新农科人才培养中课程思政的建设与思考——以“养分资源管理”课程为例

专业课程是落实立德树人根本任务的重要课程。新农科建设背景下,为进一步提升课程思政教学效果,深度融合农科专业教育和立德树人目标,高校教师需深入思考和研究更为科学有效的课程思政育人机制。文章以“养分资源管理”课程为例,从定位的高度、内容的深度、知识的广度和传递的温度等方面探索和分析了农科专业课程的思政内涵,对助力新农科背景下农业资源与环境一流专业建设、培养具有“大国三农”情怀的优秀人才,以及促进农业绿色发展等具有重要的理论价值和实践意义。

养分资源管理课程教学改革研究

养分资源管理是农业资源与环境的专业课,主要研究对养分资源的管理问题,目的是提高作物产量和改良产品质量。当前的养分资源管理课程主要存在3个问题,即多是以全国通用案例为主,缺少西藏当地的相关案例;在教学过程中理论联系实际较弱;缺少必要的思政元素。针对这些问题,该文从结合实验补充当地案例、实践过程结合理论讲述、补充思政元素激励求上3个方面给出一些养分资源管理课程教学改革的建议,期望能对该课程的发展起到帮助。

旱作马铃薯养分资源管理研究进展

本文分析了养分管理在旱作马铃薯生产中的必要性和重要意义,根据马铃薯的养分需求规律和养分特性等提出了根据土壤Nmin进行氮素总量确定,磷钾恒量监控和中微量元素因缺补缺的管理建议。

河北省太行山前平原小麦养分资源管理现状分析与评价

通过对河北省太行山前平原小麦养分资源管理现状的分析与评价,揭示该区域小麦养分资源管理中存在的主要问题,以期为该地区乃至河北省小麦粮食高产、养分资源高效与可持续利用提供参考依据。2009～2010年选择河北省太行山前平原小麦主产区的藁城、正定和无极3个典型县(市),根据当地产量水平、土壤肥力、施肥习惯并结合行政区划,对三县(市)34个乡镇308个行政村917名农户的小麦产量、施用化肥品种、化肥养分含量和施肥量等进行调查,利用文献并结合专家推荐,对小麦生产中氮、磷、钾养分资源管理现状进行了分析和评价。结果表明:该区域小麦氮、磷、钾养分平均投入量分别为250.5 kg/hm2、133.5 kg/hm2和45.0 kg/hm2;基、追氮肥平均投入量分别为90.6 kg/hm2和153.7 kg/hm2,氮肥基追比平均为1∶1.7;氮、磷、钾养分偏生产力分别为30.2 kg/kg、65.5 kg/kg和139.1 kg/kg。小麦养分资源管理中存在氮、磷养分投入总体偏高,钾素投入不均衡,氮肥基、追投入量较高,且部分农户氮肥基追比例不适宜,氮、磷、钾养分偏生产力低下等问题。因此,在小麦养分资源管理中,应采取"氮肥总量控制、分期调控,磷、钾衡量监控"的策略,即:根据土壤肥力和目标产量确定适宜施氮总量,依据氮肥合理的基追比分期调控基氮和追氮的施用量,并利用"3414"试验建立不同土壤肥力条件下磷、钾养分推荐施肥指标体系,依据土壤肥力和目标产量合理施用磷、钾化肥。

养分资源综合管理与中国粮食安全

粮食安全压力是当前全世界特别是中国面临的主要问题,解决粮食安全压力的基础是提高粮食总产,粮食总产是由粮食作物播种面积和粮食单产共同决定的,而在中国由于耕地面积的限制,粮食总产的增加只能依靠单产的提高。化肥养分资源是粮食中的粮食,化肥在粮食单产增加中的贡献占到了50%,但是近年来由于地区间、农户地块间和氮磷钾养分间投入的不平衡,化肥养分的整体投入水平过高,以及忽视化肥养分以外土壤养分的变化、有机养分的补充和环境养分的贡献极大地限制了化肥养分增产效应的发挥,从上世纪80年代到现在粮食作物的单位面积化肥用量从64.9 kg/hm2增加到274 kg/hm2,而化肥偏生产力(作物籽粒产量与单位面积化肥投入量的比值)从42.1 kg/kg逐渐下降到16.9 kg/kg。加强国家层次的养分资源宏观管理,重视养分资源综合管理技术的研究与应用,切实抓好养分资源综合管理技术推广和农化服务工作,通过政府、企业、科研机构和农户的密切配合,养分资源综合管理成为实现中国粮食安全的根本途径。

中国食物链养分流动与管理研究

为寻求食物生产与消费系统中粮食安全、资源高效和环境友好的协调和农业绿色发展途径,研究团队构建了"土壤-作物-畜牧-家庭-环境"(简称食物链系统)研究体系,运用物质流动和养分代谢理论方法创立了养分流动模型,深入研究了该系统养分流动规律及调控机理,经过近十多年系统研究,获得结果如下:(1)提出食物链养分流动金字塔概念模型,创建了食物链系统养分流动模型。通过分析养分在"土壤-作物-畜牧-家庭-环境"系统的行为特征,发现养分从"土壤-作物-畜牧"向"家庭"的流动呈金字塔状,其形状决定了系统生产力、养分效率和环境效应。处于金字塔顶端的"家庭"消费驱动了系统养分流动,决定了养分效率;"土壤-作物-畜牧"位于金字塔底层,支撑顶层"家庭"消费,决定了系统养分通量,也是养分调控的核心。在此基础上,开发了食物系统养分流动模型——UFER,构建了参数体系,实现了国家和区域尺度食物链氮磷流量、利用效率和环境排放的定量分析。(2)揭示了食物链系统氮磷养分流量、利用效率及其资源环境代价的时空变化特征。阐明了我国土壤-作物系统、农牧系统和整个食物链系统氮磷养分流量、养分效率和环境排放的时空分异特征;明确了土壤作物、畜牧和家庭各子系统对整个食物链养分环境排放的贡献;提出了食物氮(磷)代价概念,发现我国食物生产和消费的资源环境代价增速很快,已远远超过发达国家。(3)明确了食物链系统养分流动的驱动因素,阐明了提高养分效率和降低环境排放的调控机理。明确了决定食物链系统养分效率的关键环节,发现城镇化、食物结构变化和畜牧业发展是食物链养分流动加速的主要驱动因子;阐明了增加粮食和饲料进口、优化膳食结构和改善农牧业养分管理技术等对食物链系统优化的效应及作用机制。发现农牧结合和粪尿资源化利用是大幅度减少化肥需求和环境排放的关键途径,是实现农业绿色发展和食物链养分优化管理的重要突破口。

畜牧业生产过程中的养分流向及养分资源利用

分析了畜牧业生产过程中养分消耗、养分流向及其对环境的潜在冲击,综述了国内外畜牧业生产过程中养分资源管理措施和降低畜牧业生产过程中养分流失的途径,阐述了畜牧业生产过程中养分资源管理和评价的意义,以期为畜牧业的可持续发展提供依据。

水旱轮作系统作物养分管理策略

水旱轮作系统是我国主要的作物生产系统之一,主要分布在长江流域.作物和土壤季节间的干湿交替变化是这一系统的显著特征,这也引起了土壤物理、化学和生物学特性在不同作物季节间的交替变化,构成独特的农田生态系统.该系统面临的主要问题包括:生产力下降或徘徊不前,灌溉水日益短缺,养分管理不合理,资源利用效率低和环境污染等.本文在综述水旱轮作系统特征和存在问题的基础上,进一步提出通过养分资源综合管理策略解决该系统养分投入、作物生产和环境风险之间的矛盾.该策略的核心内容是:从整个轮作系统角度出发调控养分,综合应用各种养分资源(化肥、有机肥及环境养分),使养分供应匹配作物需求,并根据不同养分资源特点采取相应的管理技术,使养分管理与节水、高产栽培等农作技术相结合.

西南地区水旱轮作系统养分管理存在问题分析与管理策略建议

本文通过农户调查的方法研究了西南地区水旱轮作系统养分管理现状与存在的主要问题,并提出了管理策略建议。调查结果表明,农户间施肥量差异大,过量与不足现象并存;养分施用不平衡、偏施氮肥的现象比较普遍;氮肥施用时期不合理,与作物需求不同步;没有考虑环境养分供应与水旱轮作系统养分动态特征。养分管理应当遵循:从整个轮作系统出发调控养分,综合应用各种养分资源,根据不同养分资源的特征确定管理策略,以及综合应用减少养分损失,高产栽培等农作技术的养分资源综合管理策略。

中国玉米生产-消费体系养分流动分析

采用物质流和养分流相结合的分析方法,沿玉米生产的肥料投入到玉米消费过程,研究氮、磷养分流动;以2004年为例,分析了中国玉米生产消费过程中氮、磷养分流动特点和资源的利用效率。2004年玉米生产投入化肥氮(N)549.6×104t、磷(P2O5)211.2×104t;共收获养分氮(N)342.9×104t、磷(P2O5)139.4×104t,其中75%的氮和68%的磷被利用,最终进入家庭的氮占22.3%,磷为15.0%;秸秆中氮的还田率只有47%,磷的较高,在80%左右,可见秸秆还田是归还土壤磷的有效措施。玉米生产要消耗大量的资源,2004年生产1t玉米养分,消耗的化肥氮、磷养分相当于煤5.2t、磷矿资源12.1t。因此,优化玉米整个生产与消费体系中养分的流动,对于提高养分资源利用效率和减少资源浪费具有重要作用。

基于模型和物质流分析方法的食物链氮素区域间流动——以黄淮海区为例

研究利用养分流动的方法建立区域氮素流动模型,试图分析氮素养分在区域间的流动状况。以黄淮海区为例,提出氮素调控策略。结果表明:2005年,黄淮海区化肥、饲料、植物食物和动物食物氮素盈缺率分别为33%、-120%、38%和65%。养分势是区域食物链养分流动的原动力,此外,人口数、城镇化率、耕地面积、GDP、运输距离、运价、市场价格和政府调控等也是影响食物链氮素养分在区域间流动的重要因素。2005年,黄淮海区是化肥、食物氮素的源,而是饲料氮素的汇。北京地区无论化肥、饲料和食物氮素都为汇。北京地区单位耕地承载外地区调入的氮素养分负荷为872 kg/hm2。即使这些养分全部在本区域返还农田还存在很大的环境风险。因此,对环北京都市圈食物链氮素养分应该进行区域间协同管理。

吉林玉米带春玉米专用肥配方的确定

为了研制吉林省玉米带春玉米专用肥配方,以春玉米养分资源管理理论为依据,通过分析吉林省中部地区"3414"田间肥料试验结果、统计农户调查数据、整理相关文献,综合确定出吉林省玉米带春玉米氮磷钾肥的总体施用量分别为200kg/hm2、76kg/hm2和68kg/hm2,其中氮肥基肥(苗期到10叶期前)用量为52kg/hm2;结合当前农户在玉米上施用底肥习惯,确定玉米专用肥的用量为400kg/hm2,N-P2O5-K2O配比为13-19-17。

国内种养复合循环农业模式应用现状

基于农业生态系统与种养生产体系特征,综述了种植业与生猪养殖业、草食动物养殖业相结合的种养结合循环农业模式及稻田种养循环模式,系统阐述了“猪-沼/肥-农田种植系统”、“猪-沼/肥-园地种植系统”、“猪-沼/肥-草”、“猪-沼/肥-藻”与“牧草(秸秆)-草食动物养殖(牛、羊)-沼/肥-种植系统”循环模式及“稻-鱼”种养、稻鸭共生、稻虾共作等循环模式应用现状。指出了饲料转化及养殖废弃物还田利用是调控种养复合循环模式养分流动的关键环节,参考种植系统作物种类与养分需求、养殖系统对饲料质量需求特点及种植系统对养殖废弃物养分的消纳能力等,合理配置种养复合系统生物结构及时空结构,提高种养复合系统养分循环利用效率是实现种养平衡的关键。提出了在传统循环农业模式的基础上,创新发展环境保育型种养复合循环农业模式,并构建种养复合循环系统养分资源综合管理体系是实现国内种植业、畜禽养殖业绿色生产与可持续发展的重要途径。

我国油菜施肥状况及施肥技术研究展望

在农业生产减肥增效绿色可持续发展的背景下,分析了施肥在我国油菜生产中的作用、不同区域化肥用量和肥料利用率现状,揭示了施肥不科学、肥料利用率低、现有施肥技术难下地等问题。总结了近年来我国油菜科学施肥技术研究的主要进展,显示油菜高效简化施肥技术体系雏形已基本构建。针对我国农业生产的新形势,以满足油菜绿色高效轻简生产和生态环境新要求为目标,提出了近期油菜施肥技术研究的重点内容。

设施蔬菜的氮素资源管理

通过查阅设施蔬菜氮素相关资料,阐述设施菜地氮素流动状况,并对施用氮肥产生的问题进行讨论,从而给出科学的养分管理方法与技术。

中国食物链氮素资源流动特征分析

活化氮引起的资源环境问题成为国际关注的热点。研究利用养分流动方法,利用模型量化氮素流动特征的指标,阐明我国食物链氮素流动特征。结果表明:随着GDP增长,在食物消费拉动下,2005年人均化肥、饲料、食物氮素消费量分别为1980年的2.1、2.2和1.3倍,养活一个中国人的资源代价在增加。中国食物链氮素库存量和流量大幅增长,1980年到2005年农田氮素总流量从2104×104t增加到4355×104t,动物生产体系氮素流量从745×104t提高到2255×104t,家庭消费系统氮素流量从313×104t增加到436×104t。然而,2005年食物链氮素生产效率仅为9%,废弃物循环率下降。与此同时,食物链氮素流动排放造成巨大的环境压力,2005年食物链系统进入环境的氮素为4288×104t,是1980年的2.4倍。

吉林农业大学资源与环境学院黑土地保护与可持续利用研究成果

吉林农业大学资源与环境学院在黑土地保护与可持续利用领域的研究工作已有70余年的历史,以黑土生态资源保护、修复与合理开发利用为目标,在松辽平原玉米带黑土肥力退化机理与防治技术、松嫩平原盐碱土改良利用、土壤有机质理论与培肥技术及作物养分资源综合管理与新型肥料研发等领域具有显著的区域特色和优势,取得了一系列具有国际及国内领先水平的创新性成果。