Question

【題目】玉米植株高大，葉窄長，需氮肥多；大豆株矮，葉小而平展，需磷肥多。二者對CO2的響應存在差異（如圖1），生產上往往將二者間作種植（如圖2）。為探究在大氣CO2濃度（體積分數為0．03%）條件下，玉米—大豆間作對產量的影響，科研人員將玉米和大豆分別單獨種植（單作）或兩種作物隔行種植（間作），測得：玉米產量間作時比單作時有顯著提高，而大豆產量間作時比單作時略有下降。回答下列問題：

（1）研究表明，玉米與大豆間作，玉米能從大豆的根際環境中獲得部分氮，這種對氮元素競爭的結果，可刺激大豆根瘤菌的固氮作用。玉米菌根所形成的菌絲橋也有利于大豆對磷的吸收。作物吸收的氮能使與光合作用相關的含氮化合物如_________（答出兩個即可）增加，從而提高作物的光合速率。

（2）玉米和大豆株高存在差異，與玉米單作相比，間作可降低玉米對_________的爭奪。結合圖1、圖2分析（僅考慮地上部分），大豆間作時產量略低于單作時的可能原因是_________、_________。

（3）在田間作物的生產過程中，無論白天還是夜晚都應保持良好的通風條件，而間作能全面改善田間作物的通風條件。請從白天和晚上兩個角度闡述通風條件的改善能提高作物產量的原因___________________。

Answer 1

【答案】ATP、光合色素，酶、NADPH 光照和氮肥 光照強度低 CO2濃度低 白天通風提高大氣中CO2含量，促進光合作用，夜間通風提高空氣中O2的含量，促進植物呼吸作用，從而提高從土壤中吸收礦質元素的速率。

【解析】

從圖中看出在低濃度CO2時，玉米凈光合作用速率大于大豆，而當CO2濃度達到0.06%時大豆凈光合作用速率大于玉米。

（1）與光合作用有關的含氮物質ATP、光合色素，酶、NADPH等。

（2）由于玉米和大豆株高存在差異，所以間作可以降低玉米對光照的爭奪，同時玉米主要吸收氮肥，而大豆主要吸收磷肥，所以還可以降低玉米對氮肥的爭奪；大豆間作時由于玉米的遮擋可能導致其獲得的光照低；同時根據圖1，在低濃度CO2條件下，大豆光合作用速率低，當CO2濃度達到0.06%時，大豆光合作用速率比玉米高；因此大豆間作時產量略低于單作時的可能原因是光照強度低和CO2濃度較低。

（3）通風可以促進空氣流通，白天通風提高大氣中CO2含量，促進光合作用，夜間通風提高空氣中O2的含量，促進植物呼吸作用，從而提高從土壤中吸收礦質元素的速率。