新農(nóng)科與物理學(xué)

賈貴儒 何志巍 劉玉穎

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用物理系，北京 100083)

2004年至2019年連續(xù)16年的“一號(hào)文件”講的都是農(nóng)業(yè)問(wèn)題，可見中央非常重視農(nóng)業(yè)。黨的十九大報(bào)告中指出：農(nóng)業(yè)農(nóng)村農(nóng)民問(wèn)題是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的根本性問(wèn)題。必須始終把解決好“三農(nóng)”問(wèn)題作為全黨工作重中之重。農(nóng)業(yè)出路在現(xiàn)代化，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化關(guān)鍵在科技進(jìn)步。農(nóng)業(yè)4.0的鄉(xiāng)村振興、產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)文明、健康中國(guó)等都對(duì)推進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)、對(duì)農(nóng)業(yè)高等教育提出了新的要求。

1 我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀

1.1 改革開放四十年的輝煌成就

四十年的改革開放，中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展成就輝煌。2017年，糧食總產(chǎn)量6.18億噸，人均445公斤；肉類總量8588萬(wàn)噸，人均62公斤；水產(chǎn)品總量6953萬(wàn)噸，人均50公斤。1978年，第一產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力占比70.5%，到2017年第一產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力占比為27%。(1)數(shù)據(jù)取自2018年1月在北京國(guó)際會(huì)議中心招開的“全國(guó)智慧農(nóng)業(yè)論壇”中張紅宇報(bào)告“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的第三條道路——中國(guó)的現(xiàn)狀與未來(lái)”。

1.2 差距依然存在

2017年我國(guó)糧食累計(jì)進(jìn)口1.3062億噸，其中，大豆9553萬(wàn)噸，稻米403萬(wàn)噸，小麥442萬(wàn)噸，玉米283萬(wàn)噸。糧食進(jìn)口實(shí)際已占我國(guó)全年糧食總量的17.45%，超過(guò)“紅線”12個(gè)點(diǎn)。農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)效率低下，2015年四國(guó)人均農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值：美國(guó)：80537.73美元；日本：55900.97美元；中國(guó)：1465.22美元。①

1.3 當(dāng)前農(nóng)業(yè)面臨的問(wèn)題

當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在農(nóng)村勞動(dòng)力老齡化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本上升、農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力下降、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織化與市場(chǎng)化程度低、生態(tài)環(huán)境亟待改善等方面。

(1) 還有農(nóng)村土地?zé)o人耕種。一些遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的鄉(xiāng)村，年輕人進(jìn)城打工，孩子進(jìn)城讀書，還在務(wù)農(nóng)的多是老人和婦女。

(2) 種地的成本增大。出現(xiàn)農(nóng)民不愿意賣糧、不愿意種糧的現(xiàn)象。

(3) 有些高產(chǎn)量是化肥農(nóng)藥過(guò)度催生的結(jié)果。

(4) 如果進(jìn)口糧食價(jià)格更低，有些糧庫(kù)就一味地收購(gòu)進(jìn)口糧食。

(5) 生態(tài)環(huán)境被破壞。有關(guān)部門通過(guò)對(duì)118個(gè)城市連接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示發(fā)現(xiàn)，約64%的城市地下水遭受嚴(yán)重污染，33% 的地下水受到輕度污染，基本清潔的地下水只有3%;目前全國(guó)耕種土地面積的10%以上已受重金屬污染，共約1.5億畝;此外，因污水灌溉而污染的耕地有3250萬(wàn)畝;因固體廢棄物堆存而占地和毀田的約有200萬(wàn)畝，其中多數(shù)集中在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)。

2 當(dāng)代世界農(nóng)業(yè)的幾種先進(jìn)模式

它們的共同特點(diǎn)是科技領(lǐng)先，形成規(guī)模，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)效率高。

2.1 美國(guó)農(nóng)業(yè)：大農(nóng)場(chǎng)模式——機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化

美國(guó)人口只有3億左右，其中農(nóng)業(yè)人口還不足全國(guó)人口總數(shù)的2%。一個(gè)農(nóng)民可以照料6～7萬(wàn)只雞、5000頭牛，可以生產(chǎn)谷物10萬(wàn)公斤，生產(chǎn)肉類1萬(wàn)公斤，養(yǎng)活98個(gè)美國(guó)人和34個(gè)外國(guó)人。美國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)人才的培養(yǎng)是成功的，秉承科研+教育+推廣“三位一體”的體系，有4大研究中心、130多所農(nóng)學(xué)院、56個(gè)州農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站、1200家科研機(jī)構(gòu)主要服務(wù)于農(nóng)業(yè)、3300多個(gè)地區(qū)性推廣站和農(nóng)業(yè)合作推廣機(jī)構(gòu)、63所林學(xué)院、27所獸醫(yī)學(xué)院、9600名農(nóng)業(yè)科學(xué)家、1.7萬(wàn)人左右的農(nóng)技推廣人員。[1]

2.2 荷蘭農(nóng)業(yè)：人工環(huán)境農(nóng)業(yè)

荷蘭國(guó)土面積41864平方公里，只有重慶市的一半，但是全球第二大食品出口國(guó)。荷蘭是世界上最大的土豆和洋蔥出口國(guó)。在全球蔬菜種子貿(mào)易中，超過(guò)1/3的種子來(lái)自荷蘭。荷蘭種植大棚具有高凈空、增溫、補(bǔ)碳、補(bǔ)光、營(yíng)養(yǎng)控制、消毒的特點(diǎn)。番茄溫室種植，12月種植，3月初收獲，到11月結(jié)束。8個(gè)月采收期。溫度不超過(guò)28℃，晚上在20℃左右，形成溫差。一畝地50噸產(chǎn)量(每平方米75公斤)。辣椒大棚，每平方米30公斤。[2]

2.3 德國(guó)： 農(nóng)民持證上崗、農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化嚴(yán)格農(nóng)業(yè)法律法規(guī)完善

德國(guó)的城市和農(nóng)村幾乎沒有差距，到處都是農(nóng)田。農(nóng)業(yè)利用的土地占國(guó)土面積的47.4%，柏油路通達(dá)每家每戶。德國(guó)的農(nóng)業(yè)從業(yè)人員約占總勞動(dòng)力的2%，一個(gè)農(nóng)民可以養(yǎng)活150人，未來(lái)，還要達(dá)到300人的目標(biāo)。德國(guó)農(nóng)民均為持證上崗，年輕的新農(nóng)民必須受過(guò)9年義務(wù)教育，再經(jīng)過(guò)最少3年的職業(yè)培訓(xùn)。德國(guó)農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化嚴(yán)格，十分強(qiáng)調(diào)農(nóng)產(chǎn)品安全問(wèn)題。德國(guó)農(nóng)業(yè)法律法規(guī)完善為農(nóng)業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航，為農(nóng)業(yè)發(fā)展建立了金融體系和土地流轉(zhuǎn)制度，政府大力的財(cái)政支持讓土地和農(nóng)民都活了起來(lái)。[3]

2.4 以色列：節(jié)水灌溉、商品率高

以色列資源非常稀少，有一半的土地是沙漠，可耕地面積非常少，水資源非常缺乏。以色列的農(nóng)業(yè)非常發(fā)達(dá)，一個(gè)農(nóng)業(yè)人口可養(yǎng)活90～100人。發(fā)達(dá)的自動(dòng)化溫室控制技術(shù)，先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，精確化的育種開發(fā)技術(shù)及水肥一體化技術(shù)。勞動(dòng)生產(chǎn)率達(dá)到日本3倍，中國(guó)12倍，耕地生產(chǎn)率是世界最高，達(dá)到了美國(guó)的近5倍。以色列平均每頭牛產(chǎn)奶10500公斤，棉花單產(chǎn)居世界之首，畝產(chǎn)近500公斤(中國(guó)為114公斤)、柑桔畝產(chǎn)多達(dá)3噸(中國(guó)為0.5噸)。[4]

2.5 日本農(nóng)業(yè)：商品率十分高——第六產(chǎn)業(yè)

日本屬于島國(guó)，沒有發(fā)展農(nóng)業(yè)的先天條件，但是日本商品率十分高，高達(dá)95%，部分達(dá)到100%。商品率是農(nóng)業(yè)上從自給性生產(chǎn)向商品經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化的重要指標(biāo)。一般農(nóng)戶全年只生產(chǎn)1～2個(gè)品種。搞農(nóng)業(yè)的不僅只搞種養(yǎng)(第一產(chǎn)業(yè))，還要加工農(nóng)產(chǎn)品(第二產(chǎn)業(yè))，銷售農(nóng)產(chǎn)品(深加工)或配套服務(wù)(第三產(chǎn)業(yè))，這樣才能獲得多環(huán)節(jié)增值價(jià)值?！?+2+3”=6。這就是“第六產(chǎn)業(yè)”的來(lái)歷。[5]

3 對(duì)農(nóng)業(yè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)及規(guī)劃的建議

3.1 規(guī)劃未來(lái)的中國(guó)農(nóng)業(yè)必須要解決的幾個(gè)問(wèn)題

3.1.1 確保糧食安全

這是個(gè)關(guān)系國(guó)計(jì)民生的大問(wèn)題。必須以中國(guó)供給解決中國(guó)需求，以中國(guó)資源解決中國(guó)問(wèn)題。既不排斥進(jìn)口，又不能依賴進(jìn)口。

3.1.2 確保增加農(nóng)民收入——提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率

這是個(gè)關(guān)系社會(huì)穩(wěn)定的大問(wèn)題。

3.1.3 建立新時(shí)代的土地制度

目前我國(guó)土地所有權(quán)、承包權(quán)、經(jīng)營(yíng)權(quán)“三權(quán)分置”，我們要完善土地流轉(zhuǎn)制度，讓土地和農(nóng)民都充分運(yùn)行，保證國(guó)家和農(nóng)民的利益。[6]

3.2 對(duì)農(nóng)業(yè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與規(guī)劃的建議

3.2.1 樹立正確的農(nóng)業(yè)觀念

仍有個(gè)別人對(duì)農(nóng)業(yè)的認(rèn)識(shí)仍停留在一個(gè)家庭種幾畝地，以自給為主的生產(chǎn)模式，對(duì)當(dāng)今世界先進(jìn)農(nóng)業(yè)缺乏了解。建議將當(dāng)代幾種農(nóng)業(yè)先進(jìn)模式和國(guó)內(nèi)一些優(yōu)秀的農(nóng)業(yè)模式制作成電視片，在電視臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)播放，拓展視野、開啟民智，讓各地農(nóng)民參考借鑒，創(chuàng)造自己的農(nóng)業(yè)新模式。

3.2.2 未來(lái)農(nóng)業(yè)的根本問(wèn)題是科學(xué)技術(shù)

農(nóng)民的整體文化偏低，缺少農(nóng)業(yè)科技知識(shí)?，F(xiàn)在農(nóng)村人口約80%在36歲以上。我國(guó)農(nóng)業(yè)高校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科主要集中在傳統(tǒng)的種植與食品加工領(lǐng)域，相對(duì)單一，與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈與價(jià)值鏈結(jié)合不足，尚未實(shí)現(xiàn)農(nóng)科與資源集約利用、生態(tài)文明建設(shè)等領(lǐng)域的有效銜接，高等教育中人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與市場(chǎng)脫節(jié)，專業(yè)設(shè)置及課程體系陳舊，農(nóng)科大學(xué)生科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不厚，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的能力不足，人文素養(yǎng)欠缺等問(wèn)題。農(nóng)業(yè)院校用統(tǒng)編教材，缺少特色，缺乏針對(duì)性。

美國(guó)、德國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式給我們的啟示——未來(lái)農(nóng)業(yè)不一定需要那么多的農(nóng)民；荷蘭的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式給我們的啟示——未來(lái)農(nóng)業(yè)不一定需要那么多的耕地；以色列的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式給我們的啟示——未來(lái)農(nóng)業(yè)不一定需要那么多的水。務(wù)農(nóng)人口減少，耕地流失，這些是表面問(wèn)題。未來(lái)農(nóng)業(yè)的根本問(wèn)題是科學(xué)技術(shù)。

3.2.3 對(duì)全國(guó)地勢(shì)平坦的大片耕地建立大型農(nóng)場(chǎng)

改革開放40年農(nóng)業(yè)成就輝煌，以黃淮海平原的曲周為例，過(guò)去是鹽堿地畝產(chǎn)糧僅100公斤，現(xiàn)今糧食畝產(chǎn)達(dá)1000公斤。下一個(gè)40年怎么辦？建議對(duì)全國(guó)地勢(shì)平坦的大片耕地建立大型農(nóng)場(chǎng)，作為國(guó)家商品糧基地，確保糧食安全。這樣有利于大規(guī)模集約化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有利于減少務(wù)農(nóng)人數(shù)、提高生產(chǎn)效率、增加農(nóng)民收入。

3.2.4 在大中城市50～100公里范圍建立副食品基地

建立蔬菜大棚、大型養(yǎng)殖場(chǎng)、大型加工廠，副食品基地提供城市中所需求的70%副食品。這樣有利于減少中間環(huán)節(jié)、消除長(zhǎng)途運(yùn)輸、降低損耗、保鮮、降低成本、增加農(nóng)民收入，有利于城市副食品數(shù)量與質(zhì)量的保障，同時(shí)發(fā)展旅游觀光農(nóng)業(yè)。

3.2.5 在多山地區(qū)以特色農(nóng)業(yè)為主

組織農(nóng)業(yè)合作社，提高商品率，把小農(nóng)戶帶入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。農(nóng)民只負(fù)責(zé)種、養(yǎng)，只生產(chǎn)1～2個(gè)品種，政府負(fù)責(zé)修路，企業(yè)負(fù)責(zé)銷售。

4 新農(nóng)科

“近年來(lái)我國(guó)高等農(nóng)業(yè)教育取得了飛速發(fā)展，國(guó)際地位顯著提升，但仍存在總體水平有待進(jìn)一步提高，與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)合不夠緊密，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)率不足，學(xué)科結(jié)構(gòu)相對(duì)單一，課程體系陳舊，重專業(yè)教育輕通識(shí)教育，學(xué)生科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不深厚，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的能力不足，交叉融合不足，人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)不盡合理等諸多問(wèn)題，尚不能滿足國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化對(duì)農(nóng)業(yè)科技教育的需求[7]”。傳統(tǒng)農(nóng)科發(fā)展面臨的這些瓶頸問(wèn)題，依靠傳統(tǒng)發(fā)展路徑難以在人才培養(yǎng)、引領(lǐng)國(guó)際科技前沿以及重大科技成果產(chǎn)出等方面實(shí)現(xiàn)大的突破。

農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是復(fù)雜巨系統(tǒng)，已經(jīng)很難再依靠“點(diǎn)”上的技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)整體提升。整體思維和系統(tǒng)認(rèn)知分析技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技突破的首要前提。當(dāng)事物發(fā)展到“拐點(diǎn)”時(shí)，必須調(diào)整方向。農(nóng)科教育沿著慣性軌道前進(jìn)已經(jīng)行不通了。到目前已經(jīng)有浙江大學(xué)、上海交大、北京大學(xué)等8所大學(xué)成立了農(nóng)學(xué)院或涉農(nóng)專業(yè)，今年中國(guó)農(nóng)科院成立了中國(guó)農(nóng)科院大學(xué)。與傳統(tǒng)農(nóng)科相比，“新農(nóng)科”更強(qiáng)調(diào)整體思維和系統(tǒng)認(rèn)知分析，更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性，要用現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)、工程技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造現(xiàn)有涉農(nóng)專業(yè)，加快布局涉農(nóng)新專業(yè)，助力打造天藍(lán)水凈、食品安全、生活恬靜的美麗中國(guó)。過(guò)去“工科”與“農(nóng)科”經(jīng)緯分明，“新農(nóng)科”將使“工科”與“農(nóng)科”的界線模糊不清，“新農(nóng)科”對(duì)物理學(xué)的需求將越來(lái)越高。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)所關(guān)注的“種”和“養(yǎng)”的基本問(wèn)題，已經(jīng)轉(zhuǎn)移到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的信息化、智能化、機(jī)械化和生態(tài)環(huán)境的化肥農(nóng)藥超標(biāo)、農(nóng)業(yè)廢棄物的處理和防疫等問(wèn)題。使命呼喚擔(dān)當(dāng)，使命引領(lǐng)未來(lái)。新時(shí)代下“新農(nóng)科”的提出既展現(xiàn)了高等農(nóng)林教育的美好愿景，也對(duì)高等農(nóng)林教育的理念內(nèi)涵拓展、人才培養(yǎng)模式、協(xié)調(diào)發(fā)展格局提出了新的挑戰(zhàn)和更高的要求。面對(duì)新時(shí)代的呼喚，高等農(nóng)林教育必須從根本上解決專業(yè)內(nèi)涵、知識(shí)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)模式等問(wèn)題，識(shí)變、應(yīng)變、求變，大膽改革、主動(dòng)擔(dān)當(dāng)，加快新農(nóng)科建設(shè)，才能把握發(fā)展機(jī)遇，與新時(shí)代同行。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求與生命科學(xué)、信息科學(xué)、工程技術(shù)、新能源、新材料及人文社會(huì)科學(xué)的深度交叉與融合，拓展傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)學(xué)科的內(nèi)涵，提升改造傳統(tǒng)涉農(nóng)學(xué)科專業(yè)，布局發(fā)展新興新生農(nóng)科專業(yè)，構(gòu)建高等農(nóng)業(yè)教育的新理念、新模式，培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、視野開闊、知識(shí)結(jié)構(gòu)寬、創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)軍人才。實(shí)現(xiàn)農(nóng)林教育從基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)向基于產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變、從基于農(nóng)業(yè)單一維度向基于生產(chǎn)生活生態(tài)多重維度轉(zhuǎn)變、從基于單項(xiàng)農(nóng)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)向基于交叉融合知識(shí)體系轉(zhuǎn)變。

新農(nóng)科遵循“學(xué)生中心、發(fā)展導(dǎo)向”理念，聚焦學(xué)生核心素養(yǎng)與能力，培養(yǎng)學(xué)生具備堅(jiān)定的理想信念、良好的人文素養(yǎng)、扎實(shí)的理學(xué)基礎(chǔ)、寬廣的全球視野和過(guò)硬的核心專業(yè)能力。拓展培養(yǎng)規(guī)格，實(shí)現(xiàn)農(nóng)林高等教育人才培養(yǎng)定位從過(guò)于強(qiáng)調(diào)單一專業(yè)人才培養(yǎng)向通專結(jié)合人才培養(yǎng)的轉(zhuǎn)型，能夠成長(zhǎng)為具有知識(shí)融合、創(chuàng)新引領(lǐng)和服務(wù)社會(huì)的卓越農(nóng)林人才。堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向，設(shè)計(jì)能夠支撐新農(nóng)科人才知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的新課程體系；立足新農(nóng)科人才觀，構(gòu)建具有農(nóng)科特色的通識(shí)教育課程體系；面向新專業(yè)布局，構(gòu)建交叉融合、復(fù)合貫通的新農(nóng)科知識(shí)體系。

2019年6月28日建設(shè)新農(nóng)科的“第一部曲”《安吉共識(shí)》發(fā)布；“第二部曲”《北大倉(cāng)行動(dòng)》2019年在國(guó)家糧倉(cāng)——東北地區(qū)開啟；“第三部曲”《北京指南》2019年12月在北京中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)推出。

新工科與新醫(yī)科、新農(nóng)科交織交融、相互支撐，新文科為新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科注入新元素，“四新”是下一輪高等教育改革的先行者、探索者、引領(lǐng)者。

5 物理與農(nóng)業(yè)

物理學(xué)是對(duì)世界的合理解釋；物理學(xué)具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值；物理學(xué)為我們提供了研究方法和思維方式；物理學(xué)總是對(duì)未知世界做永無(wú)止境的探索。物理學(xué)由知識(shí)(概念、定理和公式)、研究方法和思維方式3個(gè)層次構(gòu)成。

新農(nóng)科要求培養(yǎng)視野開闊、科學(xué)基礎(chǔ)厚、知識(shí)結(jié)構(gòu)寬、創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)軍人才。新農(nóng)科的物理課程既要保證物理學(xué)的系統(tǒng)性，又要服務(wù)于新時(shí)期的農(nóng)業(yè)。教材中的內(nèi)容都是昨天的科學(xué)，我們的目標(biāo)是把學(xué)生送到明天的前沿。

5.1 光合作用中的物理學(xué)

5.1.1 普朗克黑體輻射公式

單位時(shí)間內(nèi)，從溫度為T的黑體單位面積上，頻率在ν→ν+dν范圍內(nèi)所輻射的能量。

單位時(shí)間內(nèi)，從溫度為T的黑體單位面積上，頻率在ν→ν+dν范圍內(nèi)所輻射的光子數(shù)量。單位為mol或E(愛因斯坦)，常用單位為μmol或μE。光合作用中一個(gè)光子激活一個(gè)分子。

建議編寫、修訂教材時(shí)將其補(bǔ)入。

5.1.2 光合作用中的吸收光譜曲線

為什么植物一般是綠色，因?yàn)樗{(lán)色光和紅色光被植物吸收了，反射的是綠色光。下圖中深色線是光合作用線，淺色線是呼吸作用線，植物的積累=光合作用—呼吸作用。植物積累較多的溫度區(qū)間約10℃左右。

5.1.3 溫度與光合作用和呼吸作用

光合作用，一定溫度范圍內(nèi)線性增長(zhǎng)，最優(yōu)生長(zhǎng)范圍很小，一般不超過(guò)10℃。呼吸作用，隨溫度不斷增強(qiáng)。如果夜間溫度較高，反而消耗養(yǎng)分。

5.1.4 日照因素

太陽(yáng)常數(shù)：1.3608±0.0005千瓦每平方米。光合作用飽和光強(qiáng)：～100瓦每平方米，不同植物有差異。

溫度有季節(jié)變化，晝夜變化，不能出現(xiàn)霜凍。

5.1.5 光合作用中的能量傳輸

光合過(guò)程的量子研究已得到了可核查的重要的結(jié)果。光子被葉綠素捕捉到后，被傳遞到叫做反應(yīng)中心的地方，在這里它被轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。而到達(dá)反應(yīng)中心的路線不止一個(gè)；光子會(huì)同時(shí)走多個(gè)路線，最后找出最高效的路線達(dá)到反應(yīng)中心，從而不會(huì)消耗成余熱。傳輸效率很高，幾乎沒有能量損失。

5.2 教材中的內(nèi)容是昨天的科學(xué)，我們的目標(biāo)是把學(xué)生送到明天的前沿

物理學(xué)是由知識(shí)(概念、定理和公式)、研究方法和思維方式構(gòu)成。在農(nóng)耕文化的影響下，上千年來(lái)倡導(dǎo)唯書、唯上，反對(duì)冒險(xiǎn)，凡事求同，隨大流，不敢為天下先，缺少創(chuàng)新的意識(shí)和勇于探索的精神。長(zhǎng)期以來(lái)，把知識(shí)本身看成教學(xué)的主要目的，重視學(xué)生對(duì)知識(shí)理解和記憶，而對(duì)發(fā)展人的智慧、培養(yǎng)創(chuàng)新能力關(guān)注不足。

不同專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)有不同的側(cè)重：物理系的學(xué)生為研究物理而學(xué)物理；非物理專業(yè)的學(xué)生為應(yīng)用而學(xué)物理；包括文科在內(nèi)的所有學(xué)生應(yīng)該為提高科學(xué)素養(yǎng)而學(xué)物理。

中國(guó)有個(gè)故事，說(shuō)是有個(gè)人遇見一位神仙，神仙問(wèn)他需要什么東西。他說(shuō)他需要金子。神仙用手指頭點(diǎn)了幾塊石頭，石頭立即變成金子。神仙叫他拿去，但是他不拿。神仙問(wèn)：“你還要什么呢？”他答道：“我要你的手指頭。”[8]

(我們不追究故事的真實(shí)性，只研究它給的啟示。)故事中的“金子”相當(dāng)于物理學(xué)的概念、定理和公式，故事中“點(diǎn)石成金的神仙的手指頭”相當(dāng)于物理學(xué)的研究方法和思維方式。汪潔在《星空的琴弦》中講：“科學(xué)精神比科學(xué)知識(shí)更重要”?！缎强盏那傧摇分兄v：“宇宙學(xué)原理：這是現(xiàn)代天文學(xué)家研究宇宙天體演化所依據(jù)的基本原理，它的核心概念就是倆字平庸——就是說(shuō)我們?cè)谟钪嬷兴幍奈恢煤脱莼碾A段都是平庸而無(wú)任何特殊之處的。”“這個(gè)原理隱含著一個(gè)推論：同一個(gè)星系的多個(gè)時(shí)間斷面，與多個(gè)星系的同一個(gè)時(shí)間斷面是等價(jià)的?！薄氨热缯f(shuō)我們要研究某個(gè)細(xì)菌的一生，不需要盯著一個(gè)細(xì)菌連續(xù)不斷地拍攝，只需要對(duì)著一片細(xì)菌拍一張照片，那么這張照片中就會(huì)包含細(xì)菌們?cè)诟鱾€(gè)年齡階段的形態(tài)，因?yàn)槲覀冎浪械募?xì)菌演化過(guò)程都是差不多的”[9]。對(duì)非物理專業(yè)的學(xué)生，物理學(xué)的研究方法和思維方式比知識(shí)更重要。這是一個(gè)很好的例證。生命在各個(gè)層面都是“平庸”。我常用類似細(xì)菌的問(wèn)題問(wèn)學(xué)生，當(dāng)他們答錯(cuò)時(shí)，我會(huì)對(duì)他們講：“還需要多學(xué)一點(diǎn)物理學(xué)。”

物理學(xué)教育的目的不僅是學(xué)會(huì)書本上的概念、定理和公式，而更重要的是學(xué)習(xí)物理學(xué)的研究方法和思維方式。對(duì)非物理專業(yè)的物理教學(xué)要：深度適當(dāng)，寬度拓展，高度突出。物理教師不僅要帶領(lǐng)學(xué)生走前人走過(guò)的路，而且要通過(guò)這個(gè)過(guò)程讓學(xué)生自己會(huì)走路、會(huì)探索，因此，僅教書本上的概念、定理和公式是不可能把學(xué)生送到明天的前沿。

6 結(jié)語(yǔ)

沒有農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，就沒有整個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化。

開創(chuàng)農(nóng)林教育新格局，走融合發(fā)展之路，打破固有學(xué)科邊界，破除原有專業(yè)壁壘，推進(jìn)農(nóng)工、農(nóng)理、農(nóng)醫(yī)、農(nóng)文深度交叉融合創(chuàng)新發(fā)展，綜合性高校要發(fā)揮學(xué)科綜合優(yōu)勢(shì)支持支撐涉農(nóng)專業(yè)發(fā)展，農(nóng)林高校要實(shí)現(xiàn)以農(nóng)林為特色優(yōu)勢(shì)的多科性協(xié)調(diào)協(xié)同發(fā)展。

未來(lái)的中國(guó)農(nóng)業(yè)有巨大的發(fā)展空間。拋磚引玉，歡迎更多的學(xué)校、更多的教師關(guān)心農(nóng)業(yè)，從不同側(cè)面研究農(nóng)業(yè)。

真誠(chéng)地歡迎您的批評(píng)，借用您的智慧完善我的思想。