供需平衡原則在資源高效研究與作物學(xué)教學(xué)中的指導(dǎo)作用

杜 雄，張繼宗，張永升，邊大紅，王紅光

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河北 保定 071001）

供需平衡是來源于經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)名詞，其解釋為“消除供求之間的不適應(yīng)，使供應(yīng)與需求相互適應(yīng)、相對(duì)一致，消除供求差異，實(shí)現(xiàn)供求均衡”[1]。無論是社會(huì)領(lǐng)域還是在自然領(lǐng)域，若出現(xiàn)了不同程度的供需失衡，隨之會(huì)出現(xiàn)一系列問題。社會(huì)領(lǐng)域突出案例為資本主義經(jīng)濟(jì)危機(jī)，即在自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下生產(chǎn)供給超過了市場(chǎng)需求，從而出現(xiàn)了周期性、大規(guī)模的“相對(duì)過?！保瑢?dǎo)致生產(chǎn)“滯漲”的蕭條局面。對(duì)供需平衡原則的再認(rèn)識(shí)來自于作者的科學(xué)研究與實(shí)踐，認(rèn)為供需失衡可視為解釋幾乎所有問題出現(xiàn)原因的根本哲學(xué)方法?？陀^事物是不斷運(yùn)動(dòng)和變化的，相對(duì)平衡是在一定條件下產(chǎn)生的，當(dāng)條件發(fā)生改變后，相對(duì)平衡將轉(zhuǎn)為相對(duì)失衡狀態(tài)，而通過分析和明確供需失衡的原因或條件實(shí)現(xiàn)新的平衡，即“螺旋式上升”。其中分析和明確供需失衡的原因或條件就是科學(xué)研究，再次實(shí)現(xiàn)相對(duì)平衡的方法和手段就是技術(shù)創(chuàng)新。分析原因和條件是進(jìn)行過程調(diào)控的前提和依據(jù)，有效的手段是在原因或條件明晰下產(chǎn)生的，即“科學(xué)”先于“技術(shù)”。

在農(nóng)業(yè)科研與教學(xué)方面，針對(duì)現(xiàn)實(shí)的資源要素供應(yīng)和當(dāng)前社會(huì)需求及其變化，研究明確“光、熱、水、肥、氣”與作物需求數(shù)量之間的時(shí)空分布及其矛盾關(guān)系，在揭示作物生長(zhǎng)發(fā)育需求同資源供應(yīng)間的內(nèi)在規(guī)律和運(yùn)動(dòng)過程基礎(chǔ)上，通過實(shí)施人為的過程調(diào)控和干預(yù)實(shí)現(xiàn)作物與資源的相互適應(yīng)，即可達(dá)到糧食產(chǎn)量和資源利用協(xié)同提高的目的。

1 指導(dǎo)資源高效利用技術(shù)創(chuàng)新，豐富教學(xué)內(nèi)容

1.1 水資源高效利用技術(shù)的研發(fā)與教學(xué)方向

河北省平原區(qū)既是我國(guó)的重要糧食產(chǎn)區(qū)，又是水資源最為匱乏的地區(qū)之一。我國(guó)長(zhǎng)期的糧食短缺使其形成了小麥-玉米一年兩熟種植制度。改革開放初期，該地區(qū)在經(jīng)濟(jì)與社會(huì)資源存量迅速增長(zhǎng)的前提下，通過開采當(dāng)時(shí)較為豐富的地下水，小麥、玉米的產(chǎn)量大幅提高，為保證國(guó)家糧食安全做出了重大貢獻(xiàn)。40 a以后，因迅速發(fā)展的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過度開采地下水，造成地下水資源日趨匱乏，繼續(xù)延續(xù)小麥-玉米兩熟種植制度會(huì)進(jìn)一步加劇區(qū)域水生態(tài)的脆弱性，以提高產(chǎn)量為目的的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致的水資源匱乏會(huì)進(jìn)一步威脅到北京都市圈的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)安全。

河北省處在一年兩熟的北界，并受冬、夏季風(fēng)交替控制，兩種季風(fēng)強(qiáng)度的消長(zhǎng)決定了其熱量和降水資源的不穩(wěn)定性。因此，根據(jù)水資源的“供需平衡”原則，從社會(huì)和自然2個(gè)層面如何重新實(shí)現(xiàn)水資源“開源（擴(kuò)大供應(yīng)）”與“節(jié)流（減少需求）”為核心的“供/需抑1”便成為當(dāng)前理論技術(shù)創(chuàng)新與教學(xué)內(nèi)容更新的方向。

1.1.1 水資源宏觀管理政策層面 通過分析明確了地下水使用中存在的外部不經(jīng)濟(jì)性是導(dǎo)致其過度開采或“供不應(yīng)求”的重要原因[2]。因此，依據(jù)公共資源政府干預(yù)的“庇古稅”和私有資源市場(chǎng)交易的“科斯定理”原理，通過對(duì)水資源立法和確立水資源產(chǎn)權(quán)，政府根據(jù)用水資源類別、經(jīng)濟(jì)有效用水和可更新水資源的數(shù)量等條件，確定用水定額、水質(zhì)、水價(jià)，實(shí)施水資源開采政府許可和用水配額制度，這樣用水者必須根據(jù)用水配額來科學(xué)且高效用水，否則超過用水配額后將付出高額累進(jìn)的水資源費(fèi)用[3]。因此在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)過程中，用水者必須考慮如何用更少的水資源創(chuàng)造出更多的產(chǎn)值和效益，不斷進(jìn)行節(jié)水技術(shù)創(chuàng)新以減少水資源的消耗來降低生產(chǎn)成本，則成為其獲得更多利潤(rùn)的最有效的手段。這種在分析水資源利用的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理基礎(chǔ)上，改變目前農(nóng)業(yè)水資源有值無價(jià)的被動(dòng)局面，通過收費(fèi)制度和定價(jià)機(jī)制，合理提高用水者生產(chǎn)成本，在考慮商業(yè)利益最大化的前提下，由此激勵(lì)用水者不斷進(jìn)行節(jié)水技術(shù)的創(chuàng)新，使節(jié)水和節(jié)水技術(shù)創(chuàng)新成為水資源使用者的主動(dòng)行為。例如發(fā)明滴灌技術(shù)的希勒爾就是一個(gè)農(nóng)場(chǎng)主，而后他創(chuàng)建的第一家生產(chǎn)滴灌裝置的工廠繼而成為世界聞名的耐特菲姆公司。如此創(chuàng)新出的技術(shù)會(huì)更具有適用性和實(shí)用性，從而實(shí)現(xiàn)水資源通過“節(jié)流（減少需求）”使用向供需平衡轉(zhuǎn)移。這部分內(nèi)容為外部理論解決實(shí)際資源問題提供了生動(dòng)案例，豐富了外部理論的教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了自然層面水資源管理與社會(huì)層面法律政策的融合貫通，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到社會(huì)政策調(diào)整和價(jià)格刺激是自然層面技術(shù)創(chuàng)新的原動(dòng)力，以及對(duì)培養(yǎng)學(xué)生樹立系統(tǒng)思想、利用經(jīng)濟(jì)學(xué)觀點(diǎn)拓展創(chuàng)新能力層次具有很好的指導(dǎo)意義。

1.1.2 水資源中觀空間配置方面 河北省因大陸性季風(fēng)氣候?qū)е陆邓竟?jié)性分布不平衡，除修建水庫在汛期貯水、干旱期跨地區(qū)供水實(shí)現(xiàn)水資源供需平衡的例證外，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)、工農(nóng)之間的水資源供需平衡則又是一個(gè)用水機(jī)制和技術(shù)創(chuàng)新的方向，這種機(jī)制即是農(nóng)業(yè)用水的“開源”。以色列特拉維夫附近的沙夫丹污水處理廠凈化過濾出達(dá)到農(nóng)業(yè)灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)后的清水注入地下，供農(nóng)業(yè)抽取灌溉使用[4]。為鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者更多的使用二次凈化水，以低廉價(jià)格鼓勵(lì)并使全國(guó)3/4農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水使用污水凈化水。這不僅節(jié)約了水資源，同時(shí)也最大限度地避免了各種廢水大量排放對(duì)有限土地資源與環(huán)境的污染。華北地區(qū)有著全國(guó)較為密集的城市群和工業(yè)群，水資源消耗數(shù)量巨大。而華北地區(qū)目前工業(yè)廢水生活污水，僅簡(jiǎn)單甚至未經(jīng)處理就排入就近水域，這部分水不但未得到合理利用，而且污染了現(xiàn)有水資源，進(jìn)一步加劇了可利用水資源的短缺[5，6]。通過對(duì)比分析則可以發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)河北省農(nóng)業(yè)用水供需平衡的另一條途徑是實(shí)現(xiàn)工農(nóng)與城鄉(xiāng)結(jié)合，通過國(guó)家政策或法律提高污水處理的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，城市與工業(yè)廢水凈化后供農(nóng)業(yè)使用，結(jié)合獎(jiǎng)罰與價(jià)格機(jī)制，從根本上遏制地下水的開采數(shù)量，在不提高水資源開采數(shù)量的前提下通過農(nóng)用水“開源（擴(kuò)大供應(yīng)）”而實(shí)現(xiàn)供需平衡，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)與城市廢棄物的資源化利用和遏制地下水日趨匱乏的態(tài)勢(shì)。這部分內(nèi)容為實(shí)現(xiàn)資源的互補(bǔ)性開發(fā)利用提供了現(xiàn)實(shí)案例，從而指導(dǎo)京津冀水資源高效協(xié)同開發(fā)與利用。這也為豐富耕作學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，在新的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)背景下突破“農(nóng)牧結(jié)合”范疇，達(dá)到城鄉(xiāng)區(qū)域結(jié)合和功能耦合、在大尺度實(shí)現(xiàn)污廢水或其他廢棄物（例如城市生活糞便發(fā)酵后作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的肥料，如此可以減少生物生理廢物對(duì)環(huán)境污染，并減少化肥的工業(yè)生產(chǎn)而造成的能源消耗和環(huán)境污染）的資源化利用具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

1.1.3 在水資源微觀時(shí)間調(diào)用方面 在農(nóng)田層面，通過分析區(qū)域降水分布、土壤水分供應(yīng)與作物需求在時(shí)間序列上的矛盾關(guān)系，作者團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新出土壤水分以“夏秋蓄積、冬季貯存、春季供應(yīng)”為核心的跨季節(jié)、跨作物調(diào)度的高效用水技術(shù)。以供需平衡原則為指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)了一年兩熟種植制度下，秋季小麥播后相對(duì)充足的土壤貯水經(jīng)過秋冬和早春的蒸發(fā)，無法實(shí)現(xiàn)春季利用，維持小麥產(chǎn)量須在春季拔節(jié)期前后進(jìn)行灌溉，土壤水分供應(yīng)和小麥生育需水在時(shí)間層面存在著特征性的供需失衡矛盾。緩解這種矛盾，實(shí)現(xiàn)供需平衡便是節(jié)水技術(shù)創(chuàng)新需要解決的問題。因此采用土下微膜無隙覆蓋種植新方法，通過0.004 mm地膜和硬胚芽鞘小麥品種的合理搭配，實(shí)現(xiàn)了小麥自動(dòng)破膜出土和農(nóng)田的無縫隙覆蓋，顯著減少尤其是秋冬季節(jié)田間環(huán)境性無效蒸發(fā)，達(dá)到土壤水分的秋貯春用的效果，顯著降低了春季灌溉水量并維持了小麥產(chǎn)量[7]。同時(shí)利用小麥吸水較深的特點(diǎn)擴(kuò)大了在夏玉米季的土壤水分庫容，豐水年份發(fā)生的土壤水滲漏又為補(bǔ)充地下水創(chuàng)造了條件。也由此提出了以有水時(shí)蓄水保水和無水時(shí)供水用水的時(shí)間、空間和數(shù)量的供需平衡為核心農(nóng)田節(jié)水機(jī)制，以及節(jié)水的關(guān)鍵在有水、節(jié)水的目的在用水，有水時(shí)不保則干旱時(shí)無水可用的節(jié)水指導(dǎo)思想。這為從系統(tǒng)學(xué)上指導(dǎo)作物栽培學(xué)教學(xué)，拓展了通過作物篩選改變需求去適應(yīng)資源供應(yīng)、通過改變資源供應(yīng)來適應(yīng)作物需求的相互適應(yīng)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高效的思路，為兼顧作物產(chǎn)量維持與減少資源消耗提供了生動(dòng)素材。

1.2 熱量資源的高效利用技術(shù)創(chuàng)新與教學(xué)內(nèi)容更新

1.2.1 基于供需平衡原則的熱量條件分析 地下水灌溉和化學(xué)肥料投入條件下，水肥供應(yīng)不再是產(chǎn)量的限制因子，小麥、玉米獲得了相對(duì)的高產(chǎn)或超高產(chǎn)。若持續(xù)增加水分和養(yǎng)分的投入，“供過于求”會(huì)造成糧食增產(chǎn)速率開始小于水肥投入增加速率，結(jié)果是產(chǎn)量不再繼續(xù)提高，還出現(xiàn)了以“報(bào)酬遞減”為基本原理的資源利用效率持續(xù)降低和環(huán)境污染。探明在供應(yīng)持續(xù)時(shí)間、空間分布位以及數(shù)量多寡等方面不適應(yīng)小麥、玉米生長(zhǎng)發(fā)育需求的資源要素，確立水肥之外資源限制要素并將其科學(xué)緩解或消除而實(shí)現(xiàn)“供需平衡”，可視為持續(xù)提升糧食產(chǎn)量、提高資源效率和降低農(nóng)田環(huán)境污染的指導(dǎo)策略。

通過對(duì)河北省平原區(qū)區(qū)位特點(diǎn)與現(xiàn)行種植制度進(jìn)行研究的結(jié)果表明，自然區(qū)位決定的農(nóng)業(yè)水熱資源不穩(wěn)定性造成了兩熟生產(chǎn)的不穩(wěn)定性，水資源稀缺和大陸性氣候決定的地面較低熱容量，導(dǎo)致漫長(zhǎng)冬季過后春季快速升溫，返青后小麥生長(zhǎng)發(fā)育被高溫驅(qū)使造成有效生育時(shí)間過短而導(dǎo)致形成小穗小花數(shù)少且退化多、灌漿時(shí)間短且被高溫逼熟，結(jié)果是穗粒數(shù)少、粒重輕而產(chǎn)量偏低；而在氣候變暖的背景下周年熱量仍不能滿足冬小麥-夏玉米一年兩熟糧食生產(chǎn)的需求。延緩小麥穗發(fā)育過程、延長(zhǎng)穗發(fā)育時(shí)間和灌漿時(shí)間、促進(jìn)其早發(fā)育早收獲避開干熱風(fēng)危害的技術(shù)創(chuàng)新成為河北平原小麥增產(chǎn)的關(guān)鍵所在。在小麥提前收獲后，夏玉米的生育時(shí)間延長(zhǎng)從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的連鎖反應(yīng)。

1.2.2 基于供需平衡原則增加周年積溫和產(chǎn)量 依據(jù)供需平衡原則，本團(tuán)隊(duì)探明了河北平原小麥季環(huán)境溫度供應(yīng)及變化同小麥生長(zhǎng)發(fā)育需求適宜溫度間存在著以剪刀差為特征的時(shí)序錯(cuò)位、夏玉米季熱量資源總量不足的矛盾。據(jù)此創(chuàng)新出晚冬早春麥田通過搭建簡(jiǎn)易透光棚室、實(shí)施從春化后覆蓋至拔節(jié)期的階段性（1月下旬-3月中旬）升溫促其早發(fā)育、而后揭膜降溫延緩后續(xù)生長(zhǎng)的方法，平衡了環(huán)境溫度供應(yīng)與小麥對(duì)適宜溫度需求間的矛盾，實(shí)現(xiàn)了小麥提前生長(zhǎng)發(fā)育，有效延長(zhǎng)了返青至成熟的生育時(shí)間，促進(jìn)了各產(chǎn)量構(gòu)成要素的協(xié)同提高，充分利用了原不能利用的光、水、肥、氣等非限制性資源，又可提前成熟避開干熱風(fēng)的危害[8]。在熱量緊張的河北平原區(qū)冬小麥-夏玉米兩熟種植區(qū)，用此方法實(shí)現(xiàn)的冬小麥提早成熟收獲又為夏玉米早播和延長(zhǎng)其生育期開辟了增產(chǎn)出路，產(chǎn)生了周年兩熟均衡增產(chǎn)的連鎖反應(yīng)，深化了河北省糧食豐產(chǎn)工程課題12年前提出的“雙搶兩晚”的技術(shù)實(shí)踐，探索出夏玉米生長(zhǎng)短季問題由冬小麥提早成熟來解決的系統(tǒng)學(xué)新途徑。

通過方法的創(chuàng)新，打破了目前小麥、玉米栽培學(xué)教學(xué)中“各自為政”的孤立格局，以熱量為軸線將小麥玉米重新作為同一系統(tǒng)進(jìn)行講授，通過對(duì)比與分析當(dāng)前的資源條件與現(xiàn)行種植制度的需求，以及理論與技術(shù)創(chuàng)新的科學(xué)脈絡(luò)，使學(xué)生以系統(tǒng)學(xué)視角、用對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn)對(duì)作物栽培學(xué)產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)，加深了學(xué)生利用系統(tǒng)分析和通過人為方法把對(duì)立變統(tǒng)一、把失衡變平衡即為理論與技術(shù)創(chuàng)新的哲學(xué)認(rèn)識(shí)，并培養(yǎng)了其探究的科學(xué)意識(shí)與反思創(chuàng)新精神。

2 對(duì)作物學(xué)教學(xué)內(nèi)容與方法提出了更高要求

社會(huì)需求勝過十所大學(xué)。培養(yǎng)符合社會(huì)需求，具有人文思想、國(guó)際視野、市場(chǎng)意識(shí)和實(shí)用技能，且能夠勝任鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略任務(wù)的作物學(xué)專業(yè)人才是新時(shí)代賦予農(nóng)學(xué)學(xué)科的歷史任務(wù)。面對(duì)早已完成自給自足，正在向商業(yè)化、國(guó)際型、高效性邁進(jìn)的我省農(nóng)業(yè)，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)正在進(jìn)行戰(zhàn)略性調(diào)整，作物學(xué)相關(guān)課程結(jié)構(gòu)與教學(xué)內(nèi)容必須協(xié)同演進(jìn)，教學(xué)內(nèi)容領(lǐng)先社會(huì)生產(chǎn)是對(duì)其最基本的要求。按照高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、安全，可持續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)需求，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)客體的升級(jí)運(yùn)動(dòng)勢(shì)必由目前的作物生產(chǎn)系統(tǒng)向農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和經(jīng)營(yíng)管理更為綜合宏觀的方向發(fā)展，而另一發(fā)展方向則向生物個(gè)體以下的微觀層次延伸。鑒于作物學(xué)的技術(shù)科學(xué)與工程技術(shù)的交叉與過渡性質(zhì)，上述宏觀發(fā)展應(yīng)作為其主要增長(zhǎng)點(diǎn)，而農(nóng)學(xué)門類向微觀的基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展，會(huì)直接進(jìn)入生物學(xué)尤其是分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，這將對(duì)現(xiàn)代作物學(xué)發(fā)展和知識(shí)創(chuàng)新具有重要作用[9]。

2.1 對(duì)作物學(xué)宏觀類課程的指導(dǎo)與要求

宏觀類課程包括作物栽培學(xué)、耕作學(xué)等課程。教學(xué)內(nèi)容領(lǐng)先農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，授課內(nèi)容引領(lǐng)發(fā)展方向和提出未來需要解決的問題是作物栽培學(xué)、耕作學(xué)等宏觀核心課程的任務(wù)。在農(nóng)業(yè)自足性福利生產(chǎn)的社會(huì)使命完成以后，作物向商品性盈利生產(chǎn)和生態(tài)性環(huán)境服務(wù)的轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。面向社會(huì)需求，以形態(tài)生物學(xué)（植物學(xué)）和土壤肥料學(xué)為指導(dǎo)、以高產(chǎn)為首要任務(wù)的教學(xué)內(nèi)容需向以自然資源稟賦為基礎(chǔ)、減少資源性成本性投入為依據(jù)、以簡(jiǎn)化勞動(dòng)生產(chǎn)為手段、以經(jīng)濟(jì)與生態(tài)高效為目標(biāo)的轉(zhuǎn)變。相應(yīng)的作物學(xué)科的研究與調(diào)控對(duì)象也由糧食作物向經(jīng)濟(jì)作物、農(nóng)牧結(jié)合、城鄉(xiāng)融合、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境等方向拓展，種植制度與養(yǎng)地制度也需向大型智能化機(jī)械裝備、規(guī)?；a(chǎn)為標(biāo)志的經(jīng)濟(jì)生態(tài)型方向轉(zhuǎn)變。從教學(xué)方法上，通過對(duì)比分析和辯證解析的方式，以供需平衡原則為指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生類比反思和辯證反思的能力，面對(duì)社會(huì)發(fā)展需求不斷思考未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展方向、面對(duì)的問題和解決辦法，根據(jù)未來需求提前做好思想和行為準(zhǔn)備、技術(shù)儲(chǔ)備的供應(yīng)。同時(shí)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)作物生產(chǎn)的社會(huì)使命不斷向高級(jí)化演進(jìn)，不同歷史階段、不同社會(huì)使命下的技術(shù)創(chuàng)新方向和創(chuàng)新技術(shù)也迥然不同，以及科學(xué)的永恒性和技術(shù)的時(shí)代性。

例如，當(dāng)我國(guó)在加入WTO的過渡期結(jié)束后，以玉米為代表農(nóng)產(chǎn)品受到了國(guó)際市場(chǎng)的強(qiáng)烈沖擊，因此在玉米栽培教學(xué)中需要加入中外玉米的市場(chǎng)運(yùn)作、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)過程、成本投入和產(chǎn)出效果的對(duì)比分析，明確我國(guó)、我省玉米生產(chǎn)同發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，探索玉米生產(chǎn)未來的發(fā)展方向，從多個(gè)層面入手以有效扭轉(zhuǎn)不利的競(jìng)爭(zhēng)局面。通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，玉米全程機(jī)械化生產(chǎn)是降低玉米生產(chǎn)投入、提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的基本前提。由此產(chǎn)生的我省當(dāng)前種植制度改革（平原區(qū)中北部一年兩熟變?yōu)閮赡耆旎蛞荒暌皇欤?、種植品種改良（適合機(jī)械化直收籽粒的玉米品種）、資源循環(huán)利用（秸稈過腹后糞便發(fā)酵還田）和規(guī)?；a(chǎn)是在當(dāng)前資源與技術(shù)條件下實(shí)施全程機(jī)械化降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵，從而提出了目前與未來需求解決的技術(shù)問題，從而使學(xué)生自動(dòng)思考種植模式改進(jìn)和品種改良的方向、如何去適應(yīng)當(dāng)前自然和社會(huì)條件，并從更深層次上認(rèn)識(shí)到所選擇的農(nóng)學(xué)專業(yè)對(duì)社會(huì)發(fā)展的時(shí)代意義。

例如，在耕作學(xué)中講授間作的意義就是在于更好的利用生物的多樣性，更好的利用有限環(huán)境資源生產(chǎn)更多的生物與糧食，其生產(chǎn)單位是一塊農(nóng)田。該內(nèi)容的歷史與生產(chǎn)意義就在于在城鄉(xiāng)二元制和大量剩余勞動(dòng)力條件下，利用有限的自然與社會(huì)資源最大限度的解決溫飽問題。如果目前還按照現(xiàn)行教科書的內(nèi)容進(jìn)行講授，顯然喪失了其時(shí)代意義，甚至還會(huì)使得學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。而在當(dāng)前以追求經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益為目的背景下，同一田塊的間作無法適應(yīng)規(guī)模化生產(chǎn)對(duì)大型智能機(jī)械的使用和產(chǎn)品品質(zhì)同一性的要求，同一田塊的間作需要演變成不同農(nóng)場(chǎng)或區(qū)域的間作，而過去同一田塊的間作就變成了空間大尺度上的混作。由此加深了學(xué)生對(duì)作物種植方式的理解，還培養(yǎng)對(duì)同一事物在不同時(shí)空范疇下的辯證認(rèn)知，以及滿足未來生產(chǎn)目的對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的思考。同時(shí)也適應(yīng)時(shí)代需求，整合作物栽培學(xué)與耕作學(xué)等作物生產(chǎn)教學(xué)內(nèi)容，并重新編著以農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、資源經(jīng)濟(jì)學(xué)、土壤肥料學(xué)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)為理論指導(dǎo)的作物生產(chǎn)學(xué)，以課程與教學(xué)內(nèi)容改革為手段，賦予作物生產(chǎn)新的內(nèi)涵。

2.2 對(duì)作物學(xué)微觀類課程的指導(dǎo)與要求

微觀類課程包括遺傳學(xué)、作物育種學(xué)等課程。教學(xué)內(nèi)容以通過生物學(xué)尤其是分子生物學(xué)技術(shù)改良作物本身，調(diào)整育種方向和目標(biāo)，使培育出的新品種適應(yīng)降低生產(chǎn)成本和機(jī)械化收獲，提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益和食物品質(zhì)與安全，種植制度改革和資源稟賦條件的需求。從育種思路上，通過轉(zhuǎn)基因和組織培養(yǎng)技術(shù)，加快育種速度，培育高抗和耐旱、耐瘠品種，減少化學(xué)農(nóng)藥和水肥的使用。以玉米為例，河北平原地處一年一熟和兩熟的過渡地帶，種植制度改變后的玉米品種性狀應(yīng)具有生育期長(zhǎng)、耐高溫性能好、籽粒脫水快、收獲前抗倒性強(qiáng)的特點(diǎn)，以充分適應(yīng)和利用區(qū)域水熱資源條件，并滿足種植制度發(fā)生變化后玉米直接收獲籽粒的生產(chǎn)方式、降低勞動(dòng)力投入成本和提高生產(chǎn)效率的社會(huì)需求。同時(shí)以適應(yīng)河北省氣候條件和資源狀況，在其特殊的自然地理區(qū)位下，需走出一條極早熟夏播玉米和極晚熟春播玉米的特殊路子。從教學(xué)方法上，同樣采用對(duì)比分析和辯證解析的方式，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力。

還以玉米品種為例，在作物的自足性福利生產(chǎn)和計(jì)劃經(jīng)濟(jì)階段，通過培養(yǎng)葉片保綠時(shí)間長(zhǎng)和活桿成熟的品種，實(shí)現(xiàn)了最大限度的利用光熱資源和產(chǎn)量有效提升。而在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下面對(duì)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和以提高經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)時(shí)，以前增加產(chǎn)量為目的的品種優(yōu)良性狀反而成為通過機(jī)械化直接收獲籽粒降低生產(chǎn)成本的突出障礙，所以說品種特性的優(yōu)劣隨社會(huì)發(fā)展不斷發(fā)生改變，以此在育種學(xué)教學(xué)方面培養(yǎng)學(xué)生的宏觀思辨能力，準(zhǔn)確把握育種方向，減少或避免無效或低效勞動(dòng)。同時(shí)在講授當(dāng)前和未來機(jī)械化生產(chǎn)對(duì)玉米品種需求時(shí)，例證并辨析當(dāng)前業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為的玉米籽粒脫水快即是適合機(jī)械直接收獲籽粒的片面觀點(diǎn)，深入闡述苞葉松散利于籽粒脫水、秸稈與葉片干燥快利于秸稈切割、粉碎和減少雜質(zhì)率、熟后站桿性能好以防收前倒伏、穗位高度一致以避免果穗損失、穗位上部小有利于通風(fēng)透光、籽粒與穗軸結(jié)合不緊密以減少籽粒破碎率均是機(jī)械直收籽粒的必要條件。以此培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)認(rèn)知的能力。