以實踐為基礎(chǔ)的寧夏大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究生教學(xué)案例設(shè)置

王銳 賈彪 孫權(quán)

【摘要】針對目前農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究生人才培養(yǎng)傳統(tǒng)課程設(shè)置中存在的教師重理論輕實踐、學(xué)生能聽懂不會用、課程內(nèi)容全而針對性差等問題，結(jié)合寧夏大學(xué)研究生培養(yǎng)的要求設(shè)置農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究生教學(xué)案例這門課程。寧夏大學(xué)在農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境緊密結(jié)合學(xué)科發(fā)展和地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，全方面進(jìn)行了積極的探索與實踐，主要圍繞寧夏土壤質(zhì)量提升、主要作物和瓜菜的精準(zhǔn)營養(yǎng)調(diào)控與高產(chǎn)高效施肥技術(shù)、農(nóng)業(yè)面源污染及廢棄物資源化利用、水肥一體化高效栽培及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等方面。這些案例有利于學(xué)生將學(xué)術(shù)探究與實踐應(yīng)用結(jié)合，以達(dá)到融會貫通的效果。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境 ?植物營養(yǎng)與合理施肥 ?廢棄物資源化 ?有機農(nóng)業(yè) ?案例課程

【基金項目】寧夏教育廳研究生教育教學(xué)改革研究與實踐項目（YJG201814）資助。

【中圖分類號】G64 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）51-0246-02

農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)是一個涵蓋面廣、多學(xué)科融合的綜合性學(xué)科，涉及到土壤資源、水資源、養(yǎng)分資源和農(nóng)業(yè)廢棄物資源的高效利用與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)的各個方面。寧夏大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究多年來主要圍繞養(yǎng)分資源與合理施肥、植物營養(yǎng)與管理、施肥與環(huán)境3個研究方向展開。該專業(yè)的目標(biāo)是培養(yǎng)具有農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境保護(hù)方面基本的知識和技能，并且能在農(nóng)資生產(chǎn)、農(nóng)技服務(wù)、土地資源管理和環(huán)境保護(hù)等相關(guān)部門或教學(xué)單位以及科學(xué)研發(fā)部門工作的高級科學(xué)技術(shù)人才。作為對高級科學(xué)技術(shù)人才的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的培養(yǎng)方式與課程設(shè)置存在一定問題，難以達(dá)到上述要求。因此，此次改革的重點內(nèi)容就是目前的傳統(tǒng)培養(yǎng)方式以及課程設(shè)置。改革后的培養(yǎng)方式加強了對學(xué)生基礎(chǔ)知識和能力的培養(yǎng)，從學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展考慮，著重強調(diào)和培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力、批判性思維能力以及創(chuàng)新能力。由于傳統(tǒng)課程的局限性，我們結(jié)合農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究生專業(yè)特點以及寧夏大學(xué)本身的優(yōu)勢和特點，設(shè)置農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究案例這門課程，通過學(xué)術(shù)探究與實踐應(yīng)用相結(jié)合的方式，旨在實現(xiàn)系統(tǒng)學(xué)習(xí)與案例模塊相互補充、共同提高與個性發(fā)展同時并重的特點。

為了更好的提升研究生教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，結(jié)合寧夏資源特色，從實踐出發(fā)，農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)案例課從寧夏土壤質(zhì)量提升、植物精準(zhǔn)營養(yǎng)調(diào)控、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用、水肥一體化高效栽培等8個方面展開，旨在落實國家所倡導(dǎo)的化肥減施增效政策和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.干旱半干旱區(qū)土壤質(zhì)量提升案例

在寧夏通常按照“三分法”把寧夏的農(nóng)業(yè)區(qū)塊劃分為引黃灌區(qū)，中部干旱帶和南部山區(qū)。按照“三分法”提出為什么這么劃分，劃分的依據(jù)與特點是什么？

作為中國四大古老灌區(qū)之一的引黃灌區(qū)，淡灰鈣土、鹽漬土和灌淤土是其主要土壤類型。該區(qū)的鹽漬土是由干旱氣候、水文地質(zhì)、地形及人為活動等各種因素綜合作用產(chǎn)生的結(jié)果。對鹽漬土質(zhì)量的改善，主要是通過排水和灌水的水利工程措施和農(nóng)藝改良措施。其排灌措施主要是采用暗管排水鹽分和節(jié)水防鹽灌溉技術(shù)，農(nóng)藝改良措施是農(nóng)作物秸稈培肥改良、機械深松深翻、施用有機肥和土壤調(diào)理劑等。寧夏中部干旱帶耕層土壤物理性質(zhì)差、養(yǎng)分分布不均及有機質(zhì)含量下降快等問題，強還原法能有效改善土壤質(zhì)量，施用生物有機肥能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤速效養(yǎng)分和有機質(zhì)含量，從而改善土壤質(zhì)量。寧南山區(qū)因連續(xù)多年肥料不合理施用，導(dǎo)致土壤容重大、易板結(jié)等問題，應(yīng)該大力推廣化肥減施并配施有機肥的理念，科學(xué)施肥，培肥沃土，以達(dá)到該區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.優(yōu)勢特色作物精準(zhǔn)營養(yǎng)調(diào)控案例

實現(xiàn)農(nóng)作物的精準(zhǔn)養(yǎng)分調(diào)控，水肥一體化技術(shù)的利用是必不可少的。該技術(shù)在掌握不同氣候、土壤類型及不同的作物不同的生育期的養(yǎng)分需求特點的基礎(chǔ)上，對養(yǎng)分的施用量進(jìn)行設(shè)計，予以精確調(diào)節(jié)。如何在水肥一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究寧夏各種經(jīng)濟(jì)作物在生長過程中的需水需肥規(guī)律以及水肥的合理施用量，提高該區(qū)域的作物產(chǎn)量和品質(zhì)？

針對寧夏靈武長棗的合理施肥及水肥一體化應(yīng)用效果掌握長棗最高產(chǎn)量氮、磷、鉀施用量分別是多少，其最好經(jīng)濟(jì)效益施肥量分別為多少合適;還有合理灌溉和灌水定額等，掌握了水肥投入量后，不但水分投入減少了，并且水分利用效率和產(chǎn)量也提高了。植物中某些部位的營養(yǎng)元素在不同生育期的動態(tài)變化規(guī)律也是作物合理施肥，確定最優(yōu)水肥管理模式的依據(jù)，通過分析果樹葉片的營養(yǎng)元素來診斷果樹的營養(yǎng)特點，并以此為依據(jù)指導(dǎo)果樹合理施肥、科學(xué)管理，掌握作物的合理施肥量，并予以實踐。

3.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用案例

農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用是指以農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念來開啟“農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)業(yè)”的大門，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物變廢為寶，如何行之有效有針對性的開展農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用？

作物秸稈作為第一類廢棄物，露天焚燒秸稈所帶來的最大問題就是導(dǎo)致空氣污染，直接影響民航、鐵路等交通工具正常運營。秸稈中含有一定量的粗脂肪、大量的有機質(zhì)、氮、磷、鉀和微量元素等，因此采用秸稈還田的措施。在寧夏揚黃灌區(qū)實施秸稈還田配施氮肥可改善土壤水肥狀況，動物的畜禽糞便是很好的制肥原料，因為畜禽糞便中有豐富的有機質(zhì)以及較高的NPK及微量元素。所以將其制成可改善土壤理化性質(zhì)及土壤板結(jié)的生物有機肥。它是以動物糞便為主要原料，加入秸稈或尿素以調(diào)節(jié)碳氮比，再經(jīng)過發(fā)酵腐熟而形成的一種兼有機肥和微生物肥作用的肥料。

4.有機農(nóng)業(yè)栽培管理案例

有機農(nóng)業(yè)是不使用化學(xué)合成物質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品體系，近幾年有機農(nóng)業(yè)的逐漸興起，使得有機農(nóng)業(yè)的栽培管理方式也引起了廣泛的談?wù)撆c研究。如何有效掌控有機農(nóng)業(yè)栽培管理過程中最重要的施肥管理和農(nóng)藥管理？

有機農(nóng)業(yè)所施的有機肥雖來源廣泛，但利用率低，真正有效用到有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的肥料卻是極少，因此我們需要擴大綠肥種植面積和合理利用動植物肥源以加大有機肥料的投入量，同時在施肥時，應(yīng)根據(jù)有機物特性、土壤性質(zhì)以及作物種類及其生長規(guī)律等進(jìn)行施肥，提高土壤肥力。

對農(nóng)藥管理而言，我們基于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的整體觀，綜合應(yīng)用各種防控措施，旨在創(chuàng)造一個既不利于病蟲害的滋生，又能夠滿足天敵的繁殖要求的優(yōu)良環(huán)境條件，最大程度地維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡和有效降低病蟲害造成的損失和危害。在有機農(nóng)業(yè)中，應(yīng)該首先采取物理和農(nóng)業(yè)方法的防治措施，其次是合理地利用生物藥劑。物理防控中可利用防蟲網(wǎng)和誘蟲板滅蟲，機械捕捉害蟲以及使用相應(yīng)的誘劑誘捕害蟲等;選用抗病蟲害的優(yōu)良品種，采取清園、封園、修剪及休耕、和高溫悶棚等一系列的農(nóng)業(yè)措施。

5.新型肥料開發(fā)與利用案例

目前，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展已進(jìn)入新的歷史時期，傳統(tǒng)肥料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)面臨著政策和市場的雙層考驗，進(jìn)一步去探尋肥料產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展空間和領(lǐng)域是非常有必要的。因此具有高效性、長效性的新型肥料產(chǎn)業(yè)應(yīng)運而生。原農(nóng)業(yè)部制定了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，強調(diào)大力推進(jìn)化肥減量增效，如何結(jié)合寧夏農(nóng)業(yè)資源特點開展新型肥料的開發(fā)與應(yīng)用？

新型肥料根據(jù)其自身性質(zhì)和功能一般分為專用配施肥、商品有機肥、水溶性肥料、微生物肥料及緩控釋肥料等。寧夏的氣候條件，以及原農(nóng)業(yè)部所提出的“深入推進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)，集中示范展示節(jié)水模式，帶動水肥一體化等技術(shù)的大面積推廣”，再結(jié)合寧夏本地的各種經(jīng)濟(jì)作物，我們已研發(fā)出枸杞專用肥、釀酒葡萄專用肥、玉米專用肥等農(nóng)作物的專用配施肥，所有的專用配施肥都是全水溶性肥料。新型肥料的研發(fā)雖已有良好的開端，但我們?nèi)孕枰诜e極研發(fā)高效、節(jié)能、長效的新型肥料產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，大力推廣新型肥料應(yīng)用技術(shù)，不斷擴展國內(nèi)外市場。

6.水肥一體化高效栽培案例

水肥一體化是一項集灌溉與施肥為一體，涉及農(nóng)田灌溉、作物施肥系統(tǒng)和土壤耕作等方面的綜合技術(shù)。它主要是按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點進(jìn)行不同的需求設(shè)計，把水分和養(yǎng)分定時、定量按一定比例提供給作物，旨在實現(xiàn)水肥的同步管理和精準(zhǔn)高效利用。如何在寧夏干旱少雨開展水肥一體化研究提高該區(qū)域有限的水及養(yǎng)分的資源利用效率？

我國的水肥一體化技術(shù)研究正轉(zhuǎn)向更為精準(zhǔn)的營養(yǎng)物質(zhì)濃度試驗和灌水下限試驗研究。寧夏枸杞適宜N，P，K質(zhì)量濃度是枸杞水肥一體化技術(shù)高產(chǎn)的關(guān)鍵，全生育期給葉用枸杞灌溉NPK質(zhì)量濃度分別為多少的配比恒定的營養(yǎng)液，可增加葉用枸杞的產(chǎn)量？寧夏干旱區(qū)域干旱年份玉米的產(chǎn)量是隨滴灌水量增加而呈指數(shù)式增長，滴灌水量對玉米生長及產(chǎn)量的影響是大于施肥量對玉米生長及產(chǎn)量的影響。水肥一體化對于提升寧夏農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量及品質(zhì)是很有益的。

7.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)案例

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式與信息技術(shù)的有機結(jié)合，如何利用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)及時準(zhǔn)確地收集農(nóng)業(yè)資源信息、估量農(nóng)作物的長勢和產(chǎn)量等？

農(nóng)作物的長勢評估是遙感監(jiān)測領(lǐng)域發(fā)展較為成熟的主題之一。以前的遙感作物長勢評估是將監(jiān)測數(shù)據(jù)與同期的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，再通過作物生育期、生長情況等與遙感參數(shù)時間曲線的響應(yīng)關(guān)系，推測作物生長發(fā)育情況及其生長趨勢;而目前的遙感監(jiān)測為適應(yīng)農(nóng)田尺度的監(jiān)測特點，因此監(jiān)測方法在時間和空間兩個維度以及實時監(jiān)測兩方面做出補充。同時無人機作為遙感的載體，有成本低、機動靈活、可收集視覺和多光譜數(shù)據(jù)等長處，是發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)必不可少的重要東西之一。針對于寧夏海拔較高，山川并存的地理特點以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的規(guī)模化經(jīng)營，開發(fā)適用于寧夏的農(nóng)用飛噴無人機還有以寧夏大學(xué)和寧夏農(nóng)林科學(xué)院的科技人員為主負(fù)責(zé)建立主要作物遙感信息與地面分析相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，這都對于寧夏機械化農(nóng)業(yè)的發(fā)展是非常有意義的，也為寧夏邁入精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)奠定了一定的基礎(chǔ)。

8.農(nóng)業(yè)面源污染案例

農(nóng)業(yè)面源污染是因為不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動所導(dǎo)致發(fā)生的污染現(xiàn)象。具體來講，是指化肥、農(nóng)藥等污染物在降雨和徑流沖刷下，通過農(nóng)田地表徑流、地下淋溶等方式緩慢地在土壤圈層內(nèi)運動或從土壤中向水源擴散進(jìn)入受納水體，從而引起污染的現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)面源污染若不進(jìn)行進(jìn)一步的治理，會造成水體富營養(yǎng)化加重、土壤退化速度加重以及白色污染面積擴大等危害，因此我們應(yīng)采取合理可行的措施予以改善。

我們主要從化肥農(nóng)藥控制和農(nóng)業(yè)廢棄物資源化兩方面予以改善?；兽r(nóng)藥控制最有效的方法就是研發(fā)新型肥料和生物農(nóng)藥。在不影響農(nóng)作物產(chǎn)量的情況下，削減化肥的施用量，施用生物有機肥及緩控釋肥料。緩控釋肥料通過改變肥料本身的某些化學(xué)成分，使肥料在進(jìn)入土壤后緩慢釋放養(yǎng)分，被農(nóng)作物慢慢吸收，延長肥料的肥效持續(xù)時間，減少氮肥流失，提高肥料的利用率，同時農(nóng)藥方面減少高毒高殘留農(nóng)藥的大量使用，以生物農(nóng)藥進(jìn)行前期預(yù)防，降低農(nóng)作物的病蟲害的普遍發(fā)生。農(nóng)業(yè)廢棄物資源化則首要針對農(nóng)作物秸稈和畜禽養(yǎng)殖廢棄物。秸稈可以還田;畜禽類糞便發(fā)酵后可作為有機肥料，用于農(nóng)作物生產(chǎn)，實現(xiàn)廢棄資源的再利用。農(nóng)業(yè)面源污染物的有效化處理，對實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著非同一般的意義。

總之，在我國農(nóng)業(yè)資源的充分利用與環(huán)境保護(hù)是一個必須長期堅持的事情。我們立足于寧夏的實際情況，針對性地開展土壤的改良、農(nóng)業(yè)節(jié)約型技術(shù)及高效施肥技術(shù)等案例的教學(xué)，旨在為研究生的實踐能力培養(yǎng)和該區(qū)農(nóng)作物的化肥減施增效奠定堅實基礎(chǔ)，開辟寧夏特色的農(nóng)業(yè)資源環(huán)境人才培養(yǎng)和環(huán)境保護(hù)之路，從而實現(xiàn)寧夏教育、農(nóng)業(yè)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

作者簡介：

王銳（1981-），男，博士，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境教學(xué)科研工作。