本站原创摘 要根据草资源学在华南农业大学草业科学专业开设以来的经验与体会,概括总结了草资源及草资源学的概念及含义.指出了草资源分类目前所面临的困境及在植物名称使用方面的不规范和混乱现象.同时,就草资源学教学体系的建立、教学方法改革、有关花序新概念的提炼总结,及在教学中需要重视和强调的教学内容进行了探讨,强调了实践教学在草资源学教学中的重要性.
关 键 词草业科学；草资源学；必要性；教学体会
中图分类号G642.0文献标识码A文章编号1007-5739（2012）03-0042-03
NecessityandTeachingExperienceofOfferingGrassResourceScienceCourseforGrasslandScienceSpecialty
XIEXin-mingZHANGXiang-qianJIANGYuanDONGZhao-xia*
（DepartmentofGrasslandScience,CollegeofAgriculture,SouthChinaAgricultureUniversity,GuangzhouGuangdong510642）
AbstractAccordingtotheteachingexperienceromGrassResourcesScienceingrasslandsciencemajorofSouthChinaAgriculturalUniversity,theconceptsandimplicationsof′grassresources′and′grassresourcescience′weresummarized.Itwaspointedoutthatthereweresomedifficultiesingrassresourceclassificationandtheconfusionsintheuseofplantname.Meanwhile,theanalysisanddiscussions,involvingtheestablishmentofteachingsystem,theteachingmethodreformation,thenewinflorescenceconcept,andtheimportantteachingcontentwereconducted.Finally,theimportanceofpracticalteachingwasemphasizedintheprocessofteachingthiscourse.
Keywordsgrasslandscience；grassresourcescience；necessity；teachingexperience
草资源是草地生态系统中植物群落的主体,是初级生产者,可不断地生长、繁殖和更新,具有再利用的特点.其可通过家畜、家禽转化成畜禽产品,来满足人类物质生活的需要,是发展畜牧业的基础.草资源中蕴藏着丰富的优良抗逆性基因,是人类引种驯化和培育优良品种的天然基因库,可为一些作物提供有用的抗逆基因.在实施可持续发展的战略中,草资源也具有不可替代的作用,如水土保持、污水治理、路坡边坡绿化、采石矿及金属矿尾矿的植被恢复,都离不开草资源的参与.随着物质文明的提高,人类的精神需求也日益提高.草地度检测旅游,居所环境绿化、美化,高尔夫球场、滑草场、足球场、跑马场等运动场所都离不开优质美观的草种资源.可见,草资源对人类的生产和生活具有重要影响.
1草资源和草资源学的概念
广义地讲,草资源包括牧草（饲用植物,包括饲用作物）、草坪草、药草（草本药用植物）和观赏草等草本植物,以及具有相应应用价值的小灌木、灌木、藤本和小乔木[1].狭义地讲,主要指牧草、草坪草和用于植被恢复、公路边坡防护、污水治理和重金属污染治理的草本植物以及具有相应价值和功能的灌木、藤本和小乔木等.其共同特点是以利用营养体为主体,而不考虑或不强调其的利用价值[2].就中国的饲用植物而言,涉及的植物种类多达5门、246科、1545属、6704种[3].但对人类影响最大、经济价值最高且具有重要生态学和遗传学价值的草资源则主要集中在禾本科和豆科,其次为莎草科、菊科、藜科、百合科、蔷薇科、十字花科、蓼科、伞形科、唇形科和石竹科等的一些植物.
“草资源”如同“植物资源”,是一种传统的称谓方式,随着现代生物学和遗传学的发展,人们认识到任何一种生物都存在广泛的遗传多样性,这种多样性不仅存在于种内居群间,也存在于居群内个体间；不仅存在于品种间,也存在于品系或株系间.可以说任何一个植株都是一个独特的基因库（genepool）.因此,目前国际上大都将“植物资源”改称为“植物种质资源”,同样也可将“草资源”改称“草种质资源”.
种质资源（germpla）又称遗传资源（geicresources）,所谓种质是指亲代传给子代的遗传物质,因而种质资源就是指具有不同种质（遗传物质）的可供研究利用的各种植物、植物类型和任何有遗传差异的突变体[4].其中,植物类型包括自然变异类型,如亚种、变种、变型等,也包括人工创造的植物类型,如组培植物、细胞融合植物、转基因植物、种间杂交植物、辐射诱变植物、染色体加倍植物等品种（系）；突变体包括器官突变体、组织水平突变体和细胞突变体等.因此,草资源和草种质资源的概念既联系密切,又有所区别.
草资源学是研究草资源的种类、生境、分布、数量、品质特性及经济用途的科学[2].种类是指植物物种乃至品种的分类地位、隶属的分类群及相互间的亲缘关系,也包括其形态特征描述和正确的生物发生学命名系统,也就是林奈的生物命名的双名法.生境是指植物生活地域的环境,包括必需的生存条件和其他对植物本身起作用的生态因素,例如平原、山坡、沟谷、水边、路旁、草地、林间、林缘等.数量通常是指草资源的种类数量,也包括各草种资源所隶属的科和属的数量.品质特性所包含的内容比较广泛,如蛋白质、纤维素、脂肪、糖类、维生素、矿物质、木质素等化学成分的含量,以及生育期特性、遗传特性、生理生化特性、抗逆性等内容.经济用途包括农业用、工业用、畜牧业用、药用、运动产业用、民间利用等,其内容也十分广泛.
2草业科学专业开设草资源学的必要性
许多人对这些资源知之甚少,甚至草业科学专业的学生也不甚了解,或者仅知道为数不多的一些常用的草种.在中国的传统文化中对草类植物也往往存在一些错误的认识,在许多文学词汇中赋予“草”以贬义,用来形容那些粗糙、低俗甚至被鄙视、践踏的人、事和行为,如“草稿”、“草图”、“草民”、“草鄙”、“草菅人命”、“草台班子”等.因此,作为草业科学专业的学生应该也必须了解草资源对人类的重要性,了解主要草资源的种类、分布、品质特性和经济用途.中国工程院院士任继周教授曾在《草业科学》（2006年）撰文指出：“我们热切盼望饲用植物的新人茁壮成长.不幸的是在我国出现了横扫一切的‘高新’之风,属于‘非高新技术’的植物分类学于是难得立锥之地.分类学家中的年长者在萎缩中不断谢世,中年者在无奈中一一退休,青年者则另寻门路,纷纷转向、改行.现在植物分类和饲用植物分类不是青黄不接,而是完全断档了.一旦我们失去了从植物外形来认识植物的本领,以后我们来到草原上怎么工作?失去了植物分类,无异斩断了饲用植物的命脉.我们呼吁,我国各级有关领导,各个草业科学院所,力所能及地分出一点滋养,救救植物分类学的教学和研究,千万别再回到“本草”时代去了.”[5]因此,在草业科学专业开设这样的以植物分类为基础的草资源学课程是相当必要的.
草资源学是华南农业大学草业科学专业的特色课程,既是本科生的专业必修课也是研究生的专业学位课,已有6年的开设历史.从目前来看,我国设有草业科学本、专科专业的院校有30所[6],除华南农业大学外尚无其他院校开设该课程.从植物分类与识别的角度来说,一些学校开设有植物分类学,一些学校仅在植物学这门课程内介绍一些植物分类学的知识,真正有关草资源分类学的知识却很少涉及.因此,导致草业科学专业的学生,乃至研究生甚至某些教师和研究人员,在草种识别、学名使用、材料交换等方面出现了许多问题.
在汉语植物名称间存在许多同名异物、异名同物现象,例如叫“蜈蚣草”的植物多达9种之多,但它们分属9个不同的科属,分别为禾本科检测俭草属（蜈蚣草Eremochloacili-aris（L.）Merr.）、菊科蓍草属（蓍草AchilleaalpinaL.）、千屈菜科的千屈菜属（千屈菜LythrumsalicariaL.）、玄参科婆婆纳属（水蔓青VeronicalinariifoliaPall.exLink）、茜草科耳草属（金毛耳草Hedyotischrysotricha（Palib.）Merr.）、兰科毛兰属（指叶毛兰EriapanneaLindl.）、凤尾蕨科凤尾蕨属（蜈蚣草PterisvittataL.）、肾蕨科肾蕨属（肾蕨Nephrolepiscordifolia（L.）Presl.）、鳞毛蕨科耳蕨属（对生耳蕨Polystichumdeltodon（Bak.）Diels.）,这属于同名异物[7].再如,狗牙根（Cynodondactylon（L.）Pers.）,又名铁线草、绊根草、爬根草、爬草、钱丝草、地板根、百慕大草、行仪芝、蟋蟀草,这属于异名同物[8].因此,在科学交流中,如果仅使用汉语名称往往会造成理解的混乱.拉丁学名是由属名和种加词2个字所构成,可以反映该物种的隶属和亲缘关系,而许多汉语名称,特别是俗名和地方名往往不具备这样的特点.例如,在南方农田及草坪有1种极常见的杂草,民间俗称水花生,笔者首次听到此名时误认为是豆科花生属（Arachis）植物,其实是苋科莲子草属（Al-ternanthera）的空心莲子草（A.philoxeroides（Mart.）Griseb.）.可见,准确使用拉丁学名在草业科学研究中相当重要.
不仅民间如此,在许多学术论文中也经常看到植物名称使用不规范现象,以及错误拼写的拉丁学名,这在草业科学类学报及专著中屡见不鲜[8],因为无论是论文作者还是学报编辑都不习惯使用拉丁学名或对其根本就不熟悉.这就需要通过草资源的学习来强化对拉丁学名的认识.
3草资源学教学体会
3.1教学体系构建
草资源学是一门全新的课程,在过去几年的教学中缺乏可选用的教材.在起初的教学中,主要依据作者读研究生期间的油印课本《禾本科植物学》为基础来开展教学,同时也参考其他一些涉及牧草及草坪草的书志.在6年的教学过程中几乎年年都在对讲义进行修改和完善,最终于2009年编著出版了《草资源学》教材[2],此时的教学及教材体系才趋于完善.该教材共分7章,内容涉及草资源的概念,中国草资源的研究历史、类型划分及区系组成,牧草及草坪草资源的评价与保护,禾本科、豆科、莎草科及其他科杂类草资源的识别要点、分布、品质特性和经济用途等.课堂教学也主要围绕这些内容展开,其中以禾本科、豆科、莎草科及其他科杂类草资源的识别要点、分布、品质特性和经济用途等为重点教学内容.本科生教学为40学时,其中实验课12学时；研究生教学为60学时,实验课15学时；另有1周的野外实习.
3.2强调拉丁学名的识别与记忆
植物拉丁学名是全世界唯一通用的名称体系,因此在教学中特别强调拉丁属名及种名的识别与记忆,每当介绍到植物属时,总要先剖析拉丁名的来源、构成、含义,以便学生记忆.例如,冰草属Agropyron,来源于希腊文,其中“agros”表示“野生”,“pyros”表示“小麦”,因此Agropyron的原意为“野生小麦”,同时也向学生讲解“agro-”的英文前缀表示“土壤、农业、田野”之意,这样剖析后,既提高了学生的学习兴趣和英文单词识别能力,又指出了冰草属与小麦属（Triticum）之间的亲缘关系.当然也有资料将Agropyron解释为生于麦田之野草[9].同样,剪股颖属Agrostis,来源于希腊文,意为“禾草”,并将这个词与英文单词agrostology（草本学,禾草学）及agrostologist（禾草学家）相联系,这样可不断扩充学生的词汇量.有些植物的拉丁学名与其汉语名称也是相对应的,如三叶草属Trifolium,“tri-”的拉丁文含义为“三”,“folium”的拉丁文含义为“叶片”,同时告诉学生“tri-”也是许多英文单词的前缀,如triacid（三（酸）价的）、triangular（三角形的）、triaxial（三轴的,三维的）、tricar（三轮汽车）、trichloride（三氯化物）、trichord（三弦乐器,三弦琴）、tricolor（三基色,三原色）、tricycle（三轮车）等.通过多年的尝试,取得了很好的教学效果,也得到了学生的一致好评.
3.3突出花序及小穗在禾本科及莎草科植物识别中的重要性
禾本科与莎草科植物不像豆科等其他被子植物那样具有大而鲜艳的花朵.在具有大型花朵的植物中,首先映入人们眼帘的是美丽的花朵,因此在对这些植物分类时,首先采用的是花部特征.对于禾本科及莎草科植物来说,首先被人们所看到的是其花序,因此加强花序特征的识别就显得尤为重要.在目前所有的书著中,对禾草花序描述都比较模糊或不准确,缺乏统一的花序分类标准和可明确掌握的定义,因此给学生讲授时就变得十分困难.例如,对于金茅属（Eulalia）花序的描述通常为：总状花序数枚呈指状排列于秆顶.而此处的“总状花序”其穗轴的每节上着生有2枚小穗,其中1枚无柄,1枚有柄,这不符合总状花序的定义（穗轴的每1节上只着生1枚具柄小穗为总状花序）,同时也不属于穗状花序（穗轴的每1节上着生1至数枚无柄小穗所形成的花序为穗状花序）,为此笔者将其定义为“穗总状花序”.为了简单明了,也将金茅属的花序创造性地称为“穗总状分枝式的指状排列花序”.基于这一思路,笔者将禾草的花序总结为11类,即总状花序；穗状花序；圆锥花序；穗总状花序；总状分枝式的总状排列花序,如千金子属（Leptochloa）；穗状分枝式的总状排列花序,如野牛草（Buchloedacty-loides）；总状分枝式的指状排列花序,如马唐属（Digitaria）；穗状分枝式的指状排列花序,如狗牙根属；穗总状分枝式的总状排列花序,如孔颖草属（Bothriochloa）；穗总状分枝式的圆锥状排列花序,如高粱属（Shum）；穗总状分枝式的指状排列花序,如金茅属；其中第5～11类属于复合型花序,是笔者在研究他人书著的基础上总结出的新类型.这样归类的结果,十分有利于学生的理解和记忆.但需要说明的是,禾本科植物的花序构成十分复杂,这样的总结还远不能概括所有的花序类型,需要在今后的教学中不断进行补充.
3.4充分理清各分类群之间的亲缘关系
理清各分类群之间的亲缘关系对牧草及草坪草的育种及遗传多样性研究极为重要.在玉米、谷子、小麦、水稻等作物中,玉米与谷子亲缘关系最近,这由它们的分类地位和隶属关系所决定.玉米和谷子同属黍亚科,小麦隶属于早熟禾亚科,而水稻属于最原始的稻亚科.在牧草及草坪草的基因克隆、SSR引物开发等分子生物学研究中,搞清楚它们与水稻、玉米或小麦等作物之间的亲缘关系,也可大大提高其研究效率和试验的成功率,因为在GenBank中已有大量水稻、玉米和小麦的DNA信息.这些亲缘关系的知识就需要在草资源学的教学中加以阐明,这在一般的植物分类学课本中未涉及到.
3.5重视教学方法改进,加强实践教学
草资源是一门以植物分类为核心内容的基础理论课.由于其内容复杂、知识枯燥、形式单调,成了一门“教师讲授起来无劲、学生学起来无趣”的课程.为了提高该门课的教学效果,通常采用如下教学方法.一是增加当地乡土植物的教学课时数,利用该地区人们熟悉的植物作为代表加以描述.注重直观教学,直接进行现场教学,把学习的课堂由狭小的教室延伸到广阔的自然空间；在不能进行现场教学的情况下,会在上课的前一天采集一些第2天讲课用的植物.利用多媒体课件把植物的一些特点充分地表达出来,便于学习理解、掌握.由于它具有图文并茂、动感性强、信息量大等特点,因而大大弥补了语言描述上的不足.二是开展野外实习[10-11].野外实习是草资源学教学中的一个重要环节.因此,开设草资源学课程时一定要设置教学实习环节,在实习中不仅让学生认识植物,同时还要求他们学会使用检索表,并能自行编制简单的检索表.实习时,积极引导学生抓住植物的主要特征,找出解决问题的主要办法.例如,在讲解牛筋草（Eleusineindica（L.）Gaertn.）时要告诉学生之所以有这样的称谓,是因为这种植物纤维发达、茎秆韧性强、不易掘断.同时,人们喜欢用其纤维挑逗蟋蟀,因此又称为“蟋蟀草”.另外,该种植物还具有许多其他禾草所不具有的特征,即其叶鞘两侧压扁而具脊.这样,学生在教师的指导下和自己亲身感受后,会牢牢地记住这种植物.在这一环节,要充分利用校园、农场、植物园以及附近山地的植物资源,帮助学生认识身边常见的植物种类,以加深其对课堂知识的理解.鼓励学生课余采集和制作标本,鉴定植物种类.学生在野外实习和室内工作中获得的实践知识,也会对将来从事生产和科学研究产生积极作用.
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