草原生态化学 课程教学大纲

课程名称：草原生态化学

所属专业：草业科学

课程性质：专业基础课

学分：2.5

1.课程简介

草原生态化学是以草地农业生态系统的界面理论为依据,研究土壤-牧草、草地-家畜界面过程中元素的吸收、利用和转化的规律及其相互关系,以及整个草地生态系统物质循环与能量流通过程的一门学科，旨在实现草地农业生态系统中物质与能量的高效利用。该课程包括理论课和实验课两部分，其实验课时占整个学时数的2/3。

2.教学目标与任务

使学生了解和掌握土壤-牧草、草地-家畜各界面过程中矿物元素吸收、运转和循环的过程以及能量的转化规律；了解和掌握草地生态系统中营养元素的作用和功能及影响其在各界面转化的因素；掌握草地生态系统中营养元素及能量转化过程的基本研究方法。

3.先修课与后续相关课程

草原生态化学课程的开设是以分析化学、生物化学、植物生理学、普通畜牧学、土壤学等课程为基础，以牧草栽培学、草地培育学和草地资源调查与规划等为后续相关课程。

1.教材

.任继周主编，全国高等农业院校试用教材，草原生态化学..高等教育出版社，1985．

甘肃农业大学主编，草原生态化学实验指导书.农业出版社，1987。

2.主要参考书

1、David C. Whitehead. Nutrient Elements In Grassland Soil-Plant-Animal Relationships, CABI Publishing, 2000。

2、Robert W. Sterner and James J. Elser. Ecological Stoichiometry: The Biology of Elements from Molecules to the Biosphere. Princeton University Press. 2002。

3、Horst Marschner.Mineral nutrition of higher plants.. Academic Pres.1995.

4、Henry F. Howe and Lynn C. Westley. Ecological relationships of plants and animals. Oxford University Press. 1990.

第一章  绪论

第一节  草原生态化学的涵义

第二节  草原生态化学的发展

第三节  草原生态化学研究的范畴与研究方法

（一）教学方法与学时分配：讲授，1学时

（二）内容及基本要求：

主要内容：介绍草原生态化学的涵义及课程发展概况、研究内容及研究方法。

【重点掌握】草原生态化学的涵义

【掌握】草原生态化学的研究内容与研究方法

【了解】草原生态化学学科发展概况

 

第二章 草地生态系统中的营养元素与循环

第一节  大气和土壤中的营养元素

第二节  植物和动物中的营养元素

第三节  草地生态系统中的营养元素循环与调节

（一）教学方法与学时分配：讲授，3学时

（二）内容及基本要求：

主要内容：介绍土壤与大气中元素的含量与分布规律；动、植物体必需营养元素的种类及含量特征；草地生态系统中营养元素循环的特点及调节过程。

【重点掌握】生物富集、周转率的概念；生物必需元素的判定标准、常量元素与微量元素的划分原则；草地生态系统中营养元素循环的特点及基本类型。

【掌握】土壤与大气中元素的含量与分布规律；动、植物体必需营养元素的种类及含量特征；草地生态系统中营养元素平衡的概念及研究方法。

 

第三章  土壤-牧草系统营养物质的吸收与利用 

第一节  土壤营养元素的植物有效性

第二节  牧草对营养物质的吸收及影响因素

第三节  牧草中营养元素的化学特征

第四节  影响牧草营养元素含量的因素

（一）教学方法与学时分配：讲授，8学时

（二）内容及基本要求：

主要内容：介绍植物有效养分的概念；植物根际化学、物理和生物学的一些特性及其影响根际环境的因素；植物对养分的吸收过程、影响根系吸收营养物质的因素和影响牧草营养元素含量的主要因素；牧草对元素的生物吸收系列及我国不同草地类型牧草营养元素的化学特征。

【重点掌握】植物有效养分的概念；植物对养分的吸收过程、影响根系吸收营养物质的因素和影响牧草营养元素含量的主要因素。

【掌握】植物根际化学、物理和生物学的一些特性及其影响根际环境的因素。

【了解】牧草对元素的生物吸收系列及我国不同草地类型牧草营养元素的化学特征。

 

第四章  草地—家畜系统的营养元素

第一节  草食动物对营养元素的需要与调节

第二节  动物体内营养元素生物有效性的评定方法

第三节  放牧家畜对草地的影响

（一）教学方法与学时分配：讲授，4学时

（二）内容及基本要求：

主要内容：介绍动物对营养元素的吸收途径及对营养元素需求的生理调节机制；营养元素生物有效性的评定方法；家畜粪便及采食行为对草地土壤、植物生长发育及生物群落特征的影响。

【重点掌握】补偿性生长的概念；动物对营养元素的吸收途径及对营养元素需求的生理调节机制。

【掌握】营养元素生物有效性的评定方法。

【了解】家畜粪便及采食行为对草地土壤、植物生长发育及生物群落特征的影响。

 

第五章 草地生态系统中碳素固定与能量转化

第一节  初级生产阶段碳的固定与能量转化

第二节  次级生产阶段的碳的利用与能量转化

第三节  草地生态系统中碳素的循环过程及其调控因子

（一）教学方法与学时分配：讲授，6学时

（二）内容及基本要求：

主要内容：介绍初级和次级生产阶段碳和能量的固定与转化过程；草地生态系统中碳素的循环过程及其调控因子。

【重点掌握】总初级生产力、净初级生产力、碳源汇、能量转化效率的概念；草地生态系统碳素及能量平衡的测定技术及计算方法。

【掌握】草地生态系统碳素及能量平衡的影响因素及其调控过程

【了解】 全球气候变化对草地生态系统碳素平衡的影响过程。

 

第六章 草地生态系统氮素转化与利用

第一节 土壤-牧草界面氮素转化过程及其影响因素

第二节 牧草-家畜界面氮素转化过程及其影响因素

第三节 草地生态系统的氮素循环与平衡

（一）教学方法与学时分配：讲授，2学时

（二）内容及基本要求：

主要内容：介绍土壤-牧草界面、草地-家畜界面氮素转化过程及其影响因素；草地生态系统中氮素的循环过程及其调控因子。

【重点掌握】：硝化、反硝化的概念；草地生态系统氮过程及其氮素平衡的测定技术及计算方法。

【掌握】草地生态系统氮素平衡的影响因素及其调控过程

【了解】氮沉降对草地生态系统结构与功能的影响。

 

第七章 草地生态系统中的大量元素

第一节  草地生态系统磷的转化与利用

第二节    草地生态系统硫的转化与利用

第三节    草地生态系统钾的转化与利用

第四节    草地生态系统钙的转化与利用

第五节    草地生态系统镁的转化与利用

第六节    草地生态系统钠的转化与利用

第七节  草地生态系统氯的转化与利用

（一）教学方法与学时分配：自学，0学时

（二）内容及基本要求：

主要内容：介绍元素磷、硫、钾、钙、镁、钠、氯在牧草和家畜体中的生理功能及调节机制；土壤-牧草界面和草地-家畜界面磷、硫、钾、钙、镁、钠和氯元素的转化过程及其影响因素。

【掌握】：土壤-牧草界面和草地-家畜界面磷、硫、钾、钙、镁、钠和氯元素的转化过程及其影响因素。

【了解】：元素磷、硫、钾、钙、镁、钠、氯在牧草和家畜体中的生理功能及调节机制。

 

第八章 草地生态系统中的微量元素

第一节  草地生态系统铁的转化与利用

第二节  草地生态系统锰的转化与利用

第三节  草地生态系统铜的转化与利用

第四节  草地生态系统锌的转化与利用

第五节  草地生态系统硒的转化与利用

第六节  草地生态系统硼的转化与利用

第七节  草地生态系统氟的转化与利用

第八节  草地生态系统碘的转化与利用

（一）教学方法与学时分配：自学，0学时

（二）内容及基本要求：

主要内容：介绍元素铁、锰、铜、锌、硒、硼、氟和碘在牧草和家畜体中的生理功能及调节机制；土壤-牧草界面和草地-家畜界面铁、锰、铜、锌、硒、硼、氟和碘元素的转化过程及其影响因素。

【掌握】：土壤-牧草界面、草地-家畜界面铁、锰、铜、锌、硒、硼、氟和碘元素的转化过程及其影响因素。

【了解】：元素铁、锰、铜、锌、硒、硼、氟、碘在牧草和家畜体中的生理功能及调节机制。

 

实验一  家畜饲喂试验

实验二  家畜摄取总能的测定

实验三  饲草消化能的测定与代谢能的计算

实验四  饲草净能的测定

实验五  草—畜系统氮转化率的测定

实验六  草—畜系统磷流的测定

（一）教学方法与学时分配：见表1

备注：总学时为60学时，包括草原生态化学实验48学时和动物营养学实验12学时。

（二）内容及基本要求：

主要内容：草原生态化学实验是配合草原生态化学的课堂教学，并与动物营养学实验合开，统一设计了系列综合性实验，力求体现实验的系统性与综合性，培养学生的综合能力。其主要使学生了解和掌握草-畜系统营养元素、能量转化过程的基本研究方法和实验技能;加深对土壤—牧草、草地—家畜各界面过程中营养物质的吸收、运转等内容的理解。

【重点掌握】：草—畜系统能量和营养元素转化过程的基本研究方法。

【掌握】：牧草、粪和尿中氮、磷等元素的测定原理及方法；牧草和粪样中粗纤维、粗脂肪、热值等的测定原理及方法。

 

 

                                      制定人：傅华 、牛得草、吴彩霞

审定人：

批准人：

日  期：