碳中和理念融入本科人才培养过程的机遇、挑战与路径——以西北农林科技大学资源环境类专业为例

高等院校肩负碳中和人才培养的重要使命,急需将“碳中和”理念融入本科人才培养过程,以满足国家实现“碳中和”对人才培养的新需求。文章探讨了农林院校资源环境类专业如何基于现有专业课基础与特色,梳理出适用于该类专业的碳中和知识体系,通过修订本科专业培养方案和课程质量标准,调整课程内容等自上而下的方式,将碳中和理念与知识融入本科专业课程体系中,采用多元教学方法,将绿色低碳发展理念根植于学生心中,形成系统的有特色的农林院校资源环境类专业人才培养模式。     

碳酸氢根与水肥同层对玉米幼苗生长和吸收养分的影响

把水分(NaHCO3溶液或纯水)供应于底施了铵态或硝态N肥的土层内,以研究HCO3-及水肥供应方式对石灰性土壤上玉米生长及养分吸收的影响。结果表明,在限制灌水量的条件下,在土壤上层供应HCO3-显著抑制根系生长,但在下层供应对生长无明显影响;当施用不同形态N素时,HCO3-对N素吸收并无明显影响;此外,供应HCO3-溶液能明显提高灌水土层的土壤pH。总体来看,在供试条件下,HCO3-对玉米幼苗生长量、根系分布及养分吸收量的影响均较为有限,而后三者主要受施肥灌水层次的影响,即:在土壤上层施肥灌水,幼苗生长量显著降低;而在下层施肥灌水是一种节水节肥的水肥供应方式。但下层施肥灌水不利于植株的直立性。因为下层施肥灌水时根系主要分布在下层,在上层分布数量极少;而上层施肥灌水根系在上下两层中的分布无明显差异;下层施肥灌水的玉米植株,其N、P、K吸收量远高于上层施肥灌水的植株。     

秸秆还田模式对小麦-玉米轮作体系土壤有机碳固存的影响

为解决麦玉轮作体系小麦秸秆直接粉碎还田存在的弊端,基于多年麦玉秸秆还田定位试验,筛选高产-节本-地力提升为一体的还田模式。选择4种还田模式,即小麦玉米秸秆均不还田(WN-MN,CK1)、小麦玉米秸秆均粉碎还田(WC-MC,CK2)、小麦高留茬还田(WH-MN)和小麦高留茬-玉米粉碎还田(WH-MC)为研究对象,比较其产量表现、土壤有机碳贮量盈亏、碳库管理指数等指标,评价将小麦秸秆粉碎还田改成高留茬还田后形成的还田模式与两季秸秆均粉碎还田的优劣。结果表明,与WN-MN相比,WC-MC和WH-MC的土壤碳储量分别增加24.23%和16.05%;与试验开始前土壤有机碳储量相比,4种还田模式的土壤碳固持为–0.83~6.14 Mg·hm^–2;维持土壤初始碳储量水平的最小碳投入量为4.06 Mg·hm^–2·a^–1。各处理不稳定有机碳组分的含量随着土层加深呈下降趋势。与WN-MN相比,WC-MC、WH-MC和WH-MN显著增加了0~20 cm表层不稳定碳组分的含量;WC-MC和WH-MC也显著增加了各土层的碳库管理指数。2015—2016周年产量,WC-MC、WH-MC平均较其他两个处理分别增加了34.5%、20.1%;2016—2017周年产量,以WH-MC最高,较其他处理平均高出11.1%。小麦高留茬-玉米粉碎还田模式下土壤有机碳储量、不稳定有机碳组分、碳库管理指数和作物产量均较高,且节本增效,表明该模式有利于关中平原麦玉轮作体系粮食生产可持续发展。     

不同基因型冬小麦幼苗对缺锌的敏感性反应

采用砂培试验研究了不同小麦基因型对施锌的反应.通过比较小麦幼苗根冠比的大小(是否大于1),以及根据培养过程中植株的生长表现,将供试的25种小麦基因型划分为两类:即缺Zn敏感型和非敏感型.结果还表明,供Zn可以促进小麦地上部和根系的生长,均较大幅度提高了叶绿素SPAD值(25个小麦基因型中18个的增幅都超过10%),而根冠比则相对保持稳定.小麦种子中的锌含量、幼苗根冠比与小麦叶片叶绿素SPAD值之间均无显著性相关关系.由于地上部积累了较高浓度的Zn,缺Zn非敏感型可有效减轻缺Zn对其造成的危害.非敏感型与敏感型相比较,缺Zn条件下地上部和根系锌含量平均值分别高出96.6%和28.8%,而在供Zn条件下则高出47.6%和10.9%.施Zn对敏感型与非敏感型小麦体内磷含量并无显著性影响.小麦幼苗中P/Zn的大小主要受到小麦体内Zn含量变化的影响,与磷含量则无明显的关系.     

氮肥用量和喷施锌钾肥对小麦籽粒锌含量及生物有效性的影响

[目的]小麦籽粒锌(Zn)含量普遍较低,在没有外源锌施用措施下难以满足以小麦为主食人群健康所需.探索提升小麦籽粒Zn含量,尤其是其加工产品面粉Zn含量和Zn生物有效性的农艺措施,具有实际重要的意义.[方法]于2013、2014年分别在陕西杨凌示范区和三原试验站进行小麦田间试验,两地均为潜在缺锌石灰性土壤,DTPA-Zn...     

NaCl胁迫对作物幼苗氮素吸收和累积的影响

采用黄瓜、菠菜、大豆幼苗进行水培试验,研究其在ＮａＣｌ胁迫下对氮素的吸收和累积。结果表明,ＮａＣｌ胁迫下,黄瓜和菠菜幼苗的生长受到显著抑制,吸收和累积ＮＯ－３的量显著下降;而大豆几乎不受影响。以ＮＨ＋４－Ｎ为氮源时,大豆对ＮＨ＋４的吸收受到抑制。３种作物吸收Ｃｌ－和Ｎａ＋的速率远高于吸氮速率。     

高碳酸钙条件下供锌对不同基因型小麦生长和养分吸收的影响

为了探明CaCO3对不同基因型小麦Zn吸收的影响,采用人工春化后的小麦幼苗在温室中进行了水培试验。结果表明:缺Zn和在营养液中添加100 mg/L CaCO3对小麦分蘖和生长发育未表现出明显的不良影响,而供试的3种基因型小麦(远丰998、中育6号及小偃22)的分蘖数及长势有明显的差异。与缺Zn相比,供Zn使小麦根部P吸收量增加25.6%,但对N,K吸收无明显影响。供Zn显著提高了小麦植株各部分尤其是根中的Zn含量和吸收量,而不同基因型间无显著差异,添加CaCO3未降低对Zn的吸收。添加CaCO3后,小麦叶片叶绿素SPAD值降低21.4%,但对小麦植株的Fe吸收无明显影响。据此推测叶绿素SPAD值的降低并非由于CaCO3降低小麦对Fe的吸收而引起的,其原因有待进一步研究。而供Zn仅能增加小麦根部Fe吸收量,对地上部无明显影响。无论是否供Zn,Fe主要累积在小麦的根部,而供Zn加剧了这种累积。     

冬小麦生长后期地上部分氮素的氨挥发损失

在拔节到成熟期，采用密闭生长室法直接收集和测定了种植在高、低两种肥力土壤上的冬小麦挥发的氨气。结果表明，进入成熟期后施肥处理的冬小麦地上部分的氨挥发速率和数量成倍升高，而不施肥的处理和生育前期相比无明显变化。同一植株不同部位的挥发量相差很大，下部衰老茎叶的氨挥发量明显高于生长正常的上部穗和旗叶。灌浆     

不同供肥条件下水分分配对旱地玉米产量的影响

以盆栽试验和田间试验研究了不同供肥条件下不同生育期水分状况对玉米产量的影响。结果表明，任何生育期的土壤干旱胁迫均会导致玉米减产，肥料供应充足时减产幅度较小；干旱胁迫越严重，肥料的这一作用越显著。无论正常供肥还是低肥，玉米对抽雄期土壤水分最敏感，防止这一时期干旱胁迫对保证玉米产量具有重要意义。拔节期是旱地玉米有限灌溉的另一个关键时期，水分的增产潜力很大，低肥时增加拔节期土壤水分供应效果更显著。玉米苗期并不耐旱，尤其是低肥时苗期干旱显著影响玉米的籽粒产量。在相对含水量45%~90%范围内，玉米产量随土壤含水量的增加而增加，但增加幅度与肥料供应和生育期有关。玉米获得最高产量的土壤水分条件与肥料供应密切相关，与正常供肥相比，低肥时所需土壤含水量较低。玉米增产的肥效大于水效，产量随肥料投入的增加显著提高，水分胁迫条件下增加肥料供应同样具有增产作用。肥料供应不足时水分的增产作用会受到限制。在现有的水资源条件下，提高肥料供应水平是旱地玉米增产的主要途径。     

两种蔬菜对硝态氮的累积和还原

１９９４￣１９９５年在菜园土壤上进行的田间试验表明,菠菜的硝态氮含量显著低于小白菜,后者是前者的１．２￣４．３倍,菠菜外围叶片的硝酸还原酶活性畸低于小白菜,但其他器官及整株均值都高于小白菜。