题干
农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产,有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下,光照强度最大值降低近75%,研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响,结果如图1。回答下列问题。 (1)光合作用与农作物的产量联系密切,作为直接原料参与植物的光合作用。 (2)11:00到15:00期间,与全日照相比,农光互补系统下该作物的净光合速率更高,原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)农光互补系统下,该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下__________。 (4)正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中,适当减量灌溉更适合该作物生长,从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量,正常灌溉组应为图2中的________组,请综合分析后,在图2方框内画出符合上述推测的实验结果________。
答案
(1)CO2和H2O (2)该时间段内温度较高,植物为减少蒸腾作用失水会关闭气孔,导致二氧化碳吸收量减少,光合速率下降,农光互补系统下光照强度降低,蒸腾作用减弱,气孔关闭程度小,二氧化碳吸收量较多,净光合速率更高 (3)更大 (4) ①. A ②.
解析
光合作用光反应的原料是水,暗反应的原料是二氧化碳,因此CO2和H2O是光合作用的直接原料。 该区域气候干旱,11:00~15:00 全日照条件下光照强、温度高,植物蒸腾作用过强,为减少水分散失,叶片气孔大量关闭,CO2吸收减少,暗反应受限,净光合速率降低; 农光互补模式下光照强度大幅降低,既能满足光合作用对光照的需求,又避免了强光高温引发的气孔关闭,植物气孔开放程度更高,CO2供应充足,同时蒸腾作用减弱,水分散失少,缓解了光合午休现象,因此净光合速率更高。 全天光合作用吸收CO2总量代表总光合速率,总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图1可知:两组为同种作物且无关变量一致,呼吸速率无显著差异,结合白天大部分时段农光互补组净光合速率更高,可推出其全天光合作用吸收CO2总量更大。 题干说明正常灌溉是全日照下的最适灌溉,A 组全日照的作物产量高于B 组全日照,因此A为正常灌溉组,B为减量灌溉组。推测农光互补+减量灌溉的产量应高于B组全日照,且可能接近或高于A组全日照的产量。画图时,B组的“农光互补”柱形高度应高于B组全日照柱形,且可接近或略高于A组全日照柱形,示意图如下:。