農(nóng)業(yè)水土工程特點(diǎn)與相關(guān)教學(xué)的思考

董文財 周延 關(guān)英紅

摘 要：分析了農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究對象的特點(diǎn)及我國農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生培養(yǎng)存在的不足。針對造成這種不足的原因提出了相應(yīng)的對策，指出農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生應(yīng)招收農(nóng)田水利專業(yè)的本科生為主，同時加強(qiáng)農(nóng)田水利專業(yè)本科生農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及植物生理生態(tài)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)；建議各培養(yǎng)單位統(tǒng)一培養(yǎng)模式，同時設(shè)立研究生培養(yǎng)專項科研基金；各高校應(yīng)加大對文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫建設(shè)的投入，或者進(jìn)一步促進(jìn)資源共享，為研究人員提供方便。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)水土工程 研究對象特點(diǎn) 研究生培養(yǎng)

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（b）-0200-02

水土資源作為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展不可替代的基礎(chǔ)支撐，是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)不可或缺的首要條件。耕地逐年減少，水資源日趨短缺等一系列問題造成的糧食減產(chǎn)、區(qū)域地下水位大幅度下降、水土環(huán)境退化、土壤荒漠化等一系列與農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科緊密相連的資源環(huán)境問題，正在制約著當(dāng)前的社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。如何促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)水土工程研究發(fā)展和研究人員培養(yǎng)成為相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和高校亟待解決的問題之一。

1 農(nóng)業(yè)水土工程的形成與發(fā)展

農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科是研究水、土運(yùn)移規(guī)律與持續(xù)高效利用的理論與技術(shù)，是合理利用農(nóng)業(yè)水土資源，創(chuàng)造良好的農(nóng)業(yè)水土環(huán)境，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的科學(xué)。作為以地學(xué)、生物學(xué)、氣象學(xué)為理論基礎(chǔ)，以工程學(xué)為技術(shù)基礎(chǔ)的應(yīng)用科學(xué)，農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科在我國曾先后被稱為“農(nóng)田水利”和“農(nóng)田灌溉”，國際上普遍采用“水土工程”名稱，我國于1990年由國務(wù)院學(xué)位委員會學(xué)科評議組定名為“農(nóng)業(yè)水土工程”。

農(nóng)業(yè)水土工程是在農(nóng)田水利工程基礎(chǔ)上發(fā)展起來的[1]。明代著名科學(xué)家徐光啟最早把西歐水利科學(xué)技術(shù)介紹到我國并在《農(nóng)政全書》中系統(tǒng)地論述了農(nóng)田水利有關(guān)問題，這是我國關(guān)于農(nóng)業(yè)水土工程的最早著作。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，農(nóng)田水利作為一門科學(xué)逐漸形成，不斷完善，本世紀(jì)二三十年代，我國著名水利專家李儀祉先生主持興建了涇惠渠等關(guān)中大型灌溉工程開啟了以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的農(nóng)田水利科學(xué)。我國關(guān)于“農(nóng)田水利”最早的解釋出現(xiàn)在李儀祉先生的《農(nóng)田水利之合作》中。30年代中期李儀祉的《農(nóng)田水利講義》和沙玉清的《農(nóng)田水利學(xué)》，對“農(nóng)田水利”作了進(jìn)一步科學(xué)地概括，形成了我國農(nóng)田水利科學(xué)的初步體系。40年代初我國出現(xiàn)了“農(nóng)業(yè)水利”一詞。50年代以后，原蘇聯(lián)的影響起著很大作用。80年代以來，歐美的影響又逐漸增長，一些專家認(rèn)為可以用“灌溉排水”來代替“農(nóng)田水利”[2，3]。

早期的農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科只是從水的角度出發(fā)，以水為出發(fā)點(diǎn)。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究人員認(rèn)識到“水、土、作物”三者是緊密相關(guān)的，應(yīng)該將三者作為一個整體來研究，才能有效地發(fā)揮各自的作用。

近20年來，我國農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科發(fā)展迅速，取得了一大批研究成果。西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科，圍繞我國西北及干旱、半干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)節(jié)水與水資源持續(xù)利用問題進(jìn)行了諸多方面的研究。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)成立了中國農(nóng)業(yè)水研究中心。2003年武漢大學(xué)的水資源與水電工程科學(xué)國家重點(diǎn)實驗室成立，河海大學(xué)的水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實驗室也為農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)[4]。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)等高校相繼成立了農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)。

2 農(nóng)業(yè)水土工程研究對象的特點(diǎn)

農(nóng)業(yè)水土工程的研究對象是以降水（灌溉）—土壤水—作物水—光合作用—干物質(zhì)量—經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化關(guān)系和高效調(diào)控作為研究主線，從水分調(diào)控、水肥耦合、作物生理與遺傳改良出發(fā)，探索提高各個環(huán)節(jié)中水的轉(zhuǎn)化效率與生產(chǎn)效率的機(jī)理。就屬性來說，其屬于自然造物占主導(dǎo)地位，并受人為因素影響，是一種具有工程意義的自然過程，是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)歷史產(chǎn)物，其形成受人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技進(jìn)步支配。同時，作為一門單獨(dú)的學(xué)科又賦存于農(nóng)業(yè)工程系統(tǒng)中，保持著與其他學(xué)科的相互依存和相互作用關(guān)系。

農(nóng)業(yè)水土工程從根本上是以水的轉(zhuǎn)化效率和生產(chǎn)效率為基礎(chǔ)，以工程應(yīng)用為目的的動態(tài)研究過程。農(nóng)業(yè)水土工程領(lǐng)域具有多學(xué)科相互交叉、各種單項技術(shù)互相滲透的顯著特征。包括水利工程學(xué)、土壤學(xué)、作物學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、材料學(xué)、數(shù)學(xué)和化學(xué)等多學(xué)科有機(jī)地結(jié)合。農(nóng)業(yè)水土工程研究對象以及研究手段是復(fù)雜的，這種復(fù)雜性主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）研究對象的復(fù)雜。農(nóng)業(yè)水土工程既要研究工程技術(shù)，又要研究包括農(nóng)業(yè)水文學(xué)理論，流體力學(xué)與水力學(xué)理論，土壤物理學(xué)與土壤水動力學(xué)理論，地表物質(zhì)（水分、溶質(zhì)、泥沙）遷移與能量轉(zhuǎn)化理論，植物水分生理與抗逆性生理理論，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)理論，農(nóng)田生態(tài)學(xué)理論等。必須將相關(guān)理論與農(nóng)業(yè)水土工程的核心理論與技術(shù)相結(jié)合才能夠推動農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科的發(fā)展。

（2）研究手段的復(fù)雜。為解決復(fù)雜現(xiàn)實的工程問題采取的實踐手段復(fù)雜多變，必須理論與實踐相結(jié)合。同時，不斷改進(jìn)研究手段，這是一個動態(tài)的過程。農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科研究手段的更新和新技術(shù)的應(yīng)用，包括計機(jī)技術(shù)、核技術(shù)、信息技術(shù)、紅外技術(shù)、遙感技術(shù)、電測技術(shù)、示蹤技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)以及先進(jìn)的灌排技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用等，同時采用數(shù)值計算方法、系統(tǒng)工程學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、應(yīng)用隨機(jī)過程、系統(tǒng)動力學(xué)、信息論控制論、預(yù)測學(xué)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)等方法，借助這些技術(shù)與方法，才能從整體上考慮水—土壤—作物—大氣之間關(guān)系，實現(xiàn)地表物質(zhì)遷移與能量轉(zhuǎn)化的定量描述，才能科學(xué)地確定其調(diào)控方案使該領(lǐng)域由單純的實驗性質(zhì)變?yōu)橐婚T有較嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)和定量方法的科學(xué)[5]。

（3）農(nóng)業(yè)水土工程系統(tǒng)是開放性的。在其演化過程中不斷地有新學(xué)科的加入，這又影響著系統(tǒng)的演化行為。

（4）系統(tǒng)具有時間屬性。包括工程時間尺度，自然演替時間尺度，工程時間尺度既要關(guān)心其工程運(yùn)營期間的穩(wěn)定性，又受到自然演替時間尺度的限制，水—土壤—作物—大氣之間的能量轉(zhuǎn)換與傳遞屬于短時間的尺度問題。對于不同生長期的水—土壤—作物—大氣之間的能量轉(zhuǎn)換與傳遞又屬于長時間的尺度問題。

（5）存在著控制性條件。從水分調(diào)控、水肥耦合、作物生理與遺傳改良出發(fā)，探索提高各個環(huán)節(jié)中水的轉(zhuǎn)化效率與生產(chǎn)效率的機(jī)理?？梢岳弥参锉旧砩砉δ苷{(diào)節(jié)和挖掘植物本身的節(jié)水潛力；利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)作物水分信息采集與精量控制灌溉技術(shù)，提升傳統(tǒng)節(jié)水技術(shù)的現(xiàn)代化水平；利用現(xiàn)代新材料技術(shù)，解決節(jié)水設(shè)備與產(chǎn)品研發(fā)中的材料與工藝問題，提升節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備與重大產(chǎn)品的技術(shù)水平；推進(jìn)常規(guī)節(jié)水技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、模式化、定量化和集成化，促進(jìn)其大規(guī)模的應(yīng)用，充分挖掘其節(jié)水的效果；在高效利用常規(guī)水資源的前提下，進(jìn)一步挖掘劣質(zhì)水、天然雨水等非常規(guī)水資源的利用潛力[4]。

3 農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)教學(xué)不足及對策

通過對農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究對象的特點(diǎn)和現(xiàn)代高校本科生、研究生的培養(yǎng)模式分析可知，農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生的培養(yǎng)存在嚴(yán)重不足?，F(xiàn)針對存在的不足，分析其產(chǎn)生的原因并提出相應(yīng)的對策。

3.1 本科教育與研究生教育脫軌

本科階段各專業(yè)劃分明顯，即使存在交叉也多是專業(yè)基礎(chǔ)課上的共享。例如農(nóng)田水利專業(yè)就很少涉及土壤學(xué)，植物生理學(xué)，生態(tài)學(xué)等農(nóng)業(yè)水土工程研究生必須具備的專業(yè)基礎(chǔ)知識。這些知識的獲得要等到研究生階段才能夠接觸，這就導(dǎo)致問題的出現(xiàn)，如植物生理學(xué)，生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)課程沒有學(xué)習(xí)，影響這兩門課程的學(xué)習(xí)效果。農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生各相關(guān)專業(yè)本科生都可以報考，導(dǎo)致研究生知識結(jié)構(gòu)不同，偏農(nóng)學(xué)的本科生報考農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生，雖然在土壤學(xué)，植物學(xué)，生態(tài)學(xué)方面基礎(chǔ)較好，但是水利和數(shù)學(xué)等就成為了制約其發(fā)展的瓶頸，因為偏農(nóng)學(xué)的本科生在本科階段數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)要求相對較低，水利方面的知識更是難以接觸。農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)是以水分在土壤—植物—大氣中的運(yùn)動為主要研究對象，以期達(dá)到農(nóng)業(yè)水土資源的高效利用，在這個系統(tǒng)中，水分由土壤向植物的運(yùn)動規(guī)律起關(guān)鍵性作用，農(nóng)田水利專業(yè)本科生從事農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究在知識儲備上占優(yōu)勢，建議農(nóng)田水利專業(yè)的本科生報考農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生，同時加強(qiáng)農(nóng)田水利專業(yè)本科生農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及植物生理生態(tài)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)?？到B忠在1993年建議在有條件的高校試辦農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)本科班[5]，這將大大提高農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生的質(zhì)量。

3.2 教育資源分配不均

作為科研人員，研究生指導(dǎo)教師所承擔(dān)的科研項目數(shù)量和研究內(nèi)容是不同的，甚至一些導(dǎo)師沒有科研項目，科研經(jīng)費(fèi)不足，從而影響了學(xué)生直接參加科研課題的機(jī)會。這一差別不但在各高校之間存在，在同一所高校或研究機(jī)構(gòu)內(nèi)部區(qū)別也很大，造成教育資源分配不均。建議全國統(tǒng)一設(shè)立專門的研究生科研基金，用于研究生的培養(yǎng)。另外，各高校農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生課程設(shè)置區(qū)別很大，1992年康紹忠在他的文章中提出應(yīng)在農(nóng)業(yè)部所屬教材編審委員會下設(shè)立農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)教材編審小組，討論全國農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生教材的統(tǒng)一編寫問題及有關(guān)課程的教學(xué)大綱，這一舉措有利于農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)研究生培養(yǎng)質(zhì)量的提高。

3.3 學(xué)生掌握學(xué)科前沿不充分

學(xué)生從本科階段進(jìn)入研究生學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)方式需要有一個轉(zhuǎn)變過程，現(xiàn)行的本科學(xué)生教育模式過于強(qiáng)調(diào)已有知識的傳授，缺乏對未知領(lǐng)域的開拓和思考，本科灌輸式教學(xué)使得學(xué)生只能被動地接受知識，制約其思考的主動性和探索性，研究生階段只有主動探索性學(xué)習(xí)才能夠完成相應(yīng)的知識儲備，這就造成了部分學(xué)生過渡時間較長，開始進(jìn)入探索性研究階段還沒有完全掌握本領(lǐng)域的前沿。我國部分院校存在2年制碩士研究生，培養(yǎng)時間過短，研究生質(zhì)量在時間上難以保證，建議農(nóng)業(yè)水土工程碩士研究生采取3年制培養(yǎng)方式。我國大部分高校文獻(xiàn)檢索能力有限，教師和學(xué)生不能獲得本領(lǐng)域國際最新研究成果，建議各高校加大對文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫建設(shè)的投入，或者進(jìn)一步促進(jìn)資源共享，為研究人員提供方便。

面對日益嚴(yán)峻的水土資源狀況和糧食危機(jī)問題，要求在高等學(xué)校進(jìn)行教學(xué)改革和探索，培養(yǎng)適應(yīng)時代需要、高水平的農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科人才，為解決我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)安全等重大戰(zhàn)略問題做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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