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利用生物学原理解决农业增产问题
安徽省巢湖春晖学校生物组
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导引:中国这样一个接近15亿人的发展中大国,粮食一直是“天字第一号”的大问题。中国科学院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平是杂交水稻育种的开拓者,在为我国和世界解决粮食安全问题上做出了卓越的贡献。近两年国际粮价大涨,世界粮食储备降到了30年来的最低点,特别是由于战争,进一步诱发多个国家的粮食危机,甚至损害了经济增长并危及政治安全,在这种背景下,中国对粮食安全的担忧大为增加。
命题点有:控制影响作物光合作用和细胞呼吸的环境因素(光照、二氧化碳、水、肥、矿质元素、轮作、间作、补光调温)、先进的育种技术、植物生长调节剂、科学防治害虫提高作物产量。
一、水分
1、相关的农谚
有收无收在于水,收多收少在于肥。
春雨贵如油,点滴无白流。
追肥在雨前,一夜长一拳。
2、灌溉时间(合理灌溉)
(1)施肥后浇水
(2)夏季傍晚浇水
(3)干旱或植物缺水时浇水
3、水分增产的原理
(1)施肥后浇水:无机盐要溶于水,才利于植物根部吸收,并防止烧苗。
(2)夏季傍晚浇水:此时浇水有利于降温,降低细胞呼吸作用,减少植物体内有机物的消耗。
科普小知识:农业生产中常灌溉“跑马水”即傍晚以后灌溉水,第二天早上排干,做到三凉即“气凉、土凉、水凉”,夜间适当降温,降低呼吸作用,减少营养物质的消耗。
(3)干旱或植物缺水时浇水:干旱时浇水有利于气孔开放,吸收CO2增强光合作用。
二、施肥(适时、适量)
1、相关的农谚
种田无它巧,粪是庄稼宝。
庄稼一枝花,全靠粪当家。
种田不要问,深耕多上粪。
锅底无材难烧饭,田里无粪难增产。
2、施肥增产的原理
(1)使用有机肥:通过微生物将有机物分解为无机盐和CO2,为植物提供无机盐和气肥。同时增加土壤微生物的数量,改良土壤。
(2)无机肥:提供无机盐,供植物根部的吸收。
三、中耕松土
1、相关的农谚
伏日深耕田,赛过水浇园。
种地不要问,深耕多上粪。
锄头底下有水、有火、又有肥。
2、深耕、中耕、浅耕的辨析
耕耘可分为三种形式:浅耕、中耕和深耕。所谓浅耕是指轻耕,大多耕深控制在10厘米以内。所谓中耕是指浅耕和深耕之间,大多耕深控制在15厘米左右(通常指农业中的锄地)。所谓深耕是指重耕,大多耕深大于20厘米。
3、中耕松土增产原理
(1)增加土壤的O2含量,有利于根部有氧呼吸产生较多能量,增加根对矿质元素的吸收。防止根进行无氧呼吸产生酒精对根细胞的毒害。
(2)增加土壤O2含量,有利于微生物对土壤中有机物的分解,为植物提供更多的无机营养。
(3)减少杂草的竞争,有利于植物获得更多的资源和空间。
(4)防止土壤中水蒸发太大,有利于土壤保水。
四、温度
1、相关的农谚
白天光照强,夜里露水狂,庄稼丰收有希望。
早穿皮袄午穿纱,守着火盆啃西瓜。
白天热来晚上冷,一棵豆儿打一捧。
2、温度增产的原理
(1)温度影响酶的活性,从而影响细胞呼吸和光合作用
强度来影响农作物增产
(2)大棚种植在夏天晴朗的天气适当增加昼夜温差。
(3)大棚种植遇连阴雨天气,适当降低白天的温度。
五、套种(间作)
1、相关的农谚
要想打粮多,包谷绿豆种两样。
2、套种和间作的区别
种植方式 共同生长期长短 两种作物生长季节 意 义
间作 长 基本相同 侧重于在空间上充分利用光照、水、无机盐等资源
套种 短 不同 侧重于在时间上充分利用光照、水、无机盐等资源
3、增产原理
(1)对环境资源利用更充分(阳光、水和无机盐)。
(2)与豆科植物套种,根瘤菌具有固氮作用,可以提高土壤
肥力。
4、间作(套种)选择植物类型
(1)植株高矮搭配,根系深浅搭配(一高一矮,一深一浅)。
(3)不同作物对病虫害要能起到相互制约作用。
(2)作物主要吸收的元素互补。
(4)作物成熟时间错开。
(5)爬蔓型作物宜于直立性作物套种。
六、轮作(换茬、倒茬)
1、相关的农谚
种地不倒茬,十年九抓瞎。
茬口倒顺,强似上粪。
2、轮作增产原理
(1)均衡土壤元素肥力,防止土壤某些元素过分利用。
(2)减少病虫害发生。
(3)与豆科植物套种,根瘤菌具有固氮作用,可以提高土壤
肥力。
七、合理密植
1、相关的农谚
甘蔗秆秆长,适当放宽行。
麦子稠了一扇墙,谷子稠了一把糠。
稀三箩,密三箩,不稀不密收九箩。
地尽其力田不荒,合理密植多打粮。
2、合理密植增产的原理
(1)合理密植可以充分利用光能,增加农作物产量。
(2)种植过密一方面下层叶片接受光照少,导致农作物群体光合速率下降;另一方面种植过密,造成通风不良,导致CO2供应不足。
(3)种植过稀未能充分利用太阳能,造成总产量不高。
八、大棚种植
1、大棚种植的优缺点
(1)优点:白天光合作用温度较高