备课素材：冬耕的生物学原理 第一学期高中生物学必修一.docxVIP

冬耕的生物学原理

俗语云，“立冬小雪，抓紧冬耕。结合复播，增加收成。土地深翻，加厚土层。压砂换土，冻死害虫。”

那么，冬耕有哪些生物学原理？

1.冬耕与土壤结构。

冬耕技术是改善土壤结构、促进根系发育的一项重要措施。冬耕可以加深活土层，提高土壤的通透性和蓄水保肥能力，有利于改善土壤的理化性状，促进土壤养分的转化和根系发育的深度，对促进作物生长发育和提高产量、质量具有重要作用。

思考：“锄头出肥”指的是松士有利于植物生长，试用高中生物学知识解释其原理。

提示：土壤板结减少土壤中的含氧量，主要响植物根系的呼吸作用，进而影响植物无机盐的吸收，从而影响植物的光合作用。

2.冬耕与病虫害

冬季，害虫正处于冬眠期，此时正是害虫生命力最弱的时期。如果抓住这个有利时机，科学进行冬耕，能把地面上大部分害虫、虫卵及病菌孢子翻埋到较深的土层里，使之窒息而死或丧失发育能力，同时也能将土壤深处的虫卵、蛹和部分草根翻到地表，使之冻死或晒死，从而减轻和抑制烟草病虫害的危害。

思考：我们为什么要采用各种手段消灭害虫？原理是什么？

提示：消杀害虫是为了调整能量流动的方向，提高能量的利用率，但不能提高各营养级之间的传递效率。

3.冬耕与土壤肥力

冬耕以后，土壤中一些难溶性或不溶性的物质被翻到上层，可以在阳光、风和雨雪的共同作用下充分分解，使土壤疏松，各种养分直接被作物吸收利用。同时还能够改善土壤，提高土壤肥力。此外，冬耕后的土地可以多蓄积雨雪，增加土壤水分，达到保墒、增的目的。

思考：植物吸收水分和无机盐的主要部位是？分别是通过什么方式进行的？

提示：如图所示为植物根尖的结构示意图。

根冠主要具有保护作用;成熟区是吸收水和无机盐的主要部位;伸长区生长迅速，是根伸长最快的部位，分生区能够不断分裂产生新细胞所以，“成熟区”是植物从土壤中吸收水分和无机盐的主要部位。并且水分的吸收方式是自由扩散，对无机盐的吸收方式则是主动运输。

4.冬耕与作物根系发育

冬耕可以增加熟土层，促进土壤上下物质与能量的交换，促进作物根系向土壤深层发展，是促进根系发育的一项重要措施。

思考：当土壤水分分布不均匀时，根通常表现出趋向较湿的地方生长的特性，这种现象叫做根的向水性，请你试着解释根的向水性出现的原因。

提示：根的向水性是由于向水侧细胞中所含自由水较多，代谢旺盛，生长素由背水侧更多的移到向水侧，而根对生长素敏感，较高浓度的生长素抑制其生长，故使向水侧生长慢，背水侧生长快，从而表现出根的向水性。

冬耕的注意事项:

1、冬耕时间

冬耕时间越早越好，一般在前茬作物收获后就要抓紧进行，大地封冻前(冻士层超过5厘米)耕完，以延长风化时间，提高灭虫效果，并有利于多接纳雨雪。大地封冻后耕翻，不仅耕作困难，耕地质量下降，灭虫效果也差，

2、耕耙结合

冬耕前先耙一遍。据调查，棉田冬耕先耙，能耙死76%~85.6%的棉铃虫蛹，冬耕后蛹被埋入土壤深层，可使成活率降低86.4%~92.5%。另据观测，冬耕后接着耙地，春季5厘米士层含水量为16.4%，而未耙的仅8.2%。

3、耕翻深度

冬季耕翻，耕翻深度应在10厘米以上，冬耕越深，灭虫效果越好。

4、耕后灌水

在寒冷的冬季，害虫较耐干旱而不耐湿、耐冻，据有关单位研究，土壤相对持水量在40%时，处于各种虫态的害虫死亡率达36.6%，当土壤持水量饱和时，处于各种虫态的害虫死亡率达80%以上，有的可达到100%，如棉铃虫蛹、菜青虫蛹等，因而凡是有灌溉条件的地方。可在冬耕后接着冬灌或春灌，冬耕后接着冬灌或春灌，不仅能沉实、风化土壤，而且还能提高越冬蛹的死亡率。

例、农业谚语是劳动人民口口相传的生产实践经验，其中蕴藏着丰富的生物学原理，下列相关分析正确的是（???????）

A.?“冬耕深一寸，等于上层粪”—中耕松土有利于植物根细胞吸收无机盐

B.?“春天粪堆密，秋后粮铺地”—粪肥中的有机物可直接被植物吸收，促进粮食增产

C.?“人黄有病，苗黄缺肥”—氮，镁是构成叶绿素的成分，缺（含氮、镁的）肥导致叶片变黄

D.?“有收无收，主要看水”是因为水可参与细胞内的生化反应和参与组成细胞结构等

答案：ACD

解析：冬耕松土有利于微生物的活动（微生物活动分解有机物为无机盐，并产生二氧化碳），也有利于植物根系进行有氧呼吸，为无机盐的吸收提供能量。