時間:2023-12-29 14:33:51
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇農業(yè)工程技術,希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
振興農業(yè)、富裕農民、繁榮農村是黨和政府新時期的一項中心工作。與時俱進,全面推進我國農業(yè)技術創(chuàng)新,特別是農業(yè)工程技術創(chuàng)新,提升我國農業(yè)競爭力,為建設現(xiàn)代農業(yè)打下堅實的物質技術基礎,將成為徹底解決“三農”問題的重要舉措。
從農業(yè)工程技術創(chuàng)新的領域看,既包含種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和漁業(yè)等大農業(yè),又包括農業(yè)的產前處理和產后精深加工全過程的工程技術??梢哉f,農業(yè)的發(fā)展、農民富裕、農村經濟繁榮的過程就是農業(yè)工程技術裝備農業(yè)的發(fā)展過程。全面推進農業(yè)工程技術創(chuàng)新,充分利用農業(yè)資源、提高土地產出率和農業(yè)勞動生產率、發(fā)展農村經濟,是我國從根本上解決“三農”問題的戰(zhàn)略選擇。
當前,我國農業(yè)正處在傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)轉變的加速期,推動農業(yè)工程技術創(chuàng)新面臨千載難逢的歷史機遇。但是,我們要清醒地看到,我國農業(yè)科技雖然取得了顯著的進展,農業(yè)科技體系改革創(chuàng)新建設也取得了新的成績,但是與世界農業(yè)強國相比,與我國的建設現(xiàn)代農業(yè)的需要相比,農業(yè)科技發(fā)展水平相對落后,原始創(chuàng)新和系統(tǒng)集成創(chuàng)新能力明顯不足,現(xiàn)代農業(yè)工程技術的創(chuàng)新與應用差距更大,幾千年封建小生產意識與觀念的殘余仍束縛著農業(yè)科技創(chuàng)新能力的提高和新技術的普及應用與發(fā)展。
因此,我國農業(yè)科技創(chuàng)新體系建設要站在全局的高度,深刻領會和把握科學發(fā)展觀的內涵,樹立“以人為本、創(chuàng)新跨越、支撐產業(yè)、持續(xù)發(fā)展、引領未來”的科技發(fā)展觀,按照建立社會主義和諧社會的要求,以國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃為指導,從我國建設現(xiàn)代農業(yè)對農業(yè)工程技術的實際需求出發(fā),充分借鑒國際成功的經驗與做法,創(chuàng)建農業(yè)生產與農業(yè)工程技術一體化的創(chuàng)新體系,充分發(fā)揮政府的主導作用,國家級研究機構與研究性高校的骨干作用,市場的基礎作用和企業(yè)技術創(chuàng)新的未來主體作用,完善科技評價制度和資源配置制度,提高我國農業(yè)科技的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新效益,加強引進技術的消化吸收與自主創(chuàng)新,特別是技術創(chuàng)新和系統(tǒng)集成。通過“政府推動、優(yōu)化整合、協(xié)作共建,突出創(chuàng)新”的方式,實現(xiàn)資源整合、布局調整、能力提升、自主創(chuàng)新,為農業(yè)現(xiàn)代化服務。
一、體系建設。即充分利用發(fā)揮好現(xiàn)有農業(yè)科技創(chuàng)新的工程化平臺,推動農業(yè)工程技術創(chuàng)新體系建設。注重“產、學、研”戰(zhàn)略聯(lián)盟建設和“工程技術集成與推廣服務”平臺建設相結合,促進農藝科技與農業(yè)工程技術一體化的新型農業(yè)科技創(chuàng)新體系的形成。滿足“實用性、經濟性、先進性”三大要求,開展關鍵技術創(chuàng)新突破、成套技術系統(tǒng)集成、先進實用技術推廣示范。構建主攻方向明確、核心支撐突出、布局結構合理、區(qū)域分工明確、資源優(yōu)勢互補、具有較強國際競爭力、管理科學、運行高效,研究開發(fā)、生產、推廣有機結合的國家農業(yè)工程技術創(chuàng)新體系。
以國家級研究機構和研究能力強的高等院校為主體,構建國家農業(yè)工程技術創(chuàng)新體系的核心層,開展自主創(chuàng)新,成為農業(yè)工程技術的創(chuàng)新源頭;以國家級工程中心與具有行業(yè)優(yōu)勢的大型企業(yè)為主體,組建農業(yè)工程技術創(chuàng)新體系的轉化層,開展科技創(chuàng)新成果的轉化和產品創(chuàng)新,成為行業(yè)技術的集散地與孵化器;以具有區(qū)域優(yōu)勢的科研機構和推廣應用服務部門為基礎,構建農業(yè)工程技術創(chuàng)新體系的輻射層,建立覆蓋全國的推廣服務網絡,成為農業(yè)工程技術的輻射源。
二、系統(tǒng)集成。在創(chuàng)建農業(yè)生產與農業(yè)工程技術一體化的創(chuàng)新體系過程中進行統(tǒng)一、系統(tǒng)部署,強化高新技術引領下的應用基礎技術創(chuàng)新和農藝技術、農業(yè)工程技術的組配融合,全面提升農業(yè)工程技術的集成、應用和開發(fā)能力。要做好兩個層次的緊密結合。第一層次是傳統(tǒng)的機械、土木、水利、化工、電氣工程技術與農業(yè)生物、資源、環(huán)境科學的緊密結合;第二層次是微電子學、工程控制、人工智能、信息技術、新材料、生物化學、生物仿生技術等將與新興生物工程技術、農藝學、生態(tài)學、食品科學密切結合。通過上述兩個結合的相互滲透,實現(xiàn)信息共享與資源整合,形成農業(yè)工程技術的效率優(yōu)勢。
三、合理布局。在優(yōu)勢農產品區(qū)域布局和農業(yè)產業(yè)帶的區(qū)域性專業(yè)化框架下,本著發(fā)達與欠發(fā)達地區(qū)、沿海與內陸、東部與西部地區(qū)相結合的原則,建立與農產品生產相適應的農業(yè)工程技術創(chuàng)新基地。緊密圍繞人類面對的農業(yè)資源約束、食物安全與可持續(xù)發(fā)展的需求,開展具有區(qū)域特色的科技創(chuàng)新與產業(yè)示范帶動活動,全面提升我國農業(yè)產業(yè)化水平和農業(yè)的競爭力。
(作者分別系中國農業(yè)機械化研究院院長、副院長)
封面故事
(6)十五年品質打造專業(yè)溫室設計和配套設備引領中國溫室行業(yè)發(fā)展的潮流 無
特別關注
(11)2012中國設施農業(yè)裝備行業(yè)大事top10 無
行業(yè)視點
(13)周博士考察拾零(二十三)走進多倫——多倫溫室發(fā)展現(xiàn)狀與條件分析 周長吉 丁小明 魯少尉 穆鈺
(18)荷蘭溫室園藝生產技術現(xiàn)場參觀記 丁小明 魏曉明 蔡峰 張日新
(25)寧夏設施果樹發(fā)展現(xiàn)狀分析 張國順 關耀華 關耀兵
溫室與設備
(28)溫室智能裝備系列之四十五 花卉幼苗移栽末端執(zhí)行器設計與仿真分析 馮青春 王秀
(30)一種國內領先的科研溫室簡介 呂艷
(36)甘南州設施蔬菜不良環(huán)境因素發(fā)生與防治對策 陳廣泉
(42)淺析溫室使用中的常見問題與日常維護 姚寶根 沈清
(44)見賞鳳梨溫室栽培種植指南 李春華 李天純 李柯澄
(52)通化地區(qū)日光溫室草本花卉育苗技術 伍艷萍 張武義
果蔬栽培
(58)新型無土栽培模式系列談(二)多功能(lg—d)無土栽培模式及配套設施 汪曉云
(62)日光溫室草莓-番茄套作高產栽培技術 王振學 王慶廣
(63)《溫室園藝》雜志征訂約稿啟事 無
(64)大棚里的盆栽韭菜走進家庭 苗全亮 王國梁
(66)無公害杏日光溫室生產技術 王秋萍
(68)冬季異常天氣設施栽培防災減災技術 呂麗英
(69)壽光棚室蔬菜生產把握“五忌八注意”科學應對連續(xù)霧霾天 郎德山 亓延鳳
植物保護
(72)李明遠斷病手跡(三十二)未定種名的茴香霜霉病 李明遠
(74)花卉害蟲康氏粉蚧的綜合防治 褚方鋼
(74)江西省投4億元扶持“菜籃子” 無
企業(yè)/人物
(75)吉尼嘉的五層共擠技術 無
(77)霧霾、農業(yè) 無
(78)中國溫室網會員一覽 無
(81)設施農業(yè)文摘 無
(82)日先溫室蓄能調溫技術取得重大突破 呂艷
(83)2013年第一期priva經銷商技術培訓工作圓滿結束 無
(84)吉林榆樹市棚膜產業(yè)科技含量高農民人均增收一千五百八十元 無
(84)吉林白山市實施“菜籃子”工程讓菜農錢包鼓起未 無
(84)吉林通化市休閑農業(yè)有新突破 無
(85)天津寧河“服務型政府”進大棚 無
(86)天津市設施農業(yè)達60萬畝帶動40萬農民
業(yè) 無
(86)天津濱海新區(qū)漢沽設施蔬菜基地建成投產 無
(86)海南省農業(yè)廳加強瓜菜產銷對接 無
(86)天津將實施七項舉措 提速現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展 無
(87)陜西漢陰現(xiàn)代農業(yè)讓農民腰包鼓起來 無
(87)陜西省農機購置補貼將實現(xiàn)“陽光操作” 無
(87)2013年1月北京中荷園藝產業(yè)對接會召開 無
(88)甘肅省供銷社助推我省現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展 無
(88)鄂爾多斯達拉特旗大棚里的別樣年味兒 無
(88)海峽兩岸現(xiàn)代農業(yè)高峰論壇在廈舉辦 無
(89)大力發(fā)展“棚室吊袋耳”推進東寧黑木耳產業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進程 無
(89)遼寧設施農業(yè)超常規(guī)發(fā)展面積突破1100萬畝 無
(90)“斗南亞洲花都”年底投入運營農博會將移師斗南 無
(90)云南玫瑰大連“野蠻綻放” 無
(91)廣東萬頃園藝世界擬打造成全國最大的園藝基地 無
(92)廣州供大于求大花蕙蘭價格跌近三成 無
(92)名貴花卉蝴蝶蘭湖南安鄉(xiāng)落地生根 無
(92)寧夏百萬株露地花卉為首府添彩 無
(92)荷蘭“國王文心蘭”來了羊城 無
(93)山東平邑評估低溫雨雪對設施花卉影響 無
(93)山東滕州市花卉產業(yè)效益日益顯現(xiàn) 無
(93)違規(guī)使用燃煤鍋爐花卉大棚被令整改 無
(93)國內首創(chuàng)“無菌空杯”技術 泉州花卉“輕松”出國門 無
(94)泉州躋身福建省三大花卉重點產區(qū) 無
(94)海南儋州花卉市場15萬株蘭花出口新加坡 無
(94)河南鄭州花卉種植面積逾七萬畝 無
(94)貴陽氣象經助大棚花木安全越冬 無
(95)北京順義國際鮮花港引進生產線自產鮮切花 無
(95)北京昌平蝴蝶蘭有了國際“綠卡” 無
(95)天津濱海農業(yè)生態(tài)園推出新品蝴蝶蘭 無
(95)本刊常用計量單位符號 無
(96)2013“中國溫室網”會員溫情回饋活動 無
公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項“現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)工程集成技術與模式研究”(200903009)子課題“設施農業(yè)工程集成技術與模式研究”課題驗收會于2013年12月30日在北京順利召開。該課題由農業(yè)部規(guī)劃設計研究院總工程師齊飛研究員主持,課題組主要由農業(yè)部規(guī)劃設計研究院設施農業(yè)研究所與中國農業(yè)大學水利與土木工程學院的科研人員組成。驗收會由總課題首席專家農業(yè)部規(guī)劃設計研究院朱明院長擔任評審專家組組長,評審組專家由中國農業(yè)大學的陳青云教授,中國農業(yè)科學院蔣衛(wèi)杰研究員、陶秀萍研究員,北京市農林科學院喬曉軍研究員,北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司與北京華都集團的教授級高工周增產與王順清教授等專家組成。
專家組聽取了齊飛研究員的課題匯報,查看了有關技術成果材料,并進行了質詢答疑,經過充分討論,專家組一致認為該課題創(chuàng)新性的建立了設施農業(yè)工程技術集成理論、模式優(yōu)化評價方法、工程技術分類方法等,為政府科學決策、指導產業(yè)發(fā)展、促進產業(yè)升級奠定了理論基礎。研究獲得了設施園藝工程及設施養(yǎng)殖工程技術分類方案2套,建立了典型區(qū)域設施農業(yè)工程技術集成和模式優(yōu)化、評價的理論方法,形成了西北、西南、華北典型區(qū)域設施農業(yè)工程集成模式4種,并進行了示范驗證,構建了設施農業(yè)工程技術的標準體系框架。通過示范驗證,所獲得的集成模式具有較好的技術先進性、區(qū)域適應性和經濟效益、社會效益。研究所形成的技術標準、專利、論著以及試驗示范和人才培養(yǎng)等相關指標均達到課題任務書的要求。課題全面并超額完成項目規(guī)定的研究任務,專家組一致同意通過驗收。
同時,評審專家還對課題組提出了建設性的建議,希望課題組能圍繞新型經營主體,進一步完善工程集成模式及優(yōu)化方法,研究獲得更多適宜典型區(qū)域、適度規(guī)模的設施種植、養(yǎng)殖集成模式和整體工程解決方案,從而為現(xiàn)代設施農業(yè)產業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展提供技術支撐和保障。
驗收會還邀請了農業(yè)部農業(yè)機械化管理司科教處處長劉云澤、農業(yè)部畜牧業(yè)司行業(yè)處處長黃慶生等領導出席,課題的研究成果得到了他們的一致肯定,認為該研究內容豐富,創(chuàng)新性較強,開拓了一片設施農業(yè)新的領域,尤其是設施農業(yè)工程技術分類與設施農業(yè)工程技術集成評價填補了設施農業(yè)研究的空白,并且認為設施農業(yè)標準體系的構建對我國設施農業(yè)標準化的發(fā)展具有較強的指導意義,同時使我國農業(yè)示范園區(qū)的驗收工作有據(jù)可依,有據(jù)可查。此外,希望課題組能繼續(xù)深入相關研究,加快對涉農企業(yè)、合作社、農業(yè)推廣科技人員甚至是農民進行系統(tǒng)的培訓,以使研究成果能較快得進行推廣,加速我國設施農業(yè)更加科學、持續(xù)的發(fā)展。
農林業(yè)工程類包括:農業(yè)機械化及其自動化、農業(yè)電氣化與自動化、農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程、農業(yè)水利工程、農業(yè)工程、生物系統(tǒng)工程、森林工程、木材科學與工程、林產化工等專業(yè)。
農林工程指的是涉及農業(yè)工程與林業(yè)工程的建設。農業(yè)工程是一個綜合性的交叉學科,是現(xiàn)代科學技術與農業(yè)產業(yè)化、現(xiàn)代化的有機結合。林業(yè)工程是研究森林資源培育、開發(fā)利用及林產品加工理論與技術的工程技術領域。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:農業(yè)工程,可持續(xù)發(fā)展,教學方法
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2017)03(b)-0193-03
隨著社會經濟的發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展的重要性正在逐步提升?!掇r業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》作為農業(yè)機械化及其自動化專業(yè)的一門重要課程。通過本課程的學習,使農業(yè)工程相關專業(yè)學生從宏觀角度理解工業(yè)工程專業(yè)與可持續(xù)發(fā)展之間的辯證關系。熟悉了解農業(yè)工程生產中的農業(yè)機械化、農產品加工和農業(yè)環(huán)境等方面與農業(yè)可持續(xù)發(fā)展之間的關系,培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展的理念。但是《農業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》至今尚無直接的教材,為此,筆者在教學中,對該課程內容設置和教學方法進行了探索。
該文從我國基本國情出發(fā),探討《農業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》課程緒論的教學內容和教學方法,引導學生更好地理解可持續(xù)發(fā)展的意義,以及農業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展的關系。
1以“農業(yè)及其發(fā)展歷程”引入課程內容
在教學中,為使課程更好地展開,首先將“農業(yè)及其發(fā)展歷程”內容引入緒論課,以便使學生更清晰的了解農業(yè)的發(fā)展及其意義,更容易理解《農業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》課程后續(xù)的主題內容。
“什么是農業(yè)?農業(yè)是怎么來的?”筆者從狹義和廣義兩個角度,對農業(yè)的定義進行了解釋。在我國,農業(yè)是國民經濟的基礎[1],它是指人們利用生物的生長機理,采取人工培養(yǎng)和養(yǎng)殖的辦法,以取得產品的物質生產活動。從狹義上講,農業(yè)泛指種植業(yè)[2],它包括糧食作物、經濟作物、飼料作物和綠肥等農作物的生產活動;從廣義上講,除種植業(yè)外,還包括林業(yè)、畜牧業(yè)、副業(yè)和漁業(yè)。這五業(yè)合在一起通常稱為“大農業(yè)”。目前農業(yè)早已是國民經濟中一個重要產業(yè)部門,是以土地資源為生產對象的部門,利用動物植物等生物的生長發(fā)育規(guī)律,通過人工培育來獲得生產食品及工業(yè)原料的產業(yè),屬于第一產業(yè)[3]。
關于中國農業(yè)起源,可以借助古籍中許多美麗動聽的傳說故事進行講解,這可以大大提高學生的學習興趣和積極性。眾所周知,我們經常把農業(yè)的起源歸功于偉大的神農、后稷和黃帝或其他帝王、名臣等等[4]。在農業(yè)漫長的發(fā)展過程中,人們把農業(yè)生產劃分為三個大的階段:原始農業(yè)、傳統(tǒng)農業(yè)和現(xiàn)代農業(yè)。
(1)原始農業(yè)――基本特征是完全依靠人力和簡陋的木、石工具,模仿動植物自然生產過程進行自給自足的生產。
(2)傳統(tǒng)農業(yè)――當人類進入封建社會后,開始學會制造鐵犁和使用耕畜,生產力有了很大發(fā)展,開始打破原始社會那種封閉式的生產方式,逐漸進入較為開放的傳統(tǒng)農業(yè)的發(fā)展模式。(3)現(xiàn)代農業(yè)――是以生物技術和信息技術為先導的技術高度密集的產業(yè),不僅提高土地生產率,并打破了農業(yè)生產季節(jié)性和地域性的限制,同時現(xiàn)代農業(yè)資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展的綠色產業(yè)。
2介紹農業(yè)工程的內涵
通過“農業(yè)及其發(fā)展歷程”的教學,對“農業(yè)”進一步延伸,向學生講解農業(yè)工程的內涵。農業(yè)工程是改善農業(yè)生產手段、生態(tài)環(huán)境和農村生活設施的各種工程技術、工程管理、工程理論的總稱[5],是為農業(yè)生產和農村生活服務的綜合性工程技術及其原理。自1910年內燃拖拉機問世,標志了現(xiàn)代農業(yè)工程的開始。
另外從當前農業(yè)工程學科構成角度給學生一個全面的介紹。目前農業(yè)工程已經發(fā)展成為多學科綜合性的邊緣學科,其科學技術研究的范圍很廣,總體歸結為以下7個方面:農業(yè)機械化、農田水利和水土保持、土地利用工程、農村建筑和農業(yè)生物環(huán)境工程、農副產品加工工程、農村能源工程、農業(yè)電氣化工程。農業(yè)工程在合理利用農業(yè)資源、保護生態(tài)環(huán)境、提高農業(yè)產出率等方面都有重大作用。
3引入“農業(yè)可持續(xù)發(fā)展”
該課程教學的核心內容就是“農業(yè)可持續(xù)發(fā)展”,而“農業(yè)可持續(xù)發(fā)展”又是從何時成為大眾關注的熱點呢?筆者從以下幾個方面分析了“農業(yè)可持續(xù)發(fā)展”提出的背景。
自工業(yè)革命以來,許多國家相繼走上了以工業(yè)化為主的發(fā)展道路。隨著社會生產力的迅速提高和經濟規(guī)模的不斷擴大,人類創(chuàng)造了前所未有的物質財富。但是,卻出現(xiàn)了全球范圍內的環(huán)境破環(huán)、資源過度消耗和貧富差距加大等問題,?樂贗?脅和阻礙著人類社會的生存和發(fā)展。于是,人類不得不深刻反思沿襲已久的生存方式和思想觀念,進而試圖去尋找一條既能保證經濟增長和社會發(fā)展,又能維護生態(tài)良性循環(huán)的全新的發(fā)展道路。
在農業(yè)方面,以美國為代表的工業(yè)化農業(yè)的發(fā)展模式在世界各地得到推廣。自20世紀70年代末以來,我國開始大力發(fā)展機械化生產方式,利用化肥、農業(yè)提高作物產量,工業(yè)化模式的農業(yè)帶來了嚴重的問題。以大化肥、大農藥、大量消耗地下水為代價的,農業(yè)環(huán)境污染嚴重,長期下去存在嚴重的隱患[6]?!稗r業(yè)可持續(xù)發(fā)展”在這樣的背景下被提出。我們要發(fā)展既能滿足當代人對農副產品的需求,又不對后代人農副產品的需求構成威脅的農業(yè)發(fā)展模式,即可持續(xù)發(fā)展的農業(yè)模式。要解決未來可能將要面臨的糧食安全問題,必須要回到循環(huán)性生態(tài)農業(yè)上來。從可持續(xù)發(fā)展的角度看,中國未來農業(yè)只能走“用地養(yǎng)地”、“精耕細作”配合一定現(xiàn)代化設備和生態(tài)技術的生態(tài)農業(yè)。
4從熵的角度分析“農業(yè)可持續(xù)發(fā)展”
在教學過程中,筆者從熵的角度對農業(yè)工程的發(fā)展進行了剖析,以便使學生更加清晰理解農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。1868年德國物理學家克勞修斯在物理學中發(fā)現(xiàn)和揭示了熵世界觀的概念[7-8]。它告訴人們,物質和能量雖然是守恒的,但在表現(xiàn)形態(tài)上只能“沿著一個方向轉換,即從可利用到不可利用,從有效到無效,從有序到無序”。為了創(chuàng)造工業(yè)文明,人類無節(jié)制的開采和消耗各類自然資源,這帶來了嚴重的環(huán)境問題,影響人類的生存和發(fā)展[9]。
筆者探討分析后得出結論,農業(yè)的實質就是通過綠色植物吸收與轉化太陽能形成負熵。生物體的負熵機制如圖1所示,以負熵為起點,并以這種負熵在流動過程中不斷耗散的方式展開農業(yè)生產過程。
在教學中,筆者又嘗試按照數(shù)學極限的思想,并提出一個極限公式(公式1),對農業(yè)可持續(xù)發(fā)展進行講解。該極限公式可將其表示為如下的形式:以時間t為自變量,自然界的熵表示為時間t的函數(shù),則
(1)
式中,C為相對常數(shù),即人類生存的星球在某一時期能夠忍受的熵。熵是最后不能再被轉化做功的無效能量的總和。這種情況在封閉系統(tǒng)中表現(xiàn)明顯,當熵達到最大值時,則表示一切有效能量均消耗殆盡。當有效能量和無效能量相等時(熱力學第一定律的規(guī)定),則意味著系統(tǒng)進入了全面崩潰,或稱“熱寂”階段[10]。只有當我們承認自己世界的有限性,有意識地尊重地球資源的極限,我們才能真正領會到地球的寶貴,從而做出對人類繼續(xù)生存有重大意義的調整。
通過此部分內容的講解可以有力的告訴學生,我們必須把熵定律作為價值判斷的基礎,只有發(fā)展低耗、節(jié)約,與自然和諧共存的、符合減熵原理和生態(tài)規(guī)律的農業(yè),才能保持農業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。
5探討可持續(xù)發(fā)展的途徑
該課程的最終目的就是正確引導學生理解和重視農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。雖然農業(yè)的快速發(fā)展帶來了一系列的負面環(huán)境問題,尤其是工業(yè)化的農業(yè),在帶來農業(yè)快速發(fā)展的同時破壞了生態(tài)的可持續(xù)性。但是,我們必須正確認識農業(yè)發(fā)展,探討農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在基于資源環(huán)境約束下,尋求一條節(jié)約能源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展之路[11]。
在教學過程中,筆者啟發(fā)學生積極主動思考農業(yè)工程可持續(xù)發(fā)展的新方法,總結出農業(yè)可持續(xù)發(fā)展必須具備以下要素。
正確認識學習可持續(xù)發(fā)展農業(yè)的核心內容。以犧牲環(huán)境換取的經濟效益的農業(yè)生產,只會讓環(huán)境背上沉重的包袱的問題,而不會帶來長久的效益,因此發(fā)展可持續(xù)農業(yè)已成為必然趨勢。
利用系統(tǒng)思維和系統(tǒng)的科學體系去解決問題。我們面臨的任何一個要解決的問題或要完成的任務其實都是系統(tǒng)。將農業(yè)工程看成大的系統(tǒng),運用系統(tǒng)工程的理論和方法,結合農業(yè)科學技術研究農業(yè)系統(tǒng)的合理組建和最佳運行的過程技術。
農業(yè)工程專業(yè)是現(xiàn)代科學技術與農業(yè)生產相結合的交叉學科,課程涉及廣泛。在具體教學中,應綜合運用多種多樣的教學方法,活躍課堂氣氛,激發(fā)學員的興趣,提高教學質量。
1.1問題式教學方法采用這種教學方法時,先由教師提問,學員小組討論回答,師生之間形成一種“問與答”的教學模式。教師應結合課程內容,在教學中設置難易兼顧的問題進行討論,當學員無法回答時,則應進行引導。該方法簡單實用,有利于加深學員對課程內容的理解,可以作為基礎教學形式融入到其它教學方法中。
1.2比較式教學方法從農業(yè)工程設計的目標、功能、技術要點等方面來看,相似的案例不在少數(shù)。通過選取一些相似案例,分析它們之間不同點,在比較中鑒別各類方案的優(yōu)劣及其內在原因,可以激起學員思維的碰撞和智慧的火花,從而更加直觀地感受到各種工藝方案的特點及適用性。
1.3案例式教學方法農業(yè)工程領域的問題往往呈現(xiàn)復雜性和綜合性,適合開展案例式教學。采用該教學方法時,由教師提供案例并提出問題,學員運用所學知識進行思考和解決問題,最后再由教師點評。該方法通過具體的情境將學員的隱性知識外顯或把顯性知識內化,有利于加深學員對重點概念和原理的理解,充分挖掘并提升學員思考現(xiàn)實問題的能力,
1.4多媒體教學方法在通常情況下,無法經常將課堂搬進農業(yè)工程現(xiàn)場。多媒體教學的出現(xiàn),讓學員足不出課堂就能體驗到工程現(xiàn)場一樣的效果。在多媒體教學中,教師結合教學需要,將農業(yè)工程建設過程制成照片或視頻給學員觀看,給學員以直觀體驗,從而豐富課堂內容,使學員印象更加深刻,達到優(yōu)化教學效果的目的。除以上介紹的教學方法以外,還有探究式、直觀式、延展式、跳躍式等新型教學方法,這些教學方法往往互相融合,組合使用,采用模塊化教學,進一步提高教學效果。
2積極采用多種教學策略
農業(yè)工程專業(yè)課程的教學效果與教師采用不同的教學策略有密切關系。教師應積極采用多種教學策略,提高教學效率,確保教學質量。
2.1替代式教學策略該策略是由教師設立學習目標并安排教學,屬傳統(tǒng)教學策略。適用對象主要是自學能力一般的學員,適用的教學科目主要是理論性較強的課程環(huán)節(jié)。優(yōu)點是教學推進快、效率高;缺點是學員自主思考時間少,學習深度不夠。
2.2自主式教學策略該策略是讓學員自己設立學習目標,自主安排學習。適用對象主要是自學能力較強的學員,適用的教學科目主要是理論性較強的課程環(huán)節(jié)。實際操作中,教師可先讓學員自學,然后重點對自學中遇到的難點進行講解。
2.3評價式教學策略該策略是給予學員自我肯定的教學策略,具有廣泛適用性。教師通過對學員進行恰到好處的評價,調動學習熱情,增強進取心,對學習起到催化促進作用。
2.4合作式教學策略該策略是由小組學員共同設立學習目標,互相配合,聯(lián)合開展學習。主要適用于課程設計、畢業(yè)設計及一些實驗環(huán)節(jié)。優(yōu)點是可以發(fā)揮學員間的互幫互助精神,促進問題的解決;缺點是當出現(xiàn)分歧時容易產生內耗,降低學習效率。
【關鍵詞】節(jié)約型 灌區(qū) 建設
中圖分類號:TU 文獻標識碼:A
節(jié)約型灌區(qū)建設,是采取對工程、農藝以及管理等方面的先進和實用技術的組裝配套、高度集成,實現(xiàn)區(qū)域有限水資源總體利用率最高及其效益最佳的綜合技術。這是科學技術進步的產物.也是現(xiàn)代化農業(yè)的重要內涵。建設節(jié)約型灌區(qū),農業(yè)用水方式要同耕作方式、農業(yè)技術等其他措施一樣.由粗放型向集約型轉變。灌溉方式不轉變,其他先進、科學的農業(yè)技術措施也難以取得預期效果。實行農業(yè)高效用水技術,有利于提高農產品產量、質量和經濟效益,有利于節(jié)地、節(jié)能、節(jié)省勞力,有利于農業(yè)機械化。從一定意義上說,節(jié)水灌溉是農業(yè)高效用水技術的主要內容,是農業(yè)生產上的一場深刻革命,是促進我國農業(yè)現(xiàn)代化的一項重要戰(zhàn)略選擇
1建設節(jié)水農業(yè)工程
節(jié)水農業(yè)工程技術是由農業(yè)水資源合理開發(fā)利用、工程節(jié)水、農藝節(jié)水和管理節(jié)水組成的技術體系.其核心是提高水的利用率和產出效率,最終實現(xiàn)產量增長、用水高效、品質優(yōu)良的總體目標。
農業(yè)水資源包括降水、地表水、地下水、土壤水和經過凈化處理的廢污水。對農業(yè)水資源的合理開發(fā),是指采用各種必要的工程措施(水源工程,如水庫、機井等).對天然狀態(tài)下的水進行有目的地千預、控制和改造,在維護生態(tài)平衡條件下,為農業(yè)生產提供一定的水資源量。從水源引水輸送到田間是通過輸水工程來實現(xiàn)的(如襯砌渠道、輸水管道),重點是減少沿程輸水損失。而轉化為土壤水要通過各種適宜于當?shù)氐南冗M灌溉技術,如改進溝畦灌、噴灌、微灌、管道灌溉、膜上灌、注水灌等,同時采用田間水分調控措施,如薄膜或桔稈覆蓋,施用保水劑、吸水劑、抑蒸劑以及耕作栽培措施等。上述兩個環(huán)節(jié)的重點都在于減少田間水分無效消耗,尤其是無效蒸發(fā)、蒸騰和深層滲漏。第四個環(huán)節(jié)是研究水分與作物生長直至轉化為經濟產量的關系,包括作物本身的生物學特性、水分生理機制以及作物與環(huán)境中水、肥、氣、熱諸因素的關系,這是目前研究的前沿和熱點。而管理節(jié)水是貫穿于從水源到作物產量形成的整個用水過程中。這些技術包括制定節(jié)水灌溉制度、土壤墑情監(jiān)測與灌溉預報技術、優(yōu)化配水技術、量水技術以及現(xiàn)代化管理的高新技術。
節(jié)水農業(yè)工程技術是根據(jù)作物需水規(guī)律和當?shù)毓┧畻l件,有效地利用降水和灌溉水,獲取農業(yè)最大的經濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益而采取的多種措施的總稱。自然界的水轉化為農作物產量,一般要經過四個環(huán)節(jié):一是對水資源進行合理開發(fā),使其成為農業(yè)可用水源;二是將水從水源輸送到田間;三是把引人田間的水均勻地分配到指定的面積上或作物根部轉化為土壤水;四是作物經根系吸收土壤水,通過光合作用的生理、生化過程轉化為化學能最終形成經濟產量。建設節(jié)約型灌區(qū)的目標,就是極大地提高上述四個環(huán)節(jié)的水的轉化和產出效率。
2建設節(jié)約型灌區(qū)的對策和思路
2.1建設節(jié)約型灌區(qū)必須明確目標,突出重點,抓住關鍵
一是要把節(jié)水農業(yè)、節(jié)水工程、節(jié)水理念和水資源的綜合利用列入建設節(jié)約型灌區(qū)的重點。二是要通過實施一批重點節(jié)能工程,加強節(jié)能管理,提高水資源的使用效率。三是要抓住科技進步這個建設節(jié)型灌區(qū)的關鍵,加大科技攻關力度,著力開發(fā)一批節(jié)約資源的關鍵技術。四是要通過建立健全有利于節(jié)約水資源的激勵和約束機制,通過體制創(chuàng)新來為建設節(jié)約型灌區(qū)提供保障。
2.2建設節(jié)約型灌區(qū)必須抓好規(guī)劃工作
一是因地制宜,準確定位,統(tǒng)一規(guī)劃、建設節(jié)約型灌區(qū)。為了使建設后的節(jié)約型灌區(qū)既能滿足節(jié)約用水的要求,又能保持農業(yè)持續(xù)發(fā)展,應該依據(jù)灌區(qū)現(xiàn)狀、自然地理條件和社會經濟狀況,制定適應本灌區(qū)的發(fā)展目標。分析節(jié)約潛力,研究技術可行、經濟上最優(yōu)的節(jié)約策略。同時,應該加強規(guī)劃指導,大力推進經濟結構和種植業(yè)結構的調整,使灌區(qū)內的骨干工程、節(jié)水農業(yè)等項目統(tǒng)一有序地進行。二是以實際效益為重,充分實現(xiàn)社會效益、經濟效益、環(huán)境效益三者的統(tǒng)一。灌區(qū)本身的生命力不僅取決于灌溉管理部門的經濟效益,也取決于地區(qū)經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。灌區(qū)的經濟效益與社會效益、環(huán)境效益相制約、相互促進。在建設規(guī)劃中,水土資源的配置、節(jié)約技術的采用均應充分考慮社會效益和環(huán)境效益。三是充分體現(xiàn)現(xiàn)代管理要求。四是強調工程措施與非工程措施的有機結合。灌區(qū)的節(jié)水工程措施主要有渠道防滲和管道輸水。渠道防滲,可采用多種形式,近幾年采取的“三面光”、U型渠的形式就比較多,這些形式的技術和工藝比較簡單、效果好,邊建設、邊受益,可以大量采用和推廣。非工程措施有:一是要牢固樹立節(jié)約資源的觀念;二是要總量控制、定額管理的節(jié)水措施;四要轉變觀念,避免重建設,輕管理。
2.3 建設節(jié)約型灌區(qū)必須切實轉變灌溉方式和管理方式
實踐證明,傳統(tǒng)的高投入、高消耗、高排放、低效率的灌溉方式和管理方式已經走到了盡頭,切實轉變灌溉方式和管理方式、建設節(jié)約型灌區(qū)是實現(xiàn)水資源節(jié)約,全面建設小康社會目標的必然選擇。建設節(jié)約型灌區(qū),從根本說就是要著力構建新的灌溉方式和管理方式。為此,我們必須摒棄不利于節(jié)約資源的發(fā)展思維和發(fā)展模式,牢牢抓住提高水資源利用率這個中心,采取綜合措施,切實轉變灌溉方式和管理方式。
2.4 建設節(jié)約型灌區(qū)必須要加強宣傳
灌區(qū)采取多種形式進行宣傳,大力提倡節(jié)約用水,普及科學用水知識。灌區(qū)內部制定節(jié)水政策,搞節(jié)水聯(lián)查,制定獎懲措施等。通過大力宣傳和發(fā)動,分析水源形勢,改變“灌溉就是灌地”、“灌溉就灌飽灌足”等舊觀念,樹立灌溉就是灌作物,灌溉要講科學、講節(jié)水意識,使人們懂得節(jié)水的重要性,加強珍惜水資源、節(jié)約用水的意識,提高保護水資源的自覺性,推動農業(yè)增長方式由粗放型向集約型轉變。
2.5 建設節(jié)約型灌區(qū)必須要注重搞好渠道工程和田間工程建設
節(jié)水灌溉工程是解決水資源短缺,實現(xiàn)農業(yè)增產、農民增收,促進農業(yè)增產、農民增收,促進農業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要措施和長遠大計。目前,大多數(shù)灌區(qū)經過多年運行,年久失修,工程老化。近年來,灌區(qū)在日常加強管護、清淤的同時,為了提高水的利用率,減少輸水過程中的滲漏損失,實施了續(xù)建配套節(jié)水改造。灌區(qū)內籌外引,投入大量的資金,改善工程條件,對部分渠道采用塑料薄膜、混凝土等防滲措施,對相應的建筑物進行配套改造,有效地發(fā)揮了渠道工程條件,提高了水的利用率。在支、斗、農等各級渠道,提高整修標準,提高過水能力,縮短了灌溉周期。在農田基本建設方面,大力推行平田整地、大畦改小畦灌溉等田間節(jié)水技術,減少了田間灌水過程中的水量損失,提高了田間灌溉水有效利用率。
【結束語】
合理利用水資源,是人類可持續(xù)發(fā)展的當務之急,而節(jié)約用水是水資源合理利用的關鍵所在。搞好節(jié)約型灌區(qū)建設的工作,是最快捷、最可行、最廣泛有效地維護水資源可持續(xù)利用的途徑之一。同時也是為農業(yè)、農民群眾辦實事、辦好事的具體體現(xiàn),是關系農村經濟社會發(fā)展的關鍵。隨著節(jié)水灌溉技術的發(fā)展,合理開發(fā)、利用、保護和管理水資源的工作將揭開新的一頁。
【參考文獻】
【1】龐鴻賓.節(jié)水農業(yè)工程技術.2000
【關鍵詞】現(xiàn)代;物理農業(yè);應用方式
所謂的現(xiàn)代農業(yè)指的就是將各種現(xiàn)代化的技術應用到農業(yè)生產的過程中,實現(xiàn)全面的機械化,使得農業(yè)生產實現(xiàn)集約化、企業(yè)化和專業(yè)化,從而使得農業(yè)生產的結構發(fā)生很大程度的轉變,并且也能夠在一定的程度上大大提高勞動生產率。所謂的物理農業(yè)指的就是通過聲、光、熱、輻射、磁等物理知識或者是物理信息等技術和方法,并將其作用于農業(yè)生產的過程中,從而達到提高農作物產量、促進生長、減少農藥的使用量等目的,并且還能夠在一定程度上阻止生態(tài)環(huán)境的退化,實現(xiàn)農業(yè)發(fā)展的全面化,這是一種無污染、高效、清潔的現(xiàn)代農業(yè)模式?,F(xiàn)代物理農業(yè)的發(fā)展主要依據(jù)的農業(yè)物理學,農業(yè)物理學的完善和發(fā)展給現(xiàn)代物理農業(yè)的發(fā)展提供了科學依據(jù)。
一、現(xiàn)代物理農業(yè)模式
農業(yè)現(xiàn)代化是我國農業(yè)發(fā)展的必然階段,其最終目的是實現(xiàn)農業(yè)收益的最大化。物理農業(yè)是一種具有高技術、高知識的發(fā)展模式,而這正是現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的最基本的特征,通過將各種物理知識和物理技術應用到農業(yè)的生產、發(fā)展過程中,實現(xiàn)農業(yè)的可持續(xù)、高速度發(fā)展。
二、現(xiàn)代物理農業(yè)模式的應用
現(xiàn)代物理農業(yè)模式的發(fā)展,主要將物理農業(yè)分為兩個部分,分別為將物理因素應用到農業(yè)生產過程中和將物理技術應用到農業(yè)生a過程中。
2.1.物理因素的應用
通過聲、光、熱、輻射、磁等物理因素或者是物理信息等方式作用于農業(yè)生產的過程中,從而實現(xiàn)農業(yè)生產的增產、增質,或者是對農產品的儲藏時間以及儲藏環(huán)境進行調節(jié),起到延長農產品保鮮期的作用。
例如通過對植物施加一定的聲波,使植物的生理系統(tǒng)產生一定程度的共振,從而提高植物細胞內電子流的運動速度,加快營養(yǎng)元素的傳輸和轉化,增強植物的營養(yǎng)吸收能力和光合作用的強度,加快植物根、莖、葉的生長,從而提高植物的產量。由于物理聲波能夠在一定程度上增加蛋白質、糖等有機物的合成速度,這樣也能夠提高植物的品質;由于植物體內營養(yǎng)物質的傳輸速度和轉化速度都在一定程度上加快,這樣植物的生長速度就會加快,從而實現(xiàn)植物的早熟;同時,部分敏感的害蟲遇到聲波,也會受到一定程度的影響,造成害蟲的不能繁殖或者是主動離開,這樣就能起到祛除敏感害蟲的效果;通過激光對種子進行照射,能夠打破種子的休眠期,從而在一定程度上改變種子的休眠期,從而大大縮短種子的休眠時間,提高出苗率。并且激光照射種子也會造成種子內部的DNA基因突變,這對于培養(yǎng)新品種有非常大的幫助。通過靜電場的方式對不同活力的種子進行分級,由于活力不同的種子在靜電場中存在取向場強的差異,一般活力低的種子早取向,活力高的種子晚取向,這樣就能優(yōu)選出活力高的種子;還可以將種子放在磁場中進行處理,由于磁處理的方式對于種子造成的損害程度低、操作快速、簡便,在種子的誘變育種、殺菌保鮮和促進增長中有很廣泛的應用。
2.2.物理技術的應用
通過聲、光、熱、輻射、磁等物理技術,將其作用于農作物的生長過程中,對農作物進行管理和病蟲害的防治,從而實現(xiàn)農業(yè)生產的高效發(fā)展。通過波普、質譜、光譜、生物顯微等現(xiàn)代化的物理技術對農作物進行評價和鑒定,從而實現(xiàn)農業(yè)發(fā)展的科學化和現(xiàn)代化。
例如,在農產品的儲藏過程中一般會進行儲糧害蟲的檢測,傳統(tǒng)的檢測方式是通過人工抽樣的方法,但是這樣的檢測方式不僅費時費力,結果也不準確,不能準確推斷出害蟲發(fā)生的趨勢以及蟲害爆發(fā)的準確時間,通過聲檢測技術對倉儲害蟲進行檢測,由于害蟲在進行吃食的過程中,會發(fā)出一定的頻率,通過聲檢測技術能夠得到一定的參數(shù),并且該參數(shù)直接關系到害蟲的數(shù)量,這對于推斷害蟲的數(shù)量以及谷物的受損程度有直接的幫助;在研究農業(yè)肥料是如何進行轉化、固定和損失情況的過程中,可以使用同位素示蹤技術,由于同位素示蹤技術主要利用的物理學原理是中子活化,通過將考察元素的中子進行活化,能夠分析肥料、土壤中元素的含量,并且還可以實現(xiàn)多種微量元素和蛋白質的位置分析、深度分析和結構分析等等,這樣就能清楚地研究出肥料是怎樣作用于植物的內部,從而起到一種的生理作用;通過全球定位系統(tǒng)(GPS)對大面積的農田進行噴藥、施肥、灌溉、耕作,這樣的方式不僅能夠節(jié)省人力物力,也保護了自然資源,保持生態(tài)平衡,從而實現(xiàn)了現(xiàn)代化的農業(yè)發(fā)展模式。
三、結束語
隨著我國農業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)代物理農業(yè)模式已經成為國家公認的安全生產方式,并且由于相關技術和相關設備的納入,使得物理農業(yè)發(fā)展遇到了全所未有的好時機,因此,在未來的農業(yè)發(fā)展過程中,將物理技術和物理知識更加深入地應用于農業(yè)的發(fā)展過程中,會給農業(yè)的發(fā)展帶來前所未有的好時機。
【參考文獻】
[1]趙維范.基于溫室植物病蟲害的現(xiàn)代物理農業(yè)防治技術與設備[J].《中國現(xiàn)代教育裝備》,2010
[2]胡偉.現(xiàn)代物理農業(yè)工程技術概論,天津科學技術出版社,2011
據(jù)《農業(yè)工程學報》2010年5月30日報道,在我國,由大中型沼氣工程生產“產業(yè)沼氣”(有別于農戶沼氣和一般所說的沼氣),將有助于促進沼氣工程技術的升級換代,從而擺脫長期以來沼氣工程只有社會(環(huán)境)效益而缺少經濟活力,一直處于“示范”和“試點”狀態(tài),不能大量推廣的尷尬局面:更重要的是。它還將對發(fā)展農村經濟和緩解我國天然氣的短缺做出重要的貢獻。
此研究報告刊登于《農業(yè)工程學報》2010年第5期,題為《中國“產業(yè)沼氣”的開發(fā)及其應用前景》,第一作者為中國農業(yè)大學生物質工程中心的程序教授。該研究受國家“十一五”支撐計劃,農業(yè)部“948”項目資助。
產業(yè)沼氣指由生物質和含有有機物的廢棄物(廢水)經高效厭氧發(fā)酵,規(guī)?;禺a生的可以成為商品能源的一種生物能源。沼氣在凈化(指去除C02、水和二氧化硫等雜質)和提純(指將甲烷含量從60%左右提高至97%以上)后,與天然氣同質,可以經濟而方便地壓縮、運輸和儲存。
在德國和瑞典。這種“生物天然氣”(Bio-natural gas)發(fā)電和作車用燃料,或并入天然氣管網。除了農戶以很小的規(guī)模自給性的生產沼氣而外,此前在我國,規(guī)?;B(yǎng)殖場配套的大、中型沼氣工程也有沼氣生產。然而由于指導思想局限于環(huán)保主導。即著眼于將畜禽糞污經生化處理后能使BOD(生化需氧量)、COD(化學需氧量)、氨氮和總磷等指標降至達標排放的水平,因而使工藝和設計復雜化,建造和運行成本高,產沼氣量少;加上原料的產沼氣性質不理想,總體的沼氣產率很低。不能滿足規(guī)?;_發(fā)利用的要求。盡管在過去的二十余年內,全國累計已建兩萬多座大中型沼氣工程,但是卻始終不能大量推廣和正常運轉。
沼氣還可以來自含有機物的廢棄物和廢水。中國農業(yè)大學生物質工程中心和廣西必佳微生物工程公司科技人員組成的研究團隊,通過對兩廣地區(qū)普遍存在的農產品加工高濃度廢液嚴重污染問題的調研,發(fā)現(xiàn)有可能從廢液中提取大量的沼氣,同時大幅度降低COD,從而實現(xiàn)經濟與環(huán)境的“雙贏”。其前提條件是研發(fā)出能對付COD濃度高達數(shù)萬毫克每升、pH值4.0左右,以及含硫量高的木薯,糖蜜酒精廢液,快速而高效地產出沼氣的技術。他們實施了引進再創(chuàng)新策略。成功地開發(fā)了有機負荷(20~25公斤每立方米每天)和容積產氣率(8-10立方米每立方米每天)都比一般技術高7~10倍的UASB-TLP技術。在此基礎上。2006年提出“產業(yè)沼氣”的概念。2010年在廣西武鳴縣開始興建國內第一家日產提純沼氣20000m3、用于替代車用天然氣的商品生產項目。
產業(yè)沼氣的提出和形成:將有力地指導對傳統(tǒng)大中型沼氣工程實行技術的升級和換代,從而使挖掘沼氣的巨大潛力成為可能。據(jù)該研究團隊的估測,中期內我國5種原料的產沼氣潛力可達相當于900億立方米天然氣,能在緩解我國天然氣緊缺方面發(fā)揮重大作用。同時,也有利于徹底改變長期以來沼氣在人們心目中,只不過是“小打小鬧”、“土”的形象,成長為對發(fā)展農村經濟和農民調整結構、增加收入,對培育國家,擴大潔凈能源的使用及減排溫室氣體,以及對國家能源安全均具有重要意義的新興戰(zhàn)略產業(yè)。
光溫室是我國北方地區(qū)最重要的越冬栽培設施,為確保北方地區(qū)冬季蔬菜的安全供應提供了重要保障。日光溫室的溫度、光照、CO2濃度等環(huán)境因子對蔬菜的產量和品質有較大影響。其中,光照環(huán)境形成與前屋面薄膜材料的透光率和透過光譜特性有關,因此作為日光溫室最基本的覆蓋材料,薄膜的透光率和顏色等指標一直倍受關注[1-4],而其散射光特性及其對栽培影響的研究還不多見,目前國內僅有少量關于散射光玻璃在連棟溫室中應用效果的報道[5]。一般而言,直射光會造成陰影,在一些植株高大、葉片較密的作物群落中會出現(xiàn)上下光照不均勻的現(xiàn)象,甚至在一些太陽輻射條件較好的地區(qū),直射光過強可能會導致植株表面灼傷。因此,從理論上而言,在保證透光率的條件下,散射光的光照形式可能會更適于溫室高密度栽培環(huán)境,這一點在荷蘭等設施園藝發(fā)達國家已經開始受到重視。本研究的目的是在日光溫室條件下,通過覆蓋具有散射光特性的新型塑料薄膜,來研究散射光對溫室黃瓜栽培生產的影響。
材料與方法
測試溫室
試驗在寧夏吳忠國家農業(yè)園區(qū)進行,選擇兩棟尺度完全相同的日光溫室。溫室為鋼架磚混結構,長度100 m,跨度15 m,脊高為7.4 m,占地面積1500 m2,種植面積1008 m2。試驗采用基質栽培、水肥一體化種植模式。
上述兩棟溫室分別采用博祿貿易(上海)有限公司提供的編號為A4.2和B4.2的EVA試驗薄膜,其中B4.2為試驗用散射光薄膜,A4.2為對照薄膜。根據(jù)農業(yè)部設施農業(yè)工程重點實驗室的實測結果,兩種薄膜的基本性能指標如表1所示。
栽培作物
試驗期間,兩棟溫室均栽培黃瓜(博美626)。2015年2月14日進行黃瓜播種,經育苗,3月17日定植。定植前7~10天,每667m2施充分腐熟的雞糞8~10 m3、餅肥150 kg、磷酸二銨50 kg、硫酸鉀50 kg,氮磷鉀(15-15-15)復合肥50 kg,均勻撒施,深翻入約25 cm深的土層中,最后將地耙平。按140 cm畦距劃線,做成南北向平畦,操作溝寬60 cm,采用膜下滴灌、水肥一體化栽培模式。兩溫室采用完全相同的管理模式。試驗中黃瓜的栽培行距為140 cm,株距為15 cm,定植58畦,共定植4600株。及時整枝、打叉,打掉黃瓜老葉片;及時疏花疏瓜,確保5片葉子留2支瓜。打老葉時每次打掉3~4片,落蔓時,黃瓜生長中心離地面1.0~1.2 m。
測量方法
試驗采用手持葉綠素儀(SPAD-502Plus,日本原裝進口)、電子游標卡尺、電子秤等設備對相關指標進行測量。主要測試指標有黃瓜株高、莖粗、葉片數(shù)、葉片葉綠素含量與產量等。兩溫室各隨機選取5株黃瓜掛牌標記;自4月2日開始測量,按7天間隔對標記植株進行定期監(jiān)測,每次測定對每個指標采集3~5組數(shù)據(jù)。其中,植株基部到生長中心的高度作為株高;選擇距植株基部2 cm處測量植株莖粗;分別選取黃瓜植株下部(距莖部20 cm)、中部(距莖部60 cm)和上部(距莖部90 cm)的功能葉進行葉綠素含量測定。采收時,分次記錄兩溫室的總產量,并折算單位面積產量。
試驗結果
株高
不同處理下黃瓜的株高測試結果如圖1所示。試驗期間,散射光薄膜溫室的黃瓜株高明顯高于對照,且生長前期一直表現(xiàn)出顯著性差異(P
莖粗
不同處理下黃瓜莖粗的測試結果如圖2所示。經統(tǒng)計分析,在4月23日之前,處理組與對照組的黃瓜莖粗一直表現(xiàn)出極顯著性差異(P
黃瓜葉片數(shù)
葉片數(shù)量影響葉面積指數(shù)以及植株的光合效果,最終影響產量,不同處理下黃瓜葉片數(shù)的測試結果如圖3所示。可以看出,定植后第14天(3月30日)時,兩溫室的黃瓜葉片數(shù)并無差異,但4月2日以后,處理組葉片數(shù)開始快速增加,直至4月23日,二者表現(xiàn)出極顯著差異(P
葉綠素含量
不同處理下黃瓜葉片葉綠素含量的測試結果如圖4所示。整個試驗期內,處理組與對照組的葉綠素含量無顯著差異(P
黃瓜產量
試驗于2015年3月17日開始,對照溫室因病害于2015年8月5日拉秧,因此首先以8月5日為限來統(tǒng)計二者的產量。在統(tǒng)計期間內,對照溫室總產量7341.3 kg,折合單位面積產量7.28 kg/m2;試驗溫室總產量8844.8 kg,折合單位面積產量為8.77 kg/m2,即散射光薄膜溫室的黃瓜產量比對照溫室提高20.5%。另外,試驗溫室散射光薄膜處理下,沒有發(fā)生明顯病害,采收期延長至2015年10月,成功實現(xiàn)越夏生產。雖然其機理還不是很清楚,但是初步觀測及統(tǒng)計結果表明,散射光薄膜可以有效提高日光溫室黃瓜栽培的產量。
結 論
株高和莖粗是衡量黃瓜長勢的重要指標,營養(yǎng)足則生長旺盛、莖稈粗壯。一般而言,在植株不徒長、莖稈粗壯的情況下,黃瓜開花早,坐瓜率高,畸形瓜少;如果營養(yǎng)生長不良,莖稈瘦弱,則可能會引起花器官發(fā)育不良,開花數(shù)目減少、易落花,果實發(fā)育遲緩[6]。
通過對比生產試驗,結果表明,使用散射光薄膜的試驗溫室和使用同品牌普通薄膜的對照溫室相比,除葉綠素含量沒有表現(xiàn)明顯差異外,其他各項生長指標均為試驗溫室優(yōu)于對照溫室,二者之間差異顯著。前期良好的生長性狀,為確保后期的長勢和產量提供了基礎,因此在產量上,試驗溫室比對照溫室同比增產20.5%,且生長及采收期明顯增長。綜上所述,根據(jù)本研究的試驗結果可以初步推測,散射光薄膜在寧夏等地的日光溫室中具有良好的應用前景。
致謝:感謝博祿貿易(上海)有限公司對本研究的資助!
參考文獻
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關鍵詞:大學生;畢業(yè)設計;創(chuàng)新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)09-0160-02
石河子大學水利建筑工程學院始建于1965年4月,在長期的辦學過程中,學院在學科建設和人才培養(yǎng)方面形成了具有鮮明區(qū)域特色和優(yōu)勢的學科體系。農業(yè)水土工程專業(yè)擁有“農業(yè)工程”一級博士點;“農業(yè)工程”和“水利工程”一級碩士點;“農業(yè)水土工程”和“水工結構工程”二級碩士點;下設農業(yè)水利工程、水利水電工程本科專業(yè)。
就業(yè)方向:可以從事農業(yè)水利、水資源、水環(huán)境、水保工程的勘測、規(guī)劃、設計施工管理以及相關的科研和教學工作。
畢業(yè)設計是農業(yè)水土工程專業(yè)學生在畢業(yè)前最后的學習和培訓階段,是學生在學習過程中知識的深化和拓寬,是對學生整體素質和工程實踐能力的全面檢驗[1],是實現(xiàn)本科人才培養(yǎng)目標的重要階段。培養(yǎng)具備農業(yè)水利工程學科的基本理論和基本知識,能在農業(yè)水利、水利水電工程、水土保持等部門從事水利工程勘測、規(guī)劃、設計、施工、管理、實驗研究以及教學、科研等方面工作的高級工程技術人才。
一、畢業(yè)設計中存在的突出問題
(一)畢業(yè)設計時間緊任務重
畢業(yè)設計安排在第四學年最后一學期,學生在畢業(yè)設計期間,正是忙于找合適工作的關鍵時期。因此,參加各種招聘會和單位面試會花去同學們的較多時間。另外,一些考研的學生要到被錄取的學校復試。因此,真正用于畢業(yè)設計的時間少于教學計劃安排的時間。畢業(yè)設計教學計劃安排的時間一般是十二周,要完成一個好的畢業(yè)設計成果,需要學生們查閱大量資料、計算大量數(shù)據(jù)和繪制十幾張成果圖紙,工作量較大,要想在有效的時間內較好地完成教學任務,學生們的壓力就會很重。
(二)對畢業(yè)設計的設計思路不清楚
農業(yè)水土工程專業(yè)培養(yǎng)的是高級工程技術人才,不管學生將來是做技術工作還是繼續(xù)深造,在專業(yè)上都會遵循發(fā)現(xiàn)問題,分析問題和解決問題的研究思路,然而,學生在選擇畢業(yè)設計選題后往往沒有一個清晰的設計思路,不知如何思考,不知從何下手,不會設計技術路線,對設計對象、設計內容、主要設計方法感到茫然,不知如何進行下去。
(三)創(chuàng)新能力不強
體現(xiàn)在兩個方面:一方面教師在選題上沒有創(chuàng)新。指導教師的選題大部分多年不變,或選題略作改變,內容和要求沒有本質改變。另一方面:學生在大學四年中學習了專業(yè)知識,也完成了許多階段性的課程設計,為完成畢業(yè)設計做好了專業(yè)準備,但在畢業(yè)設計過程中應用已學知識解決實際問題時,學生往往不能把各知識點有機結合,缺乏創(chuàng)新能力。
(四)學能力差
學生完成畢業(yè)設計,首先要根據(jù)指導教師的畢業(yè)設計布置的任務和要求,查閱適當?shù)奈墨I和資料。查閱文獻和資料的方式,如圖書館,新華書店,上網,但學生使用這些手段獲取信息的能力相對較弱。學生往往是把指導教師當作他們的“資料庫”,可以通過專業(yè)書籍和相關信息的訪問解決的問題,他們也要指導教師解決。比如,水電站廠房畢業(yè)設計中一些新疆當?shù)氐难┖奢d系數(shù)、一些屋蓋的設計數(shù)據(jù),很多手冊上都有,但是學生不會找,即使教師提供了相關的手冊,也不會在上面尋找適合自己選題的合適的數(shù)據(jù)。
二、解決對策
(一)定期檢查,落到實處
為了建立有效的畢業(yè)設計質量控制,本院農業(yè)水土工程專業(yè)畢業(yè)設計在第二周安排了開題報告檢查、第六周中期檢查和第十周畢業(yè)設計預答辯檢查。開題報告的檢查除了指導教師的批閱外,督導專家還要進行批閱,給出分數(shù)。中期檢查由督導專家根據(jù)學生的設計進度和出勤等質量控制指標給學生評分,及時反饋,督促學生在規(guī)定的時間內完成規(guī)定的內容。第十周畢業(yè)設計預答辯檢查是全面檢查畢業(yè)設計整個過程。檢查不流于形式,扎實到位,督促教師和畢業(yè)生在有效的時間內保質保量地完成設計。
(二)重視開題報告
開題報告是指開題者對科研課題的一種文字說明材料。包括綜述、關鍵技術、可行性分析和時間安排等四個方面。提綱包括:
(1)課題的目的、意義、國內外研究概況和有關文獻資料的主要觀點與結論;
(2)研究對象、研究內容、各項有關指標、主要研究方法(包括是否已進行試驗性研究);
(3)大致的進度安排;
(4)準備工作的情況和目前已具備的條件(包括人員、儀器、設備等);
(5)尚需增添的主要設備和儀器(用途、名稱、規(guī)格、型號、數(shù)量、價格等);
(6)經費概算;
(7)預期研究結果;
(8)承擔單位和主要協(xié)作單位、及人員分工等。
畢業(yè)設計開始時,指導老師就要非常重視開題報告的撰寫,促使同學們查資料,把畢業(yè)設計的設計思路搞清楚,為主動思維、創(chuàng)新設計做好準備。
關鍵詞:太陽能;輔助加溫系統(tǒng);日光溫室;光熱轉換;光伏發(fā)電 文獻標識碼:A
中圖分類號:S625 文章編號:1009-2374(2015)03-0063-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0223
我國是太陽能資源使用最多的國家,具有非常豐富的太陽能資源,即便是在太陽能相對較弱的區(qū)域,其年輻射總量也和東京相差無幾,甚至高于倫敦和漢堡這些利用太陽能較多的城市,在我國,有2/3的國土面積每年的日照時間都在2200小時以上,每年的輻射總量大約在3340~8360MJ/平方米,相當于110~250kg標準煤/平方米。
1 日光溫室的定義
日光溫室又叫做暖棚,全稱節(jié)能日光溫室,是我國北方地區(qū)獨有的一種溫室類型。是一種室內的、無需任何加熱措施的溫室,簡單說即指,在最寒冷的季節(jié),依賴太陽光達到并維持室內一定的溫度,來滿足蔬菜作物的生長需求。該溫室以輕質保溫材料作墻體圍護,采用輕型無柱裝配式桁架,新型復合保溫被作覆蓋,實現(xiàn)了保溫被的整體卷放。它具有采光合理、保溫性能好、室內作業(yè)方便、易于機械化作業(yè)等優(yōu)點,是一種投資少、能耗低、見效快的設施。本文研究的日光溫室以水作為載熱和蓄熱介質,白天利用太陽能集熱器加熱水,熱水經管道儲存到保溫水箱內,夜間經由管道將保溫水箱內的熱水循環(huán)至地下管道,直接對溫室內土壤進行加熱,以提高溫室內溫度。
2 太陽能資源的特點
太陽能資源具有其他能源所無法比擬的優(yōu)點,它具有無毒、無味、無污染、可再生、綠色環(huán)保等優(yōu)點,分布廣泛,無貧富之分,關于太陽能,有科學家做過估算,其壽命還有大約34億年的壽命,因此,可以說太陽能是取之不盡、用之不竭的資源。而我國又具有豐富的太陽能資源,如我國全年太陽能的輻射總量的1%轉為可利用資源,即可滿足我國全部的能源需求。尤其是我國的西部、北部和中南部,都具有很好的開發(fā)條件和應用價值。所以,光熱轉換不但市場廣闊,而且是解決我國礦物能源短缺最有希望、最可行的途徑。就目前來說,人類直接利用太陽能還處于初級階段,主要有太陽能集熱、太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能暖房、太陽能發(fā)電、太陽能無線監(jiān)控等方式。
3 太陽能輔助加溫系統(tǒng)在日光溫室中的應用現(xiàn)狀
我國的太陽能資源常應用于日光溫室中。關于溫室內光環(huán)及其影響因素方面,國外已經有很多學者對其做了許多相關的研究,如關于溫室的透光率、結構構件在直射光及散射光條件下對室內透光量的影響以及溫室?guī)缀涡螤?、長度對室內透光量的影響等;溫室朝向對室內透光量產生的影響;薄膜、作物、土壤吸收的太陽輻照量、玻璃框和采光面上的冷凝等因素對室內透光量的影響等,但以上研究都是針對單棟溫室或者連棟溫室而進行的。國外也有相關研究,如何利用太陽能來增加溫室的地位,但所針對的也是大型溫室,所以,不管是從材料選擇、能源供應、環(huán)境控制措施等方面采用節(jié)能新技術,都與我國日光溫室性能差異很大,不適用于國內的日光溫室。
近年來,我國太陽能熱水器的面積逐年遞增,而我國儼然已成為家用太陽能熱水器生產第一大國。在早些年,我們國內就有利用太陽能提高溫室地溫的研究。蔣錦標和葉景學等專家分別將空氣作為媒質將太陽能應用在地溫輔助加熱的研究中。繼而,專家在對日光溫室墻體及土壤保溫性能進行了更加深入的對比研究后,提出了不少較為可行的優(yōu)化方案。但是,由于正常加溫方式需要消耗大量的石化原料,還會產生大量的二氧化硫等污染環(huán)境的廢氣,因此方便快捷且較為環(huán)保的太陽能作為日光溫室熱量的主要來源便順理成章了。目前,光熱轉換和光伏發(fā)電是太陽能應用的主要技術,而最能將光熱轉換技術體現(xiàn)得淋漓盡致的就是生活中常用的太陽能熱水器。現(xiàn)在我國家家戶戶都有太陽能熱水器,這一現(xiàn)象也說明了我國的太陽能轉換技術已經十分成熟。
在我國,日光溫室應用比較廣泛,溫室結構具有非常明顯的中國特色,尤其是在我國的東北地區(qū),越冬農作物的生長在很大程度上受日光溫室的影響,日光溫室現(xiàn)如今在我國已經成為北方農業(yè)生產中最好經濟效益,最快發(fā)展速度,最多增加農民收入的新興產業(yè)之一。一般情況下,日光溫室不需要任何加熱設備就可以維持農作物周年的正常生產。但是,在冬季溫室地溫較低,而對于農作物的生長來說,地溫是至關重要的,因此,地溫的提升可通過地熱加溫系統(tǒng)來實現(xiàn),減少資源浪費的同時,防止了CO2等污染氣體的排放,有效地保護了周圍環(huán)境,加快了農作物的生長,改善了發(fā)育不良等情況,提高了經濟效益,保護和改善了溫室環(huán)境。
很多科研工作者開始考察太陽能集熱器對于改善溫室內微氣候的效果。有的學者認為,這種方式有不可取的地方,即是在實施的過程中需要耗費大量的電能,究其原因就是,在青海省利用太陽能集熱器提高蔬菜溫室地溫時,由于沒有設保溫水箱,從而導致水泵保持循環(huán)就要耗費大量電能。還有的學者認為,太陽能集熱器來改善溫室這項科研不能在連續(xù)陰天使用,因為在河南鄭州利用太陽能完全代替煤炭對溫室內低溫進行增溫的試驗,這項實驗得出的結論就是,此項科研項目在連續(xù)陰天的情況下是無法促進作物生長的。王順生等也在北京進行了日光溫室內置式太陽能集熱調溫裝置試驗進行研究,在這里他們采取了將太陽能集熱器置于日光溫室內部的方法,其目的是為了讓其在白天時收集熱量,晚上時散發(fā)熱量,保證日夜溫差不至于過大。這里用到的水箱容積小,節(jié)省了地熱管道,但并不是利用太陽能直接提高地溫。在進行日光溫室的設計時,要充分考慮如何挖掘太陽能最大使用限度、采光面的材料、形式、建筑參數(shù)等,而這些因素都會直接影響溫室對太陽能的吸收情況,和國外的全光溫室相比,我國日光溫室在建筑、結構形式上都和國外大不相同,因此,國外的一些研究成果并不適用于我們。目前,我國日光溫室光環(huán)境研究的主要方法有:實地測試獲得溫室采光量、溫室采光面剖面曲線用數(shù)學曲線表示后模擬計算溫室內各表面直射光透過量、基于計算固體表面間輻射換熱的代數(shù)方法計算各表面散射光透過量等。
4 結語
綜上所述,太陽能資源在日光溫室的應用越來越廣泛,保證了經濟效益,同時太陽能是一種取之不盡、可再生的資源,充分利用并推廣使用,不僅對溫室園藝產業(yè),還是對人類的生存環(huán)境,都占據(jù)著十分重要的地位,是值得我們研究并大力推廣的。
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基金項目:國家星火計劃項目(編號:2013GA650007);遼寧省科技廳農業(yè)攻關及成果產業(yè)化項目(編號:2014210003-03);沈陽農業(yè)大學博士后基金(編號:74741);遼寧省土地治理關鍵技術示范與推廣。