专题20 植物生产的水分环境（讲义）-山东省（春季高考）现代农艺类《植物生产与环境》考纲讲练测

编写说明：本专辑为山东省（春季高考）现代农艺类《植物生产与环境考纲讲练测》，严格依据山东省普通高校对口考试大纲（专业课）现代农艺类考试范围及要求编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、高考真题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。 山东省现代农艺类 《植物生产与环境考纲讲练测》 专题20 植物生产的水分环境 讲义 [考点解读] 1.了解空气湿度的表示方法及变化规律。 2.了解水分蒸发的过程。 3.掌握水汽凝结的条件。 4.掌握降水的类型。 5.掌握土壤水分的概念。 6.掌握提高水分利用率的途径。 [思维导图] [知识梳理] 一、大气水分 (一)空气湿度 空气湿度是表示空气中所含水汽量和空气潮湿程度的物理量。 1.空气湿度的表示方法 (1)水汽压(e)与饱和水汽压(E)。水汽压是指空气中水汽所产生的压力，是大气压的一个组成部分。一般来说，空气中水汽含量多，水汽压大;反之，水汽压小。水汽压单位常用百帕(hPa)表示。当温度一定时，单位体积空气中所能容纳的水汽量是有一定限度的，水汽含量达到这个限度，便呈饱和状态，这时的水汽压称为饱和水汽压。温度增加(降低)时，饱和水汽压也随之增加(降低)。 (2)绝对湿度(a)。绝对湿度是指单位容积空气中所含水汽的质量，实际上就是空气中的水汽密度，单位为g/cm3或g/m3。空气中水汽含量越多，绝对湿度就越大。绝对湿度能直接表示空气中水汽的绝对含量。 (3)相对湿度(r)。相对湿度是指空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压的百分比。相对湿度反映当时温度条件下空气湿度的饱和程度。 若e<E，r100%，空气处于不饱和状态;若e=E，r=100%，空气处于饱和状态;若e>E，>100%，空气处于过饱和状态。因饱和水汽压随温度变化而变化，所以在同一水汽压下，气温升高，相对湿度减少，空气干燥;相反，气温降低，相对湿度增加，空气潮湿。 (4)露点温度(ta)。露点温度是指当空气中水汽含量和气压不变时，气温降低到空气饱和时的温度，单位为℃。对温度相同而水汽压不同的两种情况来说，水汽压较大的，温度降低很少，空气就能达到饱和，因而露点温度较高;水汽压较小的，温度下降幅度大，空气才能达到饱和，因而露点温度较低。因此，气压一定时，露点温度的高低反映了水汽压的大小。 (5)饱和差(d)。饱和差是指某一温度下，饱和水汽压和实际水汽压之差。若空气中水汽含量不变，则温度下降时，饱和水汽压随之减少，使饱和差也减少;反之，则使饱和差增大。当空气达到饱和时，饱和差为零。饱和差表明了空气距离饱和的程度。 2.空气湿度的变化规律 (1)绝对湿度的日变化。绝对湿度的日变化有以下两种类型。 ①单波型日变化。单波型日变化即绝对湿度的日变化与温度的日变化一致，一天中有一个最大值和一个最小值。最大值出现在午后温度最高的时候即14-15时，最小值出现在日出之前。单波型的日变化，多发生在温度变化不太大的海洋、海岸地区及寒冷季节的大陆和暖季潮湿地区。 ②双波型日变化。在一天中有两个最大值和两个最小值，两个最大值分别出现在8-9时、20-21时，两个最低值分别出现在日出前和15-16时。双波型的日变化常出现在温暖季节的大陆上。 (2)绝对湿度的年变化。绝对湿度的年变化与气温的年变化相似。一年中绝对湿度最大值出现在气温最高的月份，一般在7月;最小值出现在气温最低的月份，一般在1月。在海洋或海岸地方，绝对湿度最大值出现在8月，最小值一般在2月。 (3)相对湿度的日变化。相对湿度的日变化与气温的日变化相反。相对湿度与水汽压及气温有关。当气温升高时，水汽压及饱和水汽压都随之增大，但是饱和水汽压的增大要比水汽压快，因而水汽压与饱和水汽压的百分比就变小，也就是相对湿度变小;反之，气温降低时，相对湿度就增大。所以，一天中相对湿度的最大值出现在气温最低的清晨，最小值出现在14-15时。一天中，相对湿度的日较差一般为陆地大于海洋、内陆大于沿海、夏季大于冬季、晴天大于阴天。 (4)相对湿度的年变化。相对湿度的年变化一般与气温的年变化相反。温暖季节相对湿度较小，寒冷季节相对湿度较大。但在季风盛行的地区，由于夏季有来自海洋的潮湿空气，冬季有来自大陆的干燥空气，因此使相对湿度的年变化与温度年变化相似。一年中，最大值出现在夏天的雨季或雨季到来之前，最小值则出现在冬季。 (二)水分蒸发 1.水面蒸发 水面蒸发是一个复杂的物理过程，它受很多气象因子影响。水温越高，蒸发越快。因水温增高，水分子运动加快，逸出水面的可能性增大，因而进入空气中的水分子就多。饱和差大，蒸发就快。饱和差大，表示空气中水分子少，水面分子就易溢出进人空气中。风速越大，蒸发越快。风能使蒸发到空气中的水分子迅速扩散，减少蒸发面附近的水汽密度。气压越低，蒸发越快。水分子溢出水面进入空气中要反抗大气压力做功，气压越大，汽化时做功越多，水分子汽化的数量就越少。 2.土壤蒸发 土壤水分蒸发到大气中的过程称为土壤蒸发。 (1)第一阶段。由于降水、灌溉或土壤毛细管吸水作用，土表层土壤水分充分湿润时土壤蒸发主要发生在土表，其蒸发速率与同温度的水面蒸发相似。在这个阶段，可以采取松土的方式切断毛细管，从而减少蒸发。 (2)第二阶段。这时土表层已因蒸发而变干，蒸发面下降。这个阶段可以采取镇压的措施来保墒，减少土表的孔隙度，改变土壤透气性，保持土壤水分。 (3)第三阶段。这时土壤含水量已经很低，植物已开始萎蔫，土壤毛细管吸水作用已经停止。在这阶段，土壤蒸发主要受水汽从下层土壤向表层扩散速度的影响，而扩散速度主要取决于土壤的孔隙度和土粒大小，这时土表干土层已相当厚，必须及时灌溉才能满足植物对水分的需求。 (三)水汽凝结 1.水汽凝结的条件 水汽由气态转变为液态的过程称为凝结。大气中的水汽发生凝结的条件有两个:一是大气中的水汽要达到饱和或过饱和状态;二是大气中必须有凝结核，两者缺一不可。 (1)水汽达到饱和。大气中的水汽达到饱和或过饱和的途径有两种:①在一定温度下增加大气中的水汽含量，使水汽压增大;②在水汽含量不变的条件下，使气温降低到露点或露点以下。 一般形成水汽凝结有4种方式:暖空气与较冷的下垫面接触、辐射冷却、两种温度不同而且都快要饱和的空气相混合、空气上升发生绝热冷却。 (2)凝结核。在水汽发生凝结的过程中起着核心作用的小质点，称为凝结核。进人大气中的氯化物、硫化物、氮化物和NH3，等都是吸湿性很强的凝结核。此外，大气中的尘粒和微小的有机物，也能把水汽分子吸附在它们表面形成小水滴或小冰晶。 2.水汽凝结物 露、霜、雾、云等称为地面和地面物上的凝结物。 (1)地面水汽的凝结物。露和霜是地面和地面物体表面辐射冷却，温度下降到空气的露点以下时，空气接触到这些冷的表面而产生的水汽凝结现象。如露点高于0℃，就凝结为露;如果露点低于0℃，就凝结为霜。 (2)大气中的凝结物。 ①雾。雾是指空气中的水汽凝结成小水滴或水冰晶，弥漫在空气中，使水平方向上的能见度不到1km的天气现象。 ②云。云是自由大气中的微小水滴或冰晶或者两者混合组成的可见悬浮物。 云的形成基本条件为:充足的水汽;足够的凝结核;使空气中的水汽凝结成水滴或冰晶时所需的冷却条件。 (四)降水 云中的水分以液态或固态的形式降落到地面上的现象，称为降水，包括雨、雪、霰、雹等。 1.降水成因 大气降水的形成，就是云层中水滴或冰晶增长到一定程度，在不断下降的过程中，不因蒸发而导致水分耗尽，降落到地面，即成为降水。 (1)对流降水 地面空气受热后，因体积增大而不断上升，升到一定高度并冷却，水汽凝结而形成的降水，称对流降水。对流引起的降水一般为雷阵雨，雨区范围小，降水时间短，强度大。 (2)地形降水 在山区，暖湿空气受山地阻挡，被迫抬升到一定高度，因水汽饱和而形成的降水，称地形降水。地形降水一般出现在山地的迎风坡上。 (3)锋面降水 暖湿空气与干冷空气相遇的交接面称为锋面。当暖湿空气沿锋面上升，因绝热冷却，水汽凝结而形成的降水，称锋面降水。此种情形，在我国北方的春、夏、秋季最为常见。 (4)台风降水 在台风影响下，因空气上升，水汽凝结后产生的降水，称为台风降水。在我国东南沿海地区的夏季最为常见。 2.降水的种类 (1)按降水物态形状分类 ①雨。雨是指从云中降到地面的液态水滴。直径一般为0.5～7.0mm。雨滴下降的速度与其直径有关，雨滴直径越大，其下降速度也越快。 ②雪。雪是指从云中降到地面的固态降水。当云层温度很低时，云中有冰晶和过冷却水同时存在，水汽、水滴表面向冰晶表面移动，在冰品的角上凝华，使冰晶逐渐增大而降落到地面。雪大多是呈星状、片状或柱状的晶体。不很冷的时候，很多雪花合成团似棉絮状。降雪时天空中一般均匀密布着云层。 ③霰。霰是指白色或灰白色、不透明的圆锥形或球形的颗粒状固态降水，颗粒直径2～5mm，比较松软，易被捏碎。霰是冰晶降落到过冷水滴的云层中互相碰撞合并而形成，或是过冷却水在冰晶周围冻结而成的。 ④雹。雹是由透明和不透明的冰层组成的固体降水物。雹是由霰粒在云中继续增大而形成的，其大小不一。它常发生在温暖季节有强烈上升气流的积雨云中。 (2)按降水性质分类。 ①连续性降水。降水时间长，强度变化较小，降水范围较大。常降自雨层云中。 ②间歇性降水。降水时小时大，时降时止，变化慢。多降自层积云或高层云。 ③阵性降水。降水持续时间短，强度大，常突然开始和停止，降水范围较小，而且分布不均匀。多降自积雨云中。 ④毛毛状降水。极小的滴状液体降水，降水强度极小。通常降自层云或层积云。 3.降水的表示方法 (1)降水量。从云中降下来的液态水或融化后的固态水，在水平面上未经蒸发、渗透、流失所聚积的水层厚度称为降水量，单位是mm。降水量具有不连续和变化大的特点，通常以日为最小统计单位，进行降水日总量、旬总量、月总量和年总量的统计。 (2)降水强度。降水强度是指单位时间内的降水量，反映降水的急缓，单位是mm/d或mm/h。 (3)降水变率。降水变率是反映降水量是否稳定的特征量。 (4)降水保证率。降水保证率是指降水量高于或低于某一界限降水量的频率总和。 二、土壤水分 土壤水分是土壤的重要组成部分，也是植物吸水的主要来源。土壤水分主要来自降水、灌溉和地下水，以固态、液态和气态3种形态存在。植物直接吸收利用的是液态水，它是植物在土壤中进行各种活动不可缺少的条件。土壤水并非纯净水，而是稀薄的溶液，不仅溶有各种溶质，而且还有胶粒悬浮或分散于其中。 三、提高水分利用率的途径 (一)集水蓄水技术 1.沟垄覆盖集中保墒技术 2.等高耕作种植，截水增墒 3.微集水面积种植 (二)节水灌溉技术 1.喷灌技术 对一般土质，喷灌可节水30％～50％；对透水性强、保水能力弱的土质，可节水70％以上。与传统地面灌水相比，喷灌粮食作物一般可增产10％～20％，经济作物可增产20％～30％，果树可增产10％～20％，蔬菜可增产1～2倍。 2.微灌技术 一般比地面灌溉省水60％～70％，比喷灌省水15％～20％。 3.膜上灌技术 膜上灌适用于所有实行地膜种植的作物，与常规沟灌玉米、棉花相比，可省水40％～60％。 4.地下灌技术 与常规沟灌相比，一般可增产10％～30％。 5.植物调亏灌溉技术 (三)少耕、免耕技术 1.少耕技术 少耕是指在常规耕作基础上尽量减少土壤耕作次数或全田间隔耕种，减少耕作面积的耕作方法。 2.免耕技术 免耕是指植物播种前不用犁、耙整理土地，直接在茬地上播种，播后及植物生育期间也不使用农具进行土壤管理的耕作方法。优点是：省工省力；省费用，效益高；抗倒伏，抗旱，保苗率高等。 (四)地面覆盖技术 1.沙田覆盖 2.秸秆覆盖 3.地膜覆盖 4.化学覆盖 (五)保墒技术 1.适当深耕 2.中耕松土 3.表土镇压 4.创造团粒结构体 5.植树种草 (六)水土保持技术 1.水土保持耕作技术 2.工程措施 ①山坡防护工程 ②山沟治理工程 ③山洪排导工程 ④小型蓄水用水工程 3.林草措施 主要林草措施有封山育林、荒坡造林、护沟造林、种草等。 [背诵环节] 1.空气湿度常用的五种表示指标是什么？ 【答案】水汽压与饱和水汽压、绝对湿度、相对湿度、露点温度、饱和差。 2.大气水汽凝结的两个必要条件是什么？ 【答案】水汽达到饱和或过饱和状态；空气中存在凝结核。 3.形成降水的三个基本条件是什么？ 【答案】充足的水分；空气抬升冷却凝结；存在大量凝结核。 4.常见的地面覆盖保水技术有哪些？ 【答案】沙田覆盖、秸秆覆盖、地膜覆盖、化学覆盖。 [常考题] 1.具有时间短、强度大、雨区狭窄等特点的降水是（ ） A.对流降水 B.地形降水 C.锋面降水 D.台风降水 【答案】A 2.沿海地区相对湿度的日变化表现为（ ） A.日低夜高 B.日低夜低 C.日高夜低 D.日高夜高 【答案】C 3.潮湿空气沿锋面上升，绝热冷却，水汽凝结而降水叫（ ） A.对流降水 B.地形降水 C.锋面降水 D.台风降水 【答案】C 4.在晴朗无风的夜晚，地面物体因迅速降温至一定低点，若温度更低些，水分就凝结为（ ） A.露 B.霜 C.雾 D.雪 【答案】B 5.下面不属于降水的表示方法的是（ ） A.降水量 B.降水强度 C.降雪状况 D.降水保证率 【答案】C 6.在土壤水分蒸发的( )阶段的后期常采取松土等方式，以减少水分的过度蒸发。 A．第一 B．第二 C．第三 D．第一和第二 【答案】A [高考真题] 1.温度一定的情况下，反映大田环境中空气湿度饱和程度的物理量是（ ） A.绝对湿度 B.相对湿度 C.饱和水汽压 D.露点温度 【答案】B 2.能够反映降水量是否稳定的特征量是（ ） A.降水强度 B.降水保证率 C.降水变率 D.降水频率 【答案】C 3.水汽压的单峰型日变化中最大值出现在（ ） A.12-13时 B.13-14时 C.14-15时 D.15-16时 【答案】C 4.容易引起土壤盐渍化的土壤水分类型是（ ） A.吸湿水 B.膜状水 C.重力水 D.毛管上升水 【答案】D 5.空气中饱和水汽压与同温度条件下实际水汽压之差称为（ ） A.水汽压 B.相对湿度 C.饱和差 D.绝对湿度 【答案】C 6.单位容积的空气中所含水汽的质量是（ ） A.相对湿度 B.绝对湿度 C.水汽压 D.饱和水汽压 【答案】B [课堂练习] 1.单位时间内的降水量称为（ ） A.降水量 B.降水强度 C.降水变率 D.降水保证率 【答案】B 2.地面空气受热，膨胀上升，绝热冷却，水汽凝结成云雨而降水称为（ ） A.对流降水 B.地形降水 C.锋面降水 D.台风降水 【答案】A 3.（ ）是从云中降到地面的液态水滴，直径一般为0.5～7mm。 A.雨 B.雪 C.霰 D.雹 【答案】A 4.在陆地内部，相对湿度的日变化最大值在（ ） A.清晨 B.14-15时 C.8-9时 D.20-21时 【答案】A 5.小雨、中雨、大雨等是按（ ）来分的。 A.降水性质 B.降水物态形式 C.降水强度 D.降水原因 【答案】C 6.水汽压的双峰型日变化出现在（ ） A.海洋上 B.潮湿的陆地上 C.内陆暖季 D.乱流交换较弱的季节 【答案】C 7.微灌技术是一种新型的节水灌溉工程技术，它比喷灌省水（ ） A.15%～20% B.20%～30% C.30%～40% D.40%～50% 【答案】A 8.下列地面覆盖措施中，能增加土壤中有机质的是（ ） A.沙田覆盖 B.地膜覆盖 C.化学覆盖 D.秸秆覆盖 【答案】D 9.简述土壤蒸发三个阶段的特点及对应保墒措施。 【答案】第一阶段土表湿润，蒸发旺盛，采取松土保墒； 第二阶段表土变干，蒸发面下移，采取镇压保墒； 第三阶段土壤极度干旱，需及时灌溉。 10.降水按降水物态形状分可分为几种？ 【答案】(1)雨。雨是指从云中降到地面的液态水滴。 (2)雪。雪是指从云中降到地面的固态降水。 (3)霰。霰是指白色或灰白色、不透明的圆锥形或球形的颗粒状固态降水。 (4)雹。雹是由透明和不透明的冰层组成的固体降水物。 [课堂小结] 一、大气水分 (一)空气湿度 (二)水分蒸发 (三)水汽凝结 (四)降水 二、土壤水分 三、提高水分利用率的途径 (一)集水蓄水技术 (二)节水灌溉技术 (三)少耕、免耕技术 (四)地面覆盖技术 (五)保墒技术 (六)水土保持技术 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $