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4. 信息传递在农业生产中的应用

生态系统的物质循环与信息传递 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用生物发出的物理、化学或行为信号,调控害虫、杂草或作物生长,以提高产量和品质的技术。

从哪来 基于“1. 定义”中关于生态系统信息传递的基本概念,以及“4. 食物链/网中的生物角色”中捕食者与被捕食者之间的相互作用关系。

为什么 农业生产本质上是人为构建的生态系统。在自然生态系统中,信息传递调节着种间关系(如捕食、竞争、寄生),维持生态平衡。在农业中,通过人工干预信息传递(如模拟天敌信号、干扰害虫通讯),可以打破害虫的繁殖或聚集行为,或利用信息素吸引天敌,从而在不使用化学农药的情况下,精准调控食物链中的能量流动方向,实现生物防治。

讲法
类比通讯干扰法 适合:对抽象概念理解困难、喜欢生活化类比的学生 把害虫想象成正在开“秘密会议”的间谍,它们靠释放“化学密码”(性引诱剂)来召集同伴。我们作为“反间谍专家”,不直接消灭间谍,而是向空气中释放大量“假密码”(人工合成性引诱剂)。害虫闻到了大量假信号,分不清哪个是真伴侣,导致交配失败或聚集在诱捕器中。这就像在嘈杂的酒吧里大声播放噪音,让情侣无法正常交流,从而破坏他们的约会计划。
讲法
食物链调控法 适合:逻辑性强、擅长分析系统关系的学生 从食物链角度分析:作物(生产者)→ 害虫(初级消费者)→ 天敌(次级消费者)。传统农药是“无差别打击”,会同时杀死害虫和天敌,导致害虫因天敌减少而爆发。信息传递技术是“精准制导”: 1. 利用性引诱剂诱杀雄性害虫,降低种群性别比例,直接减少害虫出生率。 2. 利用天敌释放的信息素,引导天敌精准定位害虫,增强捕食效率。 这种手段只针对特定环节,保留了天敌这一“生物控制阀”,符合生态学原理。
信号类型拆解法** **适合:喜欢分类归纳、记忆细节的学生** 将信息传递在农业中的应用拆解为三类信号及其对应技术: 1. **物理信息
利用光波(黑光灯诱杀趋光性害虫)、声波(超声波驱鸟)。 2. 化学信息:利用性引诱剂(诱杀雄虫)、趋化性物质(引诱害虫进入陷阱)。 3. 行为信息:利用特定动作或姿态(如模拟天敌捕食动作吓退害虫,或利用鸟类趋避行为驱赶)。 记忆口诀:“光声驱赶,气味诱捕,动作吓退”。
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练一道
基础题
某果园引入了一种利用性引诱剂诱杀雄性苹果蠹蛾的方法。请分析该方法对苹果蠹蛾种群密度及果园生态系统稳定性的影响。
变式
在稻田中,农民使用黑光灯诱杀趋光性害虫。有观点认为这会导致害虫的天敌(如青蛙、蜘蛛)因食物减少而数量下降,进而导致害虫反弹。请结合信息传递和食物链知识,评价这一观点的合理性,并提出改进建议。
看解答过程
1. 对种群密度的影响:性引诱剂主要吸引雄性苹果蠹蛾。大量雄虫被诱杀后,果园内雄虫数量急剧减少,导致雌虫交配机会大幅降低,出生率下降。同时,由于没有天敌的大量介入,种群内部竞争可能暂时减弱,但长期来看,由于繁殖受阻,种群密度会显著降低。 2. 对生态系统稳定性的影响:该方法特异性强,主要作用于苹果蠹蛾,对果园中的天敌(如寄生蜂、捕食性昆虫)影响较小。相比化学农药,它减少了环境污染,保护了生物多样性,有利于维持果园生态系统的自我调节能力,从而提高了生态系统的抵抗力稳定性。
试试手自己判
检测题
在蔬菜大棚中,农民使用人工合成的性引诱剂诱杀雄性粉虱。一段时间后,发现粉虱种群密度并未显著下降,反而有所回升。请从信息传递和种群特征的角度,分析可能导致这一结果的原因(至少两点)。
看答案和判分标准
答案:1. 信息干扰失效:大棚内性引诱剂浓度可能过低或分布不均,导致部分雄虫未被有效诱杀,仍能完成交配;或者粉虱对合成性引诱剂产生了行为适应性,降低了对其的响应率。 2. 天敌介入不足:大棚内缺乏有效的粉虱天敌(如丽蚜小蜂),或者天敌数量过少,无法在粉虱交配后有效寄生其卵或捕食若虫,导致出生率虽降低但死亡率未同步增加,种群密度回升。 3. 迁入率高:大棚并非完全封闭,外部粉虱持续迁入,补充了被诱杀的个体,导致种群密度维持或上升。
判对标准:
- 答出“性引诱剂浓度/分布问题”或“害虫适应性”得2分。
- 答出“天敌数量不足”或“生物防治缺失”得2分。
- 答出“迁入率高”或“大棚封闭性差”得2分。
- 逻辑清晰,结合种群特征(出生率、死亡率、迁入率)分析,得2分。
- 总分8分,答出任意两点且分析合理即可得满分。
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