蘇小娟 李曉琳 王艷霞 史亮濤

摘要 ? ?作物施肥原理與技術是高等農(nóng)林類院校針對農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)開設的一門專業(yè)綜合性較強的核心課程。隨著遙感技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，課程體系建設也應與時俱進，符合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)人才的培養(yǎng)要求。本文分析出現(xiàn)農(nóng)業(yè)遙感技術在作物施肥原理與技術課程改革中的應用，利用自然資源衛(wèi)星遙感云服務平臺將遙感技術融入該課程教學體系。將課堂教學、科研及實踐三者有機結合起來，進一步提高作物施肥原理與技術的教學質量，為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境發(fā)展培養(yǎng)高素質人才。

關鍵詞 ? ?作物施肥原理與技術;遙感;教學改革;應用

中圖分類號 ? ?G642 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）20-0258-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract ? ?Crop fertilization principle and technique is a comprehensive core course for the major of agricultural resources and environment. With the application of remote sensing technology in agricultural production， the construction of curriculum system should keep pace with the times and meet the requirements of modern agricultural production and modern agricultural talents. This paper analyzed the application of remote sensing technology in the course reform of crop fertilization principle and technique and integrated remote sensing technology into the course teaching system by using natural resources satellite remote sensing cloud service platform. Combining classroom teaching， scientific research with practice organically could further improve the teaching quality of crop fertilization principle and technique， so as to cultivate high-quality talents for the development of modern agricultural resources and the environment.

Keywords ? ?crop fertilization principle and technique; remote sensing; teaching reform; application

作物施肥原理與技術是高等農(nóng)林院校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，在土壤肥力、植物需肥特性等理論指導下，以實踐應用為主體的一門綜合性課程。合理施肥是該門課程中的核心問題，也是作物施肥原理與技術課程理論教學和實踐實習的核心內容[1]。作物施肥原理與技術教學實踐過程中會涉及多個研究領域，比如土壤學的基礎知識、植物營養(yǎng)學作物的需肥特性、肥料的施用、土壤農(nóng)化分析的理論、施肥專家系統(tǒng)及“3S”（GPS、GIS和RS）技術在區(qū)域養(yǎng)分資源管理中的應用等，是一門綜合性、系統(tǒng)性和實用性都很強的課程[2-3]。

當前作物施肥原理與技術中土壤肥力測定、作物養(yǎng)分含量及營養(yǎng)診斷教學內容主要通過傳統(tǒng)的土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法判斷，而對利用“3S”技術解決區(qū)域土壤養(yǎng)分空間差異問題講授較少[4]，且將土壤、施肥與產(chǎn)量等綜合考慮應用施肥量精準農(nóng)業(yè)施肥技術不廣泛[5]。因此，通過自然資源衛(wèi)星遙感云服務平臺獲得最新農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)，學生解譯遙感數(shù)據(jù)，結合作物施肥原理與技術相關理論知識，判讀作物生長狀況，監(jiān)測農(nóng)作物產(chǎn)量分布等，從而激發(fā)學生的學習興趣和對農(nóng)業(yè)的愛好，掌握更為先進的精準農(nóng)業(yè)施肥技術，提升作物施肥原理與技術教學效果。

農(nóng)業(yè)遙感技術（Remote Sensing）是指通過遙感技術的支持，在農(nóng)業(yè)資源調查、土地利用現(xiàn)狀分析、農(nóng)業(yè)病蟲害監(jiān)測、農(nóng)作物種植面積及估產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等多方面進行全方位應用的綜合技術[6]。該技術在植物營養(yǎng)、土壤、環(huán)境保護和生態(tài)安全方面發(fā)揮著不可替代的作用[7]。遙感課程作為農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的學科基礎課，是一門理論與實踐緊密聯(lián)系的課程。近年來，隨著研究的深入和科技的進步，遙感技術用于作物營養(yǎng)診斷和推薦施肥也逐步發(fā)展起來，并呈現(xiàn)出生機勃勃的景象[6]。從社會對農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)人才的需求來看，通過教學改革強化農(nóng)業(yè)遙感技術在作物施肥原理與技術課程中的應用，將理論教學、科研與實踐三者緊密結合，豐富該課程的現(xiàn)代化技術的教學內容，增強學生對遙感技術在農(nóng)業(yè)上應用的學習興趣及自主實踐能力是當務之急[11]。本文旨在通過利用自然資源衛(wèi)星遙感云服務平臺數(shù)據(jù)，探討遙感技術在作物施肥原理與技術課程教學改革中的應用，以期更好地將教育教學、科研與社會實踐三者融合，達到提高教學質量、培養(yǎng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)人才的目的。

1 ? ?作物施肥原理與技術課程改革的迫切性

作物施肥原理與技術課程是以土壤學、植物營養(yǎng)學、土壤肥料學等專業(yè)課程為基礎，結合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際形成的一門綜合性的課程，通過測定土壤肥力、作物需肥特點、肥料自身特性等因素，實現(xiàn)培肥地力、增產(chǎn)、優(yōu)質、環(huán)保等目標，最終確定土壤或植物生長過程中肥料用量、施肥時間和施肥方式，從而提出合理有效的施肥方案[1]。作物施肥原理與技術課程與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密相關，但現(xiàn)有教學過程中存在著學生參與實習少、教學課時安排不合理、教學內容與現(xiàn)代化科學技術發(fā)展融合不夠、學生缺乏對農(nóng)業(yè)類課程學習的興趣與主動性等問題，因而對該門課程進行教學改革迫在眉睫。

2 ? ?遙感技術融入作物施肥原理與技術課程的教學過程

“精心培育農(nóng)業(yè)人才，加強科研創(chuàng)新”不僅是習近平總書記對培養(yǎng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)人才的期望，更是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，多學科交叉發(fā)展日新月異，要提高農(nóng)業(yè)人才水平，就要進一步創(chuàng)新農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)模式，不斷加強多學科在多領域的融合。教師在講授過程中結合信息技術在施肥中的應用相關內容，引入遙感技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，通過實際案例讓學生掌握運用遙感技術對作物進行長勢監(jiān)測和營養(yǎng)診斷監(jiān)測[4]，確定合理施肥量[12]，為現(xiàn)代精準農(nóng)業(yè)變量施肥提供技術保障[13]。如果能將遙感數(shù)據(jù)合理融入作物施肥原理與技術教學過程，必將激發(fā)學生對該門課程的學習興趣。

3 ? ?作物施肥原理與技術課程改革與現(xiàn)代化教育的切合點

20世紀80年代初期國際農(nóng)業(yè)領域的專家提出了“精準農(nóng)業(yè)”的現(xiàn)代化生產(chǎn)形式和管理模式[14]。隨著高光譜遙感技術的發(fā)展和高光譜航天時代的到來，使得基于植物葉片光譜反射特征判斷作物體內營養(yǎng)元素含量的多少、是否缺素等營養(yǎng)狀況成為可能[15]。經(jīng)過長期研究，美國北達科他州州立大學精準農(nóng)業(yè)研究中心的Jeff White博士提出“未來農(nóng)業(yè)和食物體系（IFAFS）”的發(fā)展重點是利用遙感數(shù)據(jù)改善作物氮肥利用效率，降低不合理施肥對水資源環(huán)境的污染[12]。近幾十年來，作物科學、土壤學、植物保護科學、資源環(huán)境科學等在空間信息技術的支持下，與智能化農(nóng)業(yè)裝備、田間信息采集技術、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術等組裝，形成了一個新的精準農(nóng)業(yè)技術體系?；谶b感技術和植物營養(yǎng)原理，通過處理遙感影像、解譯數(shù)據(jù)結合植物生長的各種參數(shù)，制定具體的施肥方案，為精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展打下堅實的基礎。國內外專門成立了“精細農(nóng)業(yè)”研究中心，并確定了博士、碩士研究方向及開設出現(xiàn)相關培訓課程[12-13]。目前，已有大量研究成果和有關裝備的技術產(chǎn)品，這些成果的進一步推廣和技術產(chǎn)品的應用急需農(nóng)業(yè)遙感專業(yè)技術方面的人才[14]。大多學校的農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)雖然同時開設了遙感技術課程和作物施肥原理與技術課程，但在教學過程中缺少將2門課程的核心內容有機融合起來。因此，將滿足信息時代對專業(yè)人才的需求，培養(yǎng)創(chuàng)新性農(nóng)業(yè)人才的要求作為作物施肥原理與技術課程建設的切合點，將農(nóng)業(yè)遙感技術更好地融入該課程改革體系。

4 ? ?科研、教學與實踐在課程改革中的有機結合

高等普通本科院校的中心工作是教學，但教學質量的提升，不僅受教師科研活動的影響，還與實踐教學的多少密切相關。目前在作物施肥原理與技術課程教學中，對本科生科研素質的培養(yǎng)不夠重視，理論教學和實踐教學結合不緊密?？蒲械姆e累是豐富課堂教學案例的基礎，教學過程更是科研成果傳播途徑，實踐是檢驗科研和教學的方法和手段[3，16]。因此，在今后的教學過程中，應將基于遙感數(shù)據(jù)在診斷作物營養(yǎng)元素豐缺領域、變量施肥決策、土壤養(yǎng)分估測及空間變異特征、產(chǎn)量評估和品質調控等方面的科研成果融入教學內容，使課堂教學信息更加豐富，激發(fā)學生對交叉學科和前沿知識的興趣，讓學生掌握應用遙感技術的手段和方法，培養(yǎng)學生利用遙感技術解決植物生產(chǎn)過程中的營養(yǎng)缺失及施肥調節(jié)等問題的能力[15]。例如，通過申請應用自然資源衛(wèi)星遙感云服務平臺節(jié)點，結合專業(yè)課程教學，培養(yǎng)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、林學、水土保持、生態(tài)環(huán)境等領域的高層次人才，服務區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護。進一步將云南省主要經(jīng)濟作物煙草種植面積、植株養(yǎng)分的遙感影像及不同輪作條件下土壤肥力變化等引入課堂教學中。同時，結合專業(yè)綜合實習基地開展教學，先將萬家歡藍莓莊園、云南省熱區(qū)作物研究所等實習基地種植的相應作物的養(yǎng)分豐缺及土壤肥力的遙感影像數(shù)據(jù)進行解譯，再去實際樣地進行采樣分析驗證。這種教學—科研—實踐三位一體的教學過程能提高學生的實踐能力，將課堂的理論知識通過科研和實踐緊密結合起來，為今后走入社會打下堅實基礎。

5 ? ?結語

隨著科學技術水平的提升，遙感技術作為一項具有廣闊應用前景的高新技術，在植物營養(yǎng)診斷及作物精準施肥技術領域的大力發(fā)展呈必然趨勢。我國首顆精準農(nóng)業(yè)觀測高分衛(wèi)星高分六號的發(fā)射，將大力推動我國數(shù)字農(nóng)業(yè)和精準農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展、生態(tài)文明建設等重大需求提供遙感數(shù)據(jù)支撐。因此，在當今農(nóng)林高校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)作物施肥原理與技術教學改革中，將遙感技術融入教學和實踐教學課程體系是培養(yǎng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)人才的當務之急。

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