《土壤肥料学》教学过程中固碳思想的融入与加强探讨

邰继承　范富　宋桂云　苏雅乐

摘要介绍了固碳思想产生的背景，在此基础上提出《土壤肥料学》教学过程中固碳思想融入与加强的必要性，并从提高教师专业素质，优化课程教学内容，丰富课程教学方法，注重实践能力培养等方面探讨了实现途径。

关键词《土壤肥料学》；高等农林院校；人才培养；固碳思想

中图分类号S-01文献标识码

A文章编号0517-6611（2014）28-09969-02

Introducing and Strengthening of Carbon Sequestration Thought in Teaching Process of Soil and Fertilizer Science

TAI Jicheng，FAN Fu，SONG Guiyun et al

（College of Agriculture， Inner Mongolia University for Nationalities， Tongliao， Inner Mongolia 028042）

Abstract The background of carbon sequestration thought was introduced. On the basis of this， the necessity of introducing and strengthening of carbon sequestration thought in teaching process of Soil and Fertilizer Science was put forward. The realization way was discussed from aspects of improving professional quality of teachers， optimizing teaching content， enrich teaching method， pay attention to practical ability training.

Key words Soil and Fertilizer Science； College of agriculture and forestry； Personnel training； Carbon sequestration thought

《土壤肥料学》课程是针对高等农林院校植物生产类各相关专业开设的一门重要的专业基础课程之一[1]。该课程是在20世纪90年代后，在原有《土壤学》和《植物营养学》两门课程基础上整合而成的。《土壤肥料学》主要研究《土壤学》和《植物营养学》的基础理论、基本性质和相关分析测试方法与技术，使学生能够较为全面、系统地掌握识土、用土、改土的基本方法和科学施肥的原理与技术，进而为促进农业生产和农业的可持续发展服务[2]。《土壤肥料学》在内蒙古民族大学是开设历史最长、涉及专业最多的课程之一，主要为农学、农业资源与环境、草业科学、植物保护、园艺、园林等本科专业开设，每年修读该课程的人数达200多人[3]。2008年《土壤肥料学》被评为内蒙古自治区级精品课程。2013年《土壤肥料学》课程教学团队被评为内蒙古民族大学校级优秀教学团队。

1固碳思想产生的背景

全球气候正经历着一场以普遍升温为主要特征的显著变化，已经引起了国际社会的高度关注。切实减少包括CO2在内的各种温室气体排放，稳定和增加陆地生态系统碳汇成为当前缓解全球气候变化的首要任务。碳减排问题从本质上说是一个专业技术问题，但往往又涉及经济、政治和国家主权等方面的利益关系，从而使其变得更为复杂。同时，当前社会在技术方面尚无较好的方法予以解决，因此直接减排困难重重。

土壤碳库是海洋碳库外地球表层生态系统中最大的碳储库，其中无机碳库更新周期较长，可达千年以上的时间尺度，所以在土壤碳循环研究中主要是以有机碳库研究为主。全球土壤有机碳库约是陆地生物量碳库的2～3倍，是大气碳库的2倍多[4]。因而，土壤有机碳库的微小变化就显著影响大气CO2水平。事实上，虽然全球土壤有机碳库储量巨大，但其中只有农业土壤有机碳库是受到人为短期干扰而发生显著变化的。因此，农业土壤有机碳库在全球气候变化研究中显得尤为重要，国际社会及联合国气候变化框架公约中也将农业土壤有机碳库储量及其固碳能力作为评估近期温室气体减排潜力的重要依据之一。

面对全球變化给人类社会带来的巨大挑战，欧盟、美国、日本等先后启动了碳循环研究计划，纷纷开展了对于农业土壤的固碳机制、潜力及其实现途径的研究，以作为制订国家CO2排放清单及其分配国际温室气体减排配额的依据。2001年，作为当时最大的温室气体排放国的美国就提出了固碳科学和固碳科学技术的概念，将农业土壤固碳和温室气体减排作为国家的核心项目[5]。我国的碳循环研究相对起步较晚，但是近些年来，特别是最近20余年的发展也十分迅速。

2《土壤肥料学》教学过程中固碳思想融入与加强的必要性

我国农业耕地面积约占国土面积的1/8，约有130 M hm2[6]。我国以占全球不到7%的耕地养活了占全球22%的人口，农业土壤利用强度大，加之由于盲目的开垦、不合理的耕作等问题，部分地区土壤退化严重，使得耕地土壤有机碳密度总体上较低，对我国未来的粮食安全和环境保护工作都提出了巨大挑战。我国长期的高强度农业利用所带来的对农田土壤有机碳库的影响也倍受国内外学者的关注。李长生等根据DNDC模型计算结果提出我国1970年以来的土壤碳库损失达到70 Tg a-1的规模[7]。Song等通过对《中国土种志》中土壤有机碳变化资料的统计分析，提出我国第二次土壤普查以来自然土壤开垦为耕地土壤表层有机碳库的总损失约为2 Pg，且这种损失主要是在华北、东北和西南地区[8]。可见我国农田土壤整体仍显碳源作用，虽然新近的研究结果显示我国农业土壤中在近20年较普遍地出现了碳的固定趋势，特别是水稻土固碳效应明显[9]。

农田土壤有机碳库的变化有诸多影响因素，是土壤、气候、植被覆盖、人为干扰等各种因素综合影响下土壤有机碳输入与输出之间动态平衡的结果，但其中最主要的还是管理者或是使用者自身认识的提高。我国作为世界农业文明的发祥地之一，历来注重有机肥料的投入，逐步形成了用地与养地相结合的耕种传统。只是新中国成立以来，特别是20世纪70年代后，化肥工业得到快速发展，化肥使用量逐年增加，且逐渐取代了有机肥而占主导地位。然而，在大力发展化肥工业的过程中也产生了各种问题，重无机、轻有机的不科学施肥方式污染生态环境，最终导致人类生存发展受到威胁。与此同时，大量的有机肥资源被浪费，其中绝大多数未被利用而直接进入环境，成为环境污染的一个主要来源。在化肥成为肥料主体的背景下，高效利用有机废物资源，发挥有机肥在现代农业生产中的作用，促进现代农业的可持续发展已成为各国关注的一个焦点。减少化肥投入、加快并鼓励有机肥投入将成为我国今后一段时期农业发展亟待解决的重要问题之一。

大学生群体是一个特殊的社会群体，在同龄人中具有较高的文化素养，他们思维敏捷，富有创造力，代表着先进的社会生产力，是未来社会主义现代化建设事业的主力军。大学生承担着传承和发扬人类文明的重要历史责任，是中华民族伟大复兴的希望。高等农业教育作为我国高等教育的一个重要组成部分，具有很强的行业针对性和发展的特殊性，担负为农业现代化提供人才支持和知识贡献的双重使命。《土壤肥料学》作为在高等农林院校植物生产类各相关专业开设的一门重要的专业基础课程，在教学过程中将固碳思想融入与加强有利于提升作为未来我国农业管理或从业人员的农科大学生的理论认识，从而在日后的工作中自觉维护农田生态系统良性循环。我国农田土壤有机碳水平普遍低于欧美国家，农田质量整体较差，抵抗外界干扰和适应能力不强；同时也说明了在未来气候变化的大背景下，通过因地制宜的合理利用和良好的田间管理，我国农田土壤仍具有巨大的固碳潜力。在这种潜力的发挥下，农科大学生群体必将是重要的一支力量。

3《土壤肥料学》教学过程中固碳思想融入与加强的措施

3.1提高教师专业素质大学最基本、最重要的职责就是通过教学和教育达到培养人才的目的。教师不仅要具有坚实的理论功底，广博的知识背景，还要适应时代发展，不断加强新理论、新知识学习，适时更新与补充，努力提高自身专业素质。因此，授课教师首先要在当前全球碳循环研究领域上有一定了解和认识。只有这样，在教学过程中才会有的放矢，做到游刃有余。在此基础上，大学教师还要加强相关学术研究，否则就与中、小学教师没什么区别了。大学教师如果没有一定的学术水平，教学质量自然就不会太高，也难以对大学生进行指导。

3.2优化课程教学内容

《土壤肥料学》课程内容繁杂，这就需要授课教师通过融会贯通的办法，尽量减少相关内容之间的重复，并尽可能做到举一反三。教学中，授课教师还需要根据学科发展的前沿动态，适当引进部分新的科研成果，丰富和充实教学内容，可以结合相关章节的内容进行介绍。比如土壤有机碳的分组、土壤有机碳固定潜力与容量、土壤有机碳保护及其稳定性的机制等。通过上述措施，一方面使学生对全球变化下土壤碳循环研究的热点问题和发展动态有初步的了解；另一方面也可以激发学生学习的积极性和主动性，为日后考研和进一步深造打下坚实基础。

3.3丰富课程教学方法

根据要求并结合《土壤肥料学》课程的特点，为有效调动学生学习的积极性，激发学习兴趣，使学生掌握《土壤肥料学》课程的基本知识和基本技能，达到理论与实践相结合，在教学方法上积极进行探索，采用多种教学方法和教学手段，融知识传授与能力培养为一体，以期获得良好的教学效果。比如发现法，授课教师在课堂上随时提出问题，并引导学生去思考并寻找问题答案，其目的是锻炼学生发现、分析和解决问题的综合能力。再比如讨论法，可以围绕土壤固碳的某一中心问题，收集相关资料，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得相关知识，同时还可以培养合作精神。

3.4注重实践能力培养

根据人才培养目标的要求，在制订教学计划时加大实践性教学环节所占的比例，结合《土壤肥料学》实验、实习内容，充分利用校内外教学实践基地，授课教师要经常带领学生深入田间地头，去解决生产中遇到的实际问题，真正实现理论与实践的结合[10]。比如为实现土壤固碳而开展作物秸秆还田技术的试验、少免耕技术的试验、肥料配比试验、生物黑炭施用试验等。教师在科研活动中也可以直接吸收一部分感兴趣的高年级学生参加，或是组建相关研究小组、协会等，这样不但提高他们的科研素质和创新能力，而且也提高了他们解决生产实际的能力。

总之，土壤固碳研究已经趋向于形成一个以固碳与温室气体减排潜力为目标，以农田和团聚体为主要研究尺度，过程和机理研究为主要内容的新兴土壤学分支学科。在高等农林院校植物生产类各相关专业《土壤肥料学》课程教学过程中融入和加强固碳思想的教育，利于提升农科大学生的理论认识，利于实现农田土壤固碳潜力，从而达到农田固碳减排和保障国家粮食安全双赢的目的。

参考文献

[1]

梁宏玲，袁辉.“土壤肥料学”课程的教学与实践[J].中国园艺文摘，2014（5）：198-199.

[2] 谢春琼，达布希拉图，徐智，等.土壤肥料学精品课程建设探索与實践[J].安徽农业科学，2012，40（34）：16936-16938.

[3] 范富，侯迷红，孙德智，等.提高土壤肥料学课程教学质量研究[J].农业高等教育，2009，26（5）：52-55.

[4] 潘根兴，李恋卿，张旭辉，等.中国土壤有机碳库量与农业土壤碳固定动态的若干问题[J].地球科学进展，2003，18（4）： 609-618.

[5] 潘根兴，周萍，李恋卿，等.固碳土壤学的核心科学问题与研究进展[J].土壤学报，2007，44（2）： 327-337.

[6] 国家统计局国民经济综合统计司.中国统计年鉴[M].北京： 中国统计出版社，2006.

[7] 李长生.土壤碳库量之减少：中国农业之隐患-中美农业生态系统碳循环比较研究[J].第四纪研究，2000，20（4）： 345-350.

[8] SONG G H，LI L Q，PAN G X，et al.Topsoil organic carbon storage of China and its loss by cultivation [J].Biogeochemistry，2005，74： 47-62.

[9] XIE Z B，ZHU J P，LIU G，et al.Soil organic carbon stocks in China and changes from 1980s to 2000s[J].Global Chang Biology，2007，13： 1989-2007.

[10] 肖荣英，李传保，胡汉升.土壤肥料学课程实践教学研究与探索[J].安徽农业科学，2012，40（25）：12729-12730.