以實踐為基礎的寧夏大學農業資源與環境研究生教學案例設置

王銳 賈彪 孫權

【摘要】針對目前農業資源與環境研究生人才培養傳統課程設置中存在的教師重理論輕實踐、學生能聽懂不會用、課程內容全而針對性差等問題，結合寧夏大學研究生培養的要求設置農業資源與環境研究生教學案例這門課程。寧夏大學在農業資源與環境緊密結合學科發展和地方產業發展需求，全方面進行了積極的探索與實踐，主要圍繞寧夏土壤質量提升、主要作物和瓜菜的精準營養調控與高產高效施肥技術、農業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農業等方面。這些案例有利于學生將學術探究與實踐應用結合，以達到融會貫通的效果。

【關鍵詞】農業資源與環境 ?植物營養與合理施肥 ?廢棄物資源化 ?有機農業 ?案例課程

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

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

農業資源與環境專業是一個涵蓋面廣、多學科融合的綜合性學科，涉及到土壤資源、水資源、養分資源和農業廢棄物資源的高效利用與農業環境保護的各個方面。寧夏大學農業資源與環境研究多年來主要圍繞養分資源與合理施肥、植物營養與管理、施肥與環境3個研究方向展開。該專業的目標是培養具有農業資源與環境保護方面基本的知識和技能，并且能在農資生產、農技服務、土地資源管理和環境保護等相關部門或教學單位以及科學研發部門工作的高級科學技術人才。作為對高級科學技術人才的培養，傳統的培養方式與課程設置存在一定問題，難以達到上述要求。因此，此次改革的重點內容就是目前的傳統培養方式以及課程設置。改革后的培養方式加強了對學生基礎知識和能力的培養，從學生的長遠發展考慮，著重強調和培養學生的獨立思考能力、批判性思維能力以及創新能力。由于傳統課程的局限性，我們結合農業資源與環境研究生專業特點以及寧夏大學本身的優勢和特點，設置農業資源環境研究案例這門課程，通過學術探究與實踐應用相結合的方式，旨在實現系統學習與案例模塊相互補充、共同提高與個性發展同時并重的特點。

為了更好的提升研究生教學質量和教學效果，結合寧夏資源特色，從實踐出發，農業資源與環境專業案例課從寧夏土壤質量提升、植物精準營養調控、農業廢棄物資源化利用、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的化肥減施增效政策和實現農業產業的可持續發展。

1.干旱半干旱區土壤質量提升案例

在寧夏通常按照“三分法”把寧夏的農業區塊劃分為引黃灌區，中部干旱帶和南部山區。按照“三分法”提出為什么這么劃分，劃分的依據與特點是什么？

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

2.優勢特色作物精準營養調控案例

實現農作物的精準養分調控，水肥一體化技術的利用是必不可少的。該技術在掌握不同氣候、土壤類型及不同的作物不同的生育期的養分需求特點的基礎上，對養分的施用量進行設計，予以精確調節。如何在水肥一體化技術的基礎上，研究寧夏各種經濟作物在生長過程中的需水需肥規律以及水肥的合理施用量，提高該區域的作物產量和品質？

針對寧夏靈武長棗的合理施肥及水肥一體化應用效果掌握長棗最高產量氮、磷、鉀施用量分別是多少，其最好經濟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量也提高了。植物中某些部位的營養元素在不同生育期的動態變化規律也是作物合理施肥，確定最優水肥管理模式的依據，通過分析果樹葉片的營養元素來診斷果樹的營養特點，并以此為依據指導果樹合理施肥、科學管理，掌握作物的合理施肥量，并予以實踐。

3.農業廢棄物資源化利用案例

農業廢棄物的資源化利用是指以農業循環經濟理念來開啟“農業廢棄物產業”的大門，使農業生產中的廢棄物變廢為寶，如何行之有效有針對性的開展農業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、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及土壤板結的生物有機肥。它是以動物糞便為主要原料，加入秸稈或尿素以調節碳氮比，再經過發酵腐熟而形成的一種兼有機肥和微生物肥作用的肥料。

4.有機農業栽培管理案例

有機農業是不使用化學合成物質的農產品體系，近幾年有機農業的逐漸興起，使得有機農業的栽培管理方式也引起了廣泛的談論與研究。如何有效掌控有機農業栽培管理過程中最重要的施肥管理和農藥管理？

有機農業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業生產中的肥料卻是極少，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，應根據有機物特性、土壤性質以及作物種類及其生長規律等進行施肥，提高土壤肥力。

對農藥管理而言，我們基于農業生態系統的整體觀，綜合應用各種防控措施，旨在創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良環境條件，最大程度地維持農業生態系統的穩定與平衡和有效降低病蟲害造成的損失和危害。在有機農業中，應該首先采取物理和農業方法的防治措施，其次是合理地利用生物藥劑。物理防控中可利用防蟲網和誘蟲板滅蟲，機械捕捉害蟲以及使用相應的誘劑誘捕害蟲等;選用抗病蟲害的優良品種，采取清園、封園、修剪及休耕、和高溫悶棚等一系列的農業措施。

5.新型肥料開發與利用案例

目前，我國農業發展已進入新的歷史時期，傳統肥料產業結構面臨著政策和市場的雙層考驗，進一步去探尋肥料產業新的發展空間和領域是非常有必要的。因此具有高效性、長效性的新型肥料產業應運而生。原農業部制定了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，強調大力推進化肥減量增效，如何結合寧夏農業資源特點開展新型肥料的開發與應用？

新型肥料根據其自身性質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，以及原農業部所提出的“深入推進節水農業，集中示范展示節水模式，帶動水肥一體化等技術的大面積推廣”，再結合寧夏本地的各種經濟作物，我們已研發出枸杞專用肥、釀酒葡萄專用肥、玉米專用肥等農作物的專用配施肥，所有的專用配施肥都是全水溶性肥料。新型肥料的研發雖已有良好的開端，但我們仍需要在積極研發高效、節能、長效的新型肥料產品的基礎上，大力推廣新型肥料應用技術，不斷擴展國內外市場。

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，涉及農田灌溉、作物施肥系統和土壤耕作等方面的綜合技術。它主要是按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點進行不同的需求設計，把水分和養分定時、定量按一定比例提供給作物，旨在實現水肥的同步管理和精準高效利用。如何在寧夏干旱少雨開展水肥一體化研究提高該區域有限的水及養分的資源利用效率？

我國的水肥一體化技術研究正轉向更為精準的營養物質濃度試驗和灌水下限試驗研究。寧夏枸杞適宜N，P，K質量濃度是枸杞水肥一體化技術高產的關鍵，全生育期給葉用枸杞灌溉NPK質量濃度分別為多少的配比恒定的營養液，可增加葉用枸杞的產量？寧夏干旱區域干旱年份玉米的產量是隨滴灌水量增加而呈指數式增長，滴灌水量對玉米生長及產量的影響是大于施肥量對玉米生長及產量的影響。水肥一體化對于提升寧夏農業作物的產量及品質是很有益的。

7.精準農業案例

精準農業是現有農業生產方式與信息技術的有機結合，如何利用精準農業技術及時準確地收集農業資源信息、估量農作物的長勢和產量等？

農作物的長勢評估是遙感監測領域發展較為成熟的主題之一。以前的遙感作物長勢評估是將監測數據與同期的歷史數據進行了比較，再通過作物生育期、生長情況等與遙感參數時間曲線的響應關系，推測作物生長發育情況及其生長趨勢;而目前的遙感監測為適應農田尺度的監測特點，因此監測方法在時間和空間兩個維度以及實時監測兩方面做出補充。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據等長處，是發展精準農業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地農業發展的規?；洜I，開發適用于寧夏的農用飛噴無人機還有以寧夏大學和寧夏農林科學院的科技人員為主負責建立主要作物遙感信息與地面分析相對應的數據庫，這都對于寧夏機械化農業的發展是非常有意義的，也為寧夏邁入精準農業奠定了一定的基礎。

8.農業面源污染案例

農業面源污染是因為不合理的農業生產活動所導致發生的污染現象。具體來講，是指化肥、農藥等污染物在降雨和徑流沖刷下，通過農田地表徑流、地下淋溶等方式緩慢地在土壤圈層內運動或從土壤中向水源擴散進入受納水體，從而引起污染的現象。農業面源污染若不進行進一步的治理，會造成水體富營養化加重、土壤退化速度加重以及白色污染面積擴大等危害，因此我們應采取合理可行的措施予以改善。

我們主要從化肥農藥控制和農業廢棄物資源化兩方面予以改善?；兽r藥控制最有效的方法就是研發新型肥料和生物農藥。在不影響農作物產量的情況下，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成分，使肥料在進入土壤后緩慢釋放養分，被農作物慢慢吸收，延長肥料的肥效持續時間，減少氮肥流失，提高肥料的利用率，同時農藥方面減少高毒高殘留農藥的大量使用，以生物農藥進行前期預防，降低農作物的病蟲害的普遍發生。農業廢棄物資源化則首要針對農作物秸稈和畜禽養殖廢棄物。秸稈可以還田;畜禽類糞便發酵后可作為有機肥料，用于農作物生產，實現廢棄資源的再利用。農業面源污染物的有效化處理，對實現我國農業的可持續發展有著非同一般的意義。

總之，在我國農業資源的充分利用與環境保護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、農業節約型技術及高效施肥技術等案例的教學，旨在為研究生的實踐能力培養和該區農作物的化肥減施增效奠定堅實基礎，開辟寧夏特色的農業資源環境人才培養和環境保護之路，從而實現寧夏教育、農業、環境的可持續發展。

作者簡介：

王銳（1981-），男，博士，副教授，主要從事農業資源與環境教學科研工作。