資源簡介

高考生物二輪熱點專題2
生物學在農業生產中的應用
輪作、間作和套作
1.輪作
(1)種植模式
在同一塊土地上,有順序地在季節間或年間輪換種植不同的作物或在一年內連續種植超過一熟(茬)作物的種植模式,俗稱換茬或倒茬。
示例:小麥收割后種植玉米。
(2)實際意義
①既能顯著提高土地利用率,同時也延長了有限土地面積的年有效光照時間,從而提高了光能利用率,提高了作物的單位面積年總產量。
②均衡地利用土壤養分。
③改善調節土壤肥力。
④減輕病蟲和雜草危害。
2.間作
(1)種植模式
在同一塊土地上,同時(一茬)有兩種或兩種以上生育季節相近的作物成行或成帶(多行)間隔種植的一種模式。
農耕中通常是將長勢較高的喜陽作物與較矮的喜蔭作物進行搭配,如玉米和大豆間作。
由于間作的兩種農作物有較長的共同生長期,不同作物之間常存在著對陽光、水分、養分等的激烈競爭,因此選擇合適的作物搭配,盡可能降低它們之間的競爭,是間作的關鍵。
(2)實際意義
①增加單位土地的有效光合面積,提高光能利用率。
②合理的間作,可以在作物間產生互補效應,提高土地資源利用率。
3.套種
(1)種植模式
在前季作物生長后期的株行間播種或移栽后季作物的一種種植模式,也稱套作或串種。
(2)實際意義
不僅能階段性地充分利用空間,更重要的是延長了后季作物的生長期,增加了單位土地的有效光照時間,從而增加了光能利用率,提高了年總產量。
(3)間作和套作的區別
共同生長期長短 兩種作物生長季節 意義
間作 長 基本相同 　側重于在空間上集約利用光、熱、水資源
套作 短 不同 　側重于在時間上集約利用光、熱、水資源
1 農業生產中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動,促進作物的生長發育,達到增加產量等目的?；卮鹣铝袉栴}:
(1)合理施肥和灌溉能有效提高農作物的光合作用強度,光合作用強度是指　植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的量　。農田施肥的同時往往需要適當澆水,從礦質元素吸收角度分析,此時澆水的原因是　肥料中的礦質元素只有溶解在水中,才能被作物根系吸收　。
(2)玉米間作小麥,可以增產(注:①間作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的寬窄比例種植不同種類的農作物;②光飽和點是光合速率達到最大值時所需的最低光照強度)。據圖分析,與單作相比,間作時玉米光飽和點　增大　(填“增大”或“減小”),原因是　間作利于通風,二氧化碳供應充分,光合速率提高　。
圖R2-1
[解析] (1)光合作用強度指的是植物在光照下,單位時間、單位面積二氧化碳的吸收量或氧氣的釋放量;農田在施肥的同時往往需要適當澆水,原因是礦質元素必須溶解在水中以離子形式被吸收。(2)由圖可知,與單作相比,間作時玉米的光飽和點增大,因為間作有利于通風,二氧化碳供應充分,光合速率提高。
合理施肥與中耕松土
1.合理施肥能高效提高作物產量
(1)合理施用氮肥:能顯著擴大種植作物的葉片面積,可延長葉片壽命,增加葉綠素含量。同時,合理施用氮肥也能夠延長葉片光合時間,提高光合作用強度,增加光合產物的積累。
(2)合理施用磷肥、鉀肥:能使輸入果實、種子、根、莖等器官的有機物量增多,進而增加產量。
(3)合理施用有機肥料(秸稈、糞尿等):有機肥料經土壤中微生物的分解后,不僅可以釋放出各種礦質養分供作物吸收、利用,還能釋放出二氧化碳保障作物的碳元素持續供應,促進光合作用,提高產量。同時,合理施用有機肥料還可以改良土壤結構,改善土壤水分、溫度、氣體狀況,利于根系的生長和吸收,促進土壤微生物的活動,加速有機物的分解,形成良性循環。
2.中耕松土
(1)定義:是指對土壤進行淺層翻倒、疏松表層土壤。
(2)作用:合理地中耕可疏松表土、增加土壤通氣性、提高地溫,促進好氧微生物活動和養分有效化、去除雜草、促使根系伸展、調節土壤水分狀況。
2 中耕松土是農作物栽培過程中經常使用的一項措施,結合所學的生物學知識進行分析判斷,下列說法不合理的是(　D　)
A.松土可促進根的細胞呼吸,促進農作物對礦質離子的吸收
B.經常松土能促進植物吸收礦質元素,但不利于水土保持
C.松土易造成水土流失,可能成為沙塵暴的一種誘發因素
D.松土可促進土壤中微生物對腐殖質的分解,加速物質和能量的循環利用
[解析] 松土有利于土壤中的空氣流通,提高氧氣量,從而促進根的細胞呼吸,有利于根細胞吸收礦質離子,A正確;松土能促進微生物的分解作用,產生無機鹽和二氧化碳,能促進植物吸收礦質元素,但經常松土不利于水土保持,B正確;松土可能會造成水土流失,容易產生沙塵暴,C正確;松土可以加快分解者的分解作用,加速物質的循環利用,但能量不可循環利用,D錯誤。
3 2020年,我國在聯合國大會上明確提出力爭二氧化碳排放于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。2021年3月,全國兩會上,“碳達峰”“碳中和”被首次寫入政府工作報告。意味著我國更加堅定地貫徹新發展理念構建新發展格局推進產業轉型和升級走上綠色、低碳、循環的發展路徑,實現高質量發展?；卮鹣铝杏嘘P問題:
(1)綠色植物在適宜光照下,葉肉細胞中CO2 的固定和產生場所分別是　葉綠體(基質)　、　線粒體(基質)　。
(2)為促進農作物產量,在農業生產上可以通過　通風或增施農家肥　(答出一點即可)等措施適當增加CO2濃度,提高農作物的光合速率。
(3)松土是我國農業生產中的一項傳統的耕作措施,松土可以增加土壤的透氣性,促進土壤中微生物的　有氧呼吸　,為農作物的生長提供了CO2和無機鹽,但同時也會加劇溫室效應。近些年,農業提倡免耕法,盡量不用或少用松土措施,免耕法有利于　維護碳平衡、水土保持、保持土壤肥力和結構、減少沙塵暴發生等　(答出一點即可)。
[解析] (1)綠色植物在適宜光照下,葉肉細胞通過暗反應固定CO2, 暗反應場所為葉綠體基質;通過有氧呼吸第二階段產生二氧化碳,有氧呼吸第二階段發生在線粒體基質。
(2)農家肥被分解者分解后可為農作物提供二氧化碳等,在農業生產上可以通過通風或增施農家肥等措施適當增加CO2濃度,提高農作物的光合速率。
(3)松土可以增加土壤的透氣性,促進土壤中微生物的有氧呼吸,為農作物的生長提供CO2和無機鹽。免耕法盡量不用或少用松土措施,有利于維護碳平衡(降低土壤有機物分解速率)、水土保持(避免水分過快蒸發)、保持土壤肥力和結構、減少沙塵暴發生(避免產生浮土)等。
生物學在生產實踐中的綜合應用實例
4 夏季大棚種植,人們經常在傍晚這樣做:①延長2小時人工照光,②熄燈后要打開門和所有通風口半小時以上,③關上門和通風口。對于上述做法的生物學原理的分析錯誤的是 (　C　)
A.①延長光照時間可延長光合作用時間,可以提高有機物的制造量
B.②起到降氧、降溫、降濕度的作用,這都對抑制細胞呼吸、減少有機物的消耗有利
C.與①時狀態相比,②③時葉肉細胞中線粒體的功能有所增強
D.③起到積累棚內CO2濃度抑制細胞呼吸的作用,并對下一天的光合作用有利
[解析] ①延長2小時人工照光,可以延長光合作用時間,提高有機物的制造量,提高光合產量,A正確;②熄燈后要打開門和所有通風口半小時以上,可以起到降氧、降溫、降濕度的作用,抑制細胞呼吸,減少有機物的消耗,B正確;與①時的狀態相比,②③時呼吸作用受抑制,葉肉細胞中線粒體的功能有所減弱,C錯誤;③關上門和通風口,棚內CO2濃度隨呼吸作用進行不斷升高,會抑制細胞呼吸,并對下一天的光合作用有利,D正確。
5 糧食問題始終是人類所面臨的基本問題。我們在注意節約糧食的同時,更要發展現代農業,實現糧食的穩產高產?；卮鹨韵掠嘘P農業生產的問題:
(1)合理密植可使大田作物得到良好的通風,進而為作物的光合作用提供充足的　CO2　以有利于其在葉綠體基質中直接生成更多的　三碳化合物　。
(2)在同一塊田地上有順序地在季節間和年度間輪換種植不同作物稱為輪作。比如今年的棉田,明年換種西瓜;今年的瓜田,明年換種大豆。這樣做的理由是　可提高對土壤無機鹽的利用率;可降低發生病蟲害的機會　(答出兩點)。
(3)休耕是指降低農田耕作頻率,如原來一年雙季改為一年單季,休耕是進行土壤肥力恢復的一種種植方式。休耕期間需注意耕地保護和管理,如在休耕期間種植綠豆、田菁等豆科植物作綠肥,不澆水不收獲,下茬作物種植前直接翻耕入土,可以培肥地力,原因是　綠肥作物翻耕入田,其中的有機物可以被土壤中的分解者分解成無機物,從而增強土壤肥力　。選擇種植豆科植物做綠肥的主要原因是　豆科植物與根瘤菌共生,根瘤菌能夠固氮,提高土壤中氮肥的含量　。但休耕縮短了農作物對　光照　利用的時間,會導致當年農作物總收獲量的降低。
[解析] (1)二氧化碳是暗反應的原料,合理密植可使大田作物得到良好的通風,進而為作物的光合作用提供充足的二氧化碳,有利于其在葉綠體基質中與C5結合,直接生成更多的C3。
(2)合理的輪作有很高的生態效益和經濟效益,有利于均衡利用土壤養分和防治病、蟲、草害;能有效地改善土壤的理化性狀,提高對土壤無機鹽的利用率,調節土壤肥力。
(3)綠肥作物翻耕入田,其中的有機物可以被土壤中的分解者分解成無機物,從而增強土壤肥力,故在休耕期間種植綠豆、田菁等豆科植物作綠肥,可以培肥地力;選擇豆科植物做綠肥的主要原因是豆科植物與根瘤菌共生,根瘤菌能夠固氮,提高土壤中氮肥的含量;“農田休耕”縮短了農作物對光照利用的時間,可能導致農田總產量降低。【拓展】 溫室大棚相關問題總結
溫室大棚具有透光、保溫的作用。溫室大棚所用的塑料薄膜應該選用無色透明薄膜,因為無色透明薄膜能吸收各色光譜,和其他各色薄膜相比無色透明薄膜的溫室大棚中光合效率最高;大棚內每天要適時、適量通風,可以起到降溫、排濕的作用,同時維持空氣中必要的二氧化碳濃度。

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