1．无上栽培
(1)无上栽培的原理
无上栽培是指不用上壤而用营养液和其他有关的设备栽培植物的方法。溶液培养(简称水培)，是最早应用的一种无土栽培方法，这一技术在植物营养研究，尤其在矿质元素的生理功能和化学肥料应用研究方面起到了重要作用。溶液培养可以有效地控制提供给植物的矿质元素的种类和数量，至今仍是植物生理学研究的一种重要手段。
1929年，美国科学家杰瑞克(Geicke)教授根据前人研究结果，首次将营养培养法应用于番茄生产培养中，并获得了成功，从而为无土栽培在农业上的推广应用奠定了基础。从那时以来，世界各国，特别在西欧、北美，无土栽培的面积不断加大，栽培类型和方法不断增多。
(2)无土栽培的类型
由于方法多种多样，以致很难加以详细分类。人们通常按照无土栽培中固定根系的方法，大体上将它分为无基质栽培和基质栽培两大类型。
①无基质栽培
无基质栽培是指作物根系不用基质固定，根系直接和营养接触。按照根系与营养液接触的状态不同，无基质栽培又可分为水培和喷雾栽培两种类型。
水培
水培是将营养液以液体状态接触根系。水培的方法中应用比较普遍的是营养膜法(简称NF叮)。这种方法是用大约 0.5cm的浅层营养液不断地流过作物根系，营养膜法能较好地解决根系同时吸氧和吸收营养液的问题。
喷雾栽培
喷雾栽培简称雾培或气培。它是将营养液用喷雾状态接触根系。在喷雾栽培中为了保持根系环境的高温度和避免根系上滋生绿藻，接受喷雾栽培的作物的根系必须悬空在密闭、黑暗的容器中。通常在容器内的根系下方安装自动定时喷雾装置，每隔2～3 min，喷营养液几秒钟。喷雾栽培在解决根系同时吸收氧和营养液的问题上，效果比水培更为理想。
②基质栽培
基质栽培是用基质固定根系，使作物根系通过基质吸收营养液和氧。基质栽培的类型和方法繁多，大体上可分为有机基质和无机基质两类。目前，世界各国大多采用无机基质。
有机基质
有机基质是采用草炭、锯末、树皮、稻草和稻壳等物质作基质。这些基质或来自有机物，或本身就是有机物。
无机基质
无机基质是采用岩棉、蛭石、砂、陶粒、珍珠岩、聚乙烯和尿醛泡沫塑料等无机物作基质。在各种无机基质中，以岩棉用的最多，岩棉普遍用于甜菜、花卉育苗和栽培上。
(3)无土栽培的技术基础
营养液的成分、浓度、配制和调节，是无土栽培的重要技术基础。营养液的配制各国科学家先后研制出数百种营养液配方，其中，荷格伦特(Hoadand)营养液是一种应用比较广泛的营养液。荷格伦特营养液的配方如下：
1．大量元素 每升培养液中加入的毫升数
KH2PO4 1mol/L 1
KNO3 1mol/L
Ca 1mol/L
(4)无土栽培的优点
无土栽培与传统的土壤栽培相比较，具有以下优点：节约水肥，提高了水肥利用率；扩大植物的种植面积，在不适宜栽培植物的地方，只有达到光照和温度条件，都可以栽培植物；提高产品的产量和质量，无公害，无污染。是随着宇航事业的发展，有的国家已将土栽培列入“空间生活维持系统”的研究内容，这就使无土栽培可能成为将来宇宙航行中生产粮食、蔬菜的基本途径。
2．温室栽培
(1)温室栽培的原理
根据植物光合作用中对光的需求，建造温室通常用的透光材料如无玻璃和塑料薄膜。太阳光属寸：全光，其中的低能光对玻璃或薄膜的透过能力较弱，而高能光的透过能力较强。当高能光透过玻璃或薄膜进入温室后，部分能量被吸收而变为低能光。这些则不能从温室中散出，从而有效地提高了温室内的温度。
(2)温室的类型
一是利用塑料薄膜为透光材料建造的冬暖式大棚。该类温室的建造技术含量低、成本投入低，易于在农村大面积推广，但使用周期短。
二是电脑控制的机械化程度高的现代化温室。该类温室的建造技术含量高，成本的投人大大增加。该类温室的自动化程度高，使用周期长，生产效益大幅度提高。
(3)温室栽培的管理
根据植物生长的原理，在温室栽培的管理过程中，应注意以下措施：
①合理控制温度。白天适当增温，促进植物光合作用的进行，提高有机物的合成量；夜晚达当降温，降低植物的细胞呼吸，以减少有机物的损耗，从而提高植物体内有机物质的积累量，促进植物的生长发育。当白天温度较低时，可以通过暖气设备额外增加温室内的热量。
②合理控制光照强度。在满足植物对温度需求的前提下，根据栽培植物对光的需求控制光照强度。当光照强度过高时，可用遮阳网降低光照强度；当光照强度不足时，可人工补充光照。
③提高C02浓度。根据植物光合作用原理，提高CO2浓度可以促进植物光合作用的进行。提高温室CO2浓度的方法有很多，如使用CO2发生器、施用有机肥、碳酸氢氨、煤球炉等。
④合理灌溉和施肥。按照栽培植物的需水规律和需肥规律，合理灌溉和施肥。在降低生产成本的同时，保证栽培植物对水分和必需矿质元素的需求。在生产实践中，配合使用无土栽培技术，能够有效地提高经济效益。
⑤合理利用温室空间。建造温室的成本投入较高，能够充分利用温室空间是提高经济回报的重要措施之一。合理利用温室空间的方法是立体栽培，在温室内部形成简单的垂直结构。不仅提高了空间利用率，而且提高了植物对光能的利用率。
(4)温室栽培的优点
温室栽培的最明显优点是进行反季节种植，极大地提高了人们的经济收入和生活水平。其次减弱了自然条件的干扰，无土栽培技术、增施CO：气肥等先进农业管理措施的实施都需要在温室内进行，才能有效地发挥作用。
(5)温室的推广应用
目前，温室不再仅仅用来栽培植物，而且在饲养动物和培养食用菌等方在也发挥了重要的作用。有时在同一个温室中既栽培植物，又饲养动物，不仅满足了其生长过程中对温度的需求，而且有效地促进了温室内的物质循环利用。
3．生态农业
(1)生态农业的概念
生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思路指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。
(2)生态农业的原理
生态学的基本原理是建立生态农业的主要理论基础，其中生态系统能量的多级利用和物质循环再生是建立生态农业的最基本原理。
(3)生态农业的基本模式
①建立生态农业时应包含以下基本环节：
建立基本食物链和食物网关系，充分利有农作物合成的有机物和固定的太阳能，使之尽可能地流向对人类最有益的部分。
建立沼气池，充分利用系统各个环节产生的废料及排泄物中的物质和能量。
建立蘑菇房，培养食用菌，使流向分解者的能量再次流向人类。
减少农药和化肥的使用，尽可能地进行生物防治病虫害，使用有机肥等，使农副产品无污染、无公害。
②生态农业的基本模式
a．物质能量的多层分级利用系统(如下图)
b.水陆交换的物质循环系统(如下图)
c．农、林、牧、渔联合生态系统(如下图)
在建立生态农业的过程，不要仅仅考虑对农业生物类群的管理，还要特别注重对当地自然生态系统的保护、建设和管理。只有当地的自然生态系统进入良性发展轨道时，生态农业才有可能发挥其应有的作用。
(4)生态农业的优点
生态农业各种生物在人工控制下相互依存，相互制约，系统的自动调节能力较高，高效持久，产品输出量大，物质和能量能够多级、多层次地利用。在坚持经济可持续发展的今天，建立和发展生态农业解决环境、粮食、资源等问题的必由之路。
(5)生态农业举例
①桑基鱼塘
我国南方某些地区搞的桑基鱼塘，就是人工建立的高产稳产的生态农业系统(如下图)。人们将部分低洼稻田挖深作塘，塘内养鱼；提高并加宽塘基，在塘基上种桑，用来养蚕。这样可以做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。
②古泉生态农场
南京古泉生态农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、养蚯蚓、养蘑菇和种植果树等生产过程合理地组合在一起，形成一个良性循环系统(如下图)。农场将鸡粪作为猪的部分饲料，猪粪投入沼气池作为沼气的发酵原料，产出的沼气用来烧饭、照明，沼液和沼渣用来喂鱼、培养食用菌、养殖蚯蚓和作为果园的肥料；鱼塘为鸭提供活动场所，鸭粪下塘作为鱼的饵料；塘泥作为果园的肥料；果园内养殖蚯蚓；猪粪、鸡粪、菌渣作为蚯蚓饵料；蚯蚓改良果园土壤，蚓粪为果园提供肥料，蚯蚓作为鸡的饲料。农场内各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现了对能量和物质的多级利用，表现出明显的优越性。
Ⅱ新高考探究
1在严寒的冬天，利用温室进行蔬菜种植，可以提高经济效益，但需要调节好温室的光照、湿度、气体和温度，以提高产品的质量和品质，下列措施及方法正确的是
①由于温室内外温差大，在温室薄膜(或玻璃)上结成一层水膜，要及时擦干，以防止透光率降低 ②适当地增加光照，以补充冬季阳光的不足 ③尽量增加空气湿度，以降低植物的蒸腾作用 ④向温室内定期施放适量二氧化碳气体，以增加光合作用强度 ⑤向温室定期施放适量氧气，以增强呼吸作用强度 ⑥冬季温室内温度尽量维持恒定
A.①②④ B．①②④⑥
C．②③⑤⑥ D.③④⑥
答案： A
2利用植物的茎尖或叶片、茎段、花药、花粉等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术可以用来培育植物新品种，也可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述，正确的是
①这种技术利用了植物细胞的全能性 ②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体 ③这种技术属于细胞工程的应用领域之一 ④这种技术是一种无性繁殖的方式
A.① B．①②
C．①②③ D．①②③④
答案： D
3用现代生物技术培养生物新品种，其优越性在于
A.克隆技术可以快速繁育优良性状的家畜
B．现代转基因技术可迅速改变生物的基因组成
C．现代生物技术迅速使菌种形成群落
D．现代生物技术可克服远源杂交不亲和的障碍
答案： D
4大棚中昆虫与蔬菜、杂草之间的关系依次是
A.种内斗争、共生 B．竞争、捕食
C．捕食、竞争 D．捕食、种内斗争
答案： C
5大棚中的绿色蔬菜进行光合作用，下列有关这方面的叙述中正确的是
①若用含14C的C02来追踪光合作用中的C原子，其转换途径是C02→C3→C6H12O6
②大棚中绿色蔬菜生命活动中ADP转变成ATP所需的能量都来自光合作用
③大棚中绿色蔬菜生长期短，营养无素不能很好富集，其营养价值受到一定影响
④大棚种植中，提高绿色蔬菜产量的有效措施之一是降低大棚中C02的浓度
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
答案： A
6为除去有害于农作物的某种害虫而引入蜘蛛后，对这两个种群进行调查，得出如下图所示的结果，下列叙述中正确的是
A.在蜘蛛引入前，害虫没有危害农作物
B．虽然蜘蛛对害虫数量的变化产生影响，但不能说是害虫的天敌
C．在C期间，蜘蛛数量减少的原因是蜘蛛的食物不足
D．在C期间的平衡状态与A期间和B期间中发生的两个种群间的相互作用没有关系
答案： C
7在大棚中使用某种农药防治少量害虫，开始效果显著，但长期使用后效果越来越差，根本原因是
A．农药的使用使害虫产生了抗药性
B.农药对害虫的抗药变异进行了选择
C.害虫对农药进行了定向选择
D．害虫对农药产生了定向变异
答案： B
8在大棚种植中，下列物质可用作化学肥料的是
①硝酸钾②磷酸二氢钙③碳酸钙 ④硫酸亚铁 ⑤水 ⑥二氧化碳
A．①②③④ B．①②④⑥
C．③④⑤⑥ D．①③④⑥
答案： B
9促使我国近年采“温室无土栽培”生产方式广泛应用的最重要因素是
A.农业生产的地域性、周期性特点
B．城市的不断扩大和工业的迅速发展
C.市场经济和农业技术的发展
D．农业区域专业化的需要
答案： C
10我国北方的一些地区每年都会发生不同程度的蝗虫灾害，严重之处，当地的农作物、牧草全被破坏。当地政府和农牧民通常采用喷洒农药的方法来杀灭蝗虫生蝗灾时，新疆某地邀请来一批养鸭户，把几十万只鸭放养到虫害严重的草原上，收到了很好的效果。下列有关叙述中错误的是
A用农药灭虫，农药对蝗虫起选择作用，生存下来的蝗虫都是抗药能力较强的
B．利用鸭子消灭蝗虫，根本目的是调整生态系统能量流动关系，使能量更多地流向鸭子
C.利用鸭子消灭蝗虫，从生态系统成分上看，鸭子是次级消费者，鸭子与草原上的牛、羊的关系是种间互助
D．利用鸭子消灭蝗虫，不仅可以获得较好的经济效益，而且还能减轻污染、保护其他生物
答案： B
Ⅲ高分热点题预测
1无土栽培因具有节约水肥、无公害，无污染等优点而日益受到人们的重视。下表是用于无土栽培的一种培养液配方
Ca(NO3)21.000g
MgSO40.250g
KH2PO40.250g
KCl0.250g
FeCl30.250g
H2O1000ml
高考高考考动向：植物的矿质营养。
高考试题预测：根据上述材料，结合所学知识回答下列问题：
(1)用此培养液培育某高等植物时，往往要给培养液中通入空气，这一措施的目的是用以促进___________，以利于对矿质元素的吸收。要使该植物生长良好，根据光合作用所必需的条件，除了适宜的温度外，还需要___________和___________。
答案：根的有氧呼吸 光照 CO2
(2)植物在吸收培养液中的矿质离子是要是通过___________方式进行的。一段时间后，检测到培养液中留存的Ca2+较多，这一现象与细胞膜的_ __________有关。
答案：主动运输 选择透过性
(3)若除去该培养液中的MgSO4将直接影响植物体内的___________合成。
答案：叶绿素
(4)该配方中植物所必需的大量元素是___________，微量元素是___________。
答案： N、P、S、K、Ca、Mg Fe、C1
2下图表示一个人工农业生态系统模式图。
高考高考考动向：生态农业。
高考试题预测：据图回答下列问题：
(1)在该生态系统中，起决定作用的是___________。
答案：农作物
(2)实践证明，该生态系统较为理想，建立人工生态系统的目的是___________。
答案：调整生态系统中量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分
(3)若将粮食用于喂猪，人从猪肉中获取100kJ的能量，至少消耗约___________kJ能量的粮食。
答案：2500
(4)生态农业能够提高能量利用率的原因是_____________________。
答案：使原来通过分解者的分解作用散失的部分能量，以生活能源、食用菌等形式再次被人类利用
(5)实现生态农业的一个重要体现就是减少环境污染，生产出安全无公害的农副产品。你认为实现这一目标的措施有哪些?(至少说出三点)
答案：减少或不使用农药，代之以生物防治病虫害；减少或不使用化肥，代之以有机肥等；农业废料资源化，建立“原料—产品—原料——产品”的生产体系。(其他合理说法也可)
3下图人工种植香菇是一项具有很高实用价值的农业技术，下图为锯末压块栽培香菇工艺流程图。
栽培种配料(锯末、米糠等)
↓
装瓶灭菌(700m1、147 kpa、1．5h)
↓
接种扩，大培养(35-45d、23-25℃)
↓
压块培养(12-14瓶／平方尺、松紧适度
10-30d、22-24~C)
↓
栽培块形成菌蕾
↓ 相对湿度85％-90％
香菇采收加工
高考高考考动向：微生物的营养代谢、生长与繁殖等。
高考试题预测：请结合一些具体的生产环节和一些相关
问题分析回答：
(1)作为香菇培养基的往往是木屑、棉籽皮等，还要加入大量的有机物质。原因是___________。除加入有机物质外，在培养基中还需要加入___________等无机物质。
答案：蘑菇是异养型生物，必须摄取现成的有机物来维持自身的新陈代谢 水和无机盐
(2)培养基在接种前要进行灭菌处理，否则很容易长出大量的霉菌。霉菌和香菇的关系一般为___________。
答案：竞争
(3)培养基压块时要松紧适度，其目的是___________。
答案：保证香菇对氧气的需求
(4)栽培香菇所用的菌种一般是亲代香菇产生的一些褐色粉末，每粒粉末实际上是一个__________，这种生殖方式在生物界属于__________生殖。
答案：孢子 无性
(5)在自然生态系统中，按营养功能进行区分，香菇属于 __________。
答案：分解者
(6)从香菇的培育过程来看，影响微生物的生长的环境因素有哪些?
答案：温度、温度、空气、pH、光照等
(7)现在，人们将接种的培养基装在透气的塑料袋中，然后它们悬挂在甘蔗田、玉米田、地瓜田的低层或直接埋在这些田地的土壤中。你认为这样做有哪些好处?(至少列出三点)
答案：温度、湿度、光照适宜，有利于蘑菇的生长；与农作物交换氧气和二氧化碳，促进农作物生长；使用过的培养基碎屑返还土壤，增强土壤肥力；充分利用土地资源和空间等(其他合理说法也可)。
4温室栽培植物是现代农业的一大特色。在温室内，可以人工控制植物生长过程中所需要的各种环境因素，使之达到植物生长所需要的最佳状态，从而获得最大的经济效益。所以在改革开放后的近20多年来，温室栽培在我国的国民经济发展中发挥了极其重要的作用。其中冬暖式大棚由于造价低、管理技术简单等特点，在我国的广大农村得到了很快的推广和应用。它不仅解决了冬季农村劳动力闲置问题，而且也是现在农民经济收入的重要来源之一。随着科学技术的发展，许多先进的大棚管理措施逐渐被人们所掌握。在今后相当长的时期内，冬暖式大棚还全有更大的发展。
题考高考考动向：檀物的光合作用、细胞呼吸、生态系统的结构和功能、生态农业等。
高考试题预测：结合上述材料，分析回答下列问题：
(1)根据植物光合作用原理，在建造温室的过程中，选用下列哪种颜色的塑料薄膜或玻璃，最有利于栽培植物的生长
A.橙红色 B．蓝紫色
C．无色 D．白色
答案： C
(2)在冬季，光照时间和光照强度往往达不到植物的生长发育需要，你认为应当采取什么措施才能符合温室内植物的需要?
答案：根据日照长度选择适当的栽培植物；当日照时间达到一定长度时建造大棚并栽培植物；根据需要人工补充光照等(答出一点即可)
(3)应如何控制温室内的温度，才能有利于栽培植物的生长?
答案：白天适当增温，促进植物光合作用的进行，有利于合成有机物；夜晚适当降温，抑制细胞呼吸的进行，有利于有机物的积累，从而促进植物的生长
(4)为了促进温室内植物的生长发育，你认为应当采取哪些措施来提高C02浓度?(列出三点)
答案：白天开棚通风；使用CO2发生器；施用动物粪肥(其他合理措施也可)
(5)当遇到连续阴天天气时，为尽量减少温室内栽培植物的损失，人们该采取哪些措施?(列出两项)
答案：人工补充光照；白天适当降低温度，保持昼夜温差
(1)在温室内施肥时，人们通常用有机肥作底肥。这样做有哪些好处?
答案：肥效持久；改良土壤结构，增强通气能力；通过微生物的分解作用，释放CO2等(答出两点即可)
(2)有人利用温室栽培草莓，当温室内的草莓开化时，他将蜜蜂箱放到了温室内，其目的是_____________。蜜蜂与草莓之间的关系是__________。
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