较禾本科草为深,支根则较少,根深达1. 5~2. 5米左右,有时可达10多米,因种类和环境而异。浅根性的豆科草如白三叶,根系主要分布在40~50厘米深的土层中,个别可达1米左右; 深根性的豆科草,如百脉根属的种、黄花苜蓿,根系的支根分布在2米深的土层中,主根入土达10米以上。大多数豆科草的根系介于上述二者之间, 具有大量深度在0.5~0.75米之间的支根和深达1.5~2米的主根,黄芪属的根系属此类。
生物学特性 豆科草种子萌发时,子叶先出土,此时营异养生长。真叶长出后就行自养生长,植株不断长大,且茎能从叶腋处生出一些短的、无茎的、由叶簇组成的嫩枝,以及长而分枝具有花序的枝(即生殖枝),除了这两种枝条外, 还能形成 一种长而不具有花序的枝(营养枝)。豆科草茎枝的生长,上部快而下部慢,基部只增粗而很少增长。豆科草的分蘖发生在根颈附近,长出的各个嫩枝或茎能分枝。根颈系指根的顶端和茎相接的膨大部分。根据分蘖的方式,将豆科草分为:①丛生型。如紫花苜蓿、小角百脉根、岩黄芪属等。②根茎型。如广布野豌豆、山黧豆属的一些种。③根蘖型。如羊柴(塔落岩黄芪)等类型。豆科草生长年限可分一二年生和多年生两类;草原中的豆科草以多年生为主,多年生豆科草又分两类:①寿命中等的为3~6年,如黄花苜蓿、紫花苜蓿等;②寿命长的,在10年以上,如白三叶、山黧豆属的许多种。
利用价值 豆科草虽在天然草原上所占比重不大,但与其他各种植物比较,它的营养成分中富含蛋白质,钙质、胡萝卜素的含量也比禾本科草为多。豆科草的适口性较高,草质优良,尤以叶片及幼茎为最佳。利用青绿的豆科草饲喂家畜时,较易使家畜发生臌胀病。大多数豆科草的开花期很长, 营养物质的降低没有禾本科草迅速。豆科草的耐牧性一般不如禾本科草,但白三叶等适于放牧, 耐牧性较强。
豆科草在调制干草时,最困难的是干燥不匀,且叶子易脱落。在调制青贮料时,常因豆科草含蛋白质较多而碳水化合物较少,产生的乳酸少而易腐臭导致失败,故须采用特种调制法。豆科草根部有根瘤,借根瘤菌的作用,不仅其本身可以利用空气中游离氮,且能增加土壤中的氮素, 供其他植物利用。
莎草科和灯心草科草类 属于植物分类学中的莎草科和灯心草科,也称类禾草。以前称它们为“酸性禾科草类”,现已很少使用。莎草科大约有80多属, 4 000多种,广布于世界各地。中国约有30多属,500多种,多生于潮湿或沼泽地带,在低湿草甸以及高山、亚高山草甸中都有莎草科植物为建群种,其中分布最广、饲用价值最大的是苔草属和蒿草属。灯心草科有9属, 约300种, 多分布于温带和寒带。中国有2属, 约70多种,几乎遍布全国,多生长于沼泽及水湿处,本科多数种家畜不食或不喜采食。
形态特征 莎草科为一年生或多年生草本, 常簇生或有根茎。茎紧实或中空,通常为三棱形,稀为圆形,无节。叶互生,单叶,簇生或密生于茎基部,常排列为三纵列;叶片狭长;叶鞘通常结合成管状而包于茎外。花小,花被缺如,两性或单性,排列为小穗,更集为穗状,头状或圆锥花序。果实为瘦果。灯心草科为多年生或一年生草本。具根状茎,茎直立,通常不分枝。叶条形或丝状,基部具鞘,大部基生成丛,有时叶片退化仅存叶鞘。花两性,如为单性则雌雄异株;花被片6,排列为两轮,每轮3片。花序圆锥状、伞房状或头状。果实为蒴果。
利用价值 一般莎草科植物含钙和磷较少, 含糖也较低,缺乏芳香物质,味淡薄,适口性差。喜水的高大莎草科草类, 牲畜多不采食。
苔属是莎草科最大的一属,约包括1 000多种,中国约产250种。分布很广,尤其在中国西藏高原的草地以及高山、亚高山草甸中占的比重很大,是重要的饲用植物。苔属草类的营养价值大致与禾本科草相似,特别在开花结子以前,营养价值不次于禾本科草。苔属有许多种春季萌发很早, 能使家畜在春季营养贫乏的情况下,早日吃上青草,恢复体况。因此,苔属草类在早春提供家畜饲草满足其营养需要上有重要意义。这类草比较耐牧,再生性很强。但产草量不高,春季很早就开花结实,多数种在开花结实后,茎叶的细胞壁中充满了二氧化硅,消化率下降,适口性降低。苔草属常见的牧草有寸草苔 (羊胡子草)、突脉苔草和囊果苔草等。
嵩草属约有40余种,中国约30多种。是高寒草甸的典型植物, 是中国西北部高山草甸和青藏高原高寒草甸、沼泽草甸的建群草类。蒿草属牧草蛋白质含量高,适口性良好,耐践踏,耐牧性强,是牦牛和藏羊的优等牧草。常见种类有高山嵩草、西藏嵩草和甘肃嵩草等。
杂类草草类 天然草原中除禾本科、豆科、莎草科牧草以外其他各种草类如菊科 (Compositae)、藜科(Chenopodiaceae)、百合科 (Liliaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、蓼科(Polygonaceae)、伞形科(Umbelli-ferae)、唇形科 (Labiatae) 等, 统称为杂类草。在天然草原上, 杂草类占有很大比重, 一般约占10%~60%或更多。如菊科的蒿属植物在干草原,藜科植物在荒漠草原中常能成为建群种。杂类草包括的种类很多,对自然条件有多方面的适应性,分布地域极广,其饲用价值因种类不同,悬殊极大。有些种含有丰富的营养物质,在饲用上有特殊价值。例如,菊科中蒿属的许多种,蛋白质和油脂的含量均较多, 为牧区秋季的主要育肥牧草。百合科葱属中的许多种,粗蛋白质和硫的含量都较高,不次于豆科牧草,牛、羊喜食,是良好的催肥饲料。山地草甸、荒漠草原中的蓼科植物以及荒漠地区的藜科植物,营养价值都高于禾本科草,是早春和秋季的抓膘牧草。但无论放牧或刈割干草,杂类草都不及禾本科和豆科草。有许多种杂类草家畜不吃,有些种只在一定的时间内,如春季或晚秋,才为家畜采食。尤其是调制干草时,杂类草的茎叶容易破碎凋落,价值更低。杂类草分布广泛,在天然草原上,占有相当大的数量,有些种在春季萌发较早,能提供早春放牧的青绿饲草。在中国目前天然草地仍以放牧利用为主, 杂类草具有重大的经济意义。
有毒有害植物 在天然草原上, 除了可供家畜利用的饲用植物以外,常混生一些家畜不食和不愿食的,有时甚至是对家畜有毒有害的植物。草原上出现有毒有害植物,除它们适应生态条件的因素外,主要是由于放牧利用不合理,草地管理不善所形成。它们不仅占据草地面积, 消耗土壤水分和养分, 排挤优良牧草的生长,使草地产量和质量都下降,且当其数量多时,常给畜牧业生产造成危害。因此,防除毒害草是培育改良草地的一项重要任务 (见草原有毒有害植物)。