基于新工科背景的农业水利工程专业课程应用翻转课堂教学模式探索

在互联网技术日益发展的条件下，传统教育方式和教学模式正在面临极大的挑战。探索一种新的教学模式来激发学生学习兴趣迫在眉睫。在新工科背景下对农业水利工程专业课程应用于翻转课堂的教学模式进行了探索和研究。运用翻转课堂教学理念，在农业水利工程专业课课程教学过程中采用这种逆序教学模式，通过上课前的课堂准备、课堂翻转及课堂效果评价等教学环节，有望提高学生学习专业知识的积极主动性及分析解决问题的能力，加强创新意识和能力的培养，为河南科技大学农业水利工程专业创新教学方法和模式提供新思路。      

不同灌溉模式下CO2浓度升高对玉米幼苗生理特性的影响

为了揭示不同灌溉模式下CO₂浓度升高对玉米幼苗生理特性的影响,深入分析了充分灌溉、交替灌溉与亏水灌溉模式下CO₂浓度升高对内源激素含量、光合与叶绿素荧光、活性氧积累及抗氧化机制的影响。结果表明:交替与亏水灌溉均能够促进脱落酸/玉米素核苷(ABA/ZR)升高,进而诱导气孔收缩。这大幅降低了蒸腾,但仅在一定程度上降低了交替灌溉模式下的光合碳同化。最终,交替灌溉诱导了幼苗叶片水分利用效率(WUEleaf)的升高,且其维持了幼苗最大光化学效率(Fv /Fm)的稳定。气孔收缩还进一步诱导了叶片O₂·-与H2O₂的大量生成;交替灌溉能够通过提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性,维持丙二醛(MDA)含量稳定,从而避免了膜脂过氧化伤害。CO₂浓度升高降低了各灌溉模式下的ABA/ZR,加快了电子传递、升高了光合速率(Pn)与WUEleaf。此外,CO₂浓度升高还在一定程度上抑制了各灌溉模式下叶片O₂·-与H2O₂的生成,叶片SOD、CAT与POD等抗氧化酶活性相应降低。最终,CO₂浓度升高降低了各灌溉模式下膜脂过氧化程度,从而有利于作物的生长。     

亏水灌溉对稻米籽粒外观品质建成的影响

研究对亏水灌溉条件下稻米籽粒外观品质的变化规律进行了分析,结果表明:水稻灌浆期,水分亏缺会导致稻米籽粒ABA与ACC等化学信号含量变化,从而实现对蔗糖——淀粉代谢酶活性的调节。其中,轻度亏水造成的稻米籽粒中一定程度的ABA含量升高能够有效地增强稻米籽粒蔗糖——淀粉代谢酶的活性,从而导致稻米籽粒中灌浆速率的升高和垩白度的降低;随着亏水程度的加剧,稻米籽粒中高水平的ABA含量亦会对籽粒灌浆造成不利影响。而稻米籽粒化学信号ACC与蔗糖——淀粉代谢酶活性的关系则相对复杂,表现为ACC与ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶成负相关,与淀粉合成酶成正相关。研究为利用化学信号优化稻米籽粒外观品质提供了理论指导。     

硅锌硼配施对红壤区双季稻产量和群体发育特征的影响

水稻是典型的喜锌、喜硅和低度需硼作物,而我国红壤区土壤中硅、硼、锌等主要中微量元素含量普遍偏低,施用硅、锌、硼对水稻生产存在重大影响。以早稻品种中嘉早17和晚稻品种H优518为试验材料,研究硅、锌、硼配施对红壤区双季稻产量和群体发育特征的影响。结果表明:与CK处理相比,早稻季Si+Zn和Si+Zn+B处理产量分别显著增加8.6%和12.6%,晚稻季仅Si+Zn+B处理产量显著增加10.6%;早稻季Si+Zn+B处理有效穗数、结实率和千粒重均显著高于CK处理(P0.05),晚稻季仅Si+Zn和Si+Zn+B处理有效穗数显著增加;早稻和晚稻群体总颖花量与产量之间呈极显著线性正相关关系(P0.001)。与CK处理相比,增施硅、锌、硼后各生育期分蘖数、叶面积指数、SPAD值、生物量积累均有增加的趋势,其中Si+Zn+B处理增加幅度最大。除早稻季Si处理外,早稻季和晚稻季增施硅、锌、硼肥后各处理地上部群体氮素吸收总量均显著高于对照,且Si+Zn+B处理显著高于其他处理(P0.05)。因此,在红壤区双季稻生产中应重视硅、锌、硼等中微量元素的平衡施用,尤其是温度条件较低的早稻季更应重视这些元素的施用。     

镉胁迫对大豆幼苗生理特性的影响

为了探明镉胁迫对作物生理特性的影响,对镉胁迫下大豆叶片镉含量、光合参数、内源激素含量、生长参数变化及内源激素调控气孔开度与光合碳同化的生理机制进行了分析。结果表明:镉胁迫导致了大豆叶片脱落酸(ABA)含量的升高与玉米素核苷(ZR,细胞分裂素的一种)含量的降低,ABA/ZR升高进一步诱导了气孔收缩。镉胁迫初期,大豆叶片气孔导度、光合速率与胞间CO₂浓度均呈现出降低的趋势,表明此时气孔因素是限制大豆光合碳同化的主要因素。随着镉处理时间的延长,叶片镉离子含量逐渐升高,对叶肉细胞造成离子毒害。镉胁迫9 d后,虽然大豆的气孔导度与光合速率降低,但胞间CO₂浓度呈现出升高趋势,此时非气孔因素是限制光合碳同化的主要因素。最终,长期镉胁迫导致了大豆幼苗株高、叶面积与根干重较对照显著降低。     

水分胁迫下氮形态对水稻根系孔隙度及水分吸收的影响

采用室内营养液培养及PEG6000模拟水分胁迫的方法，研究不同氮素形态（NH⁺₄-N、NO^-₃-N）和水分条件（正常水分条件、模拟水分胁迫条件）对籼稻（汕优63、扬稻6号）和粳稻（86优8、武运粳7号）根系孔隙度的影响及根系孔隙度与水分吸收的关系。结果表明：在正常水分条件下，籼稻品种根系伤流在铵态氮和硝态氮处理间均没有显著差异，粳稻品种供硝态氮处理后根系伤流液流速较供铵态氮处理高56%；在水分胁迫条件下，供硝态氮品种汕优63、扬稻6号、86优8、武运粳7号伤流量流速仅为供铵态氮品种的46%、29%、38%和77%，比在正常水分条件下分别显著降低了64%、76%、60%、70%。水分胁迫条件下，供铵态氮和供硝态氮品种根系水分吸收能力分别比其在正常水分条件下下降22%~30%和35%~44%。水分胁迫条件下，供硝态氮品种汕优63、扬稻6号、86优8、武运粳7号根系孔隙度分别比其在正常水分条件下增加267%、151%、133%和255%，而对铵态氮处理影响不显著。供硝态氮条件下水稻根系通气组织的发育程度与根系伤流液流速呈显著线性负相关关系，供铵态氮条件下二者之间没有相关性。因此，硝态氮营养条件下水稻根系孔隙度的增加可能是造成根系水分吸收下降的关键因素。     

秦岭北坡4种植被类型的土壤养分状况和微生物特征比较研究

通过实地调查和试验分析,研究了秦岭北坡杨树人工林、刺槐人工林、油松人工林和荒坡等4种植被类型的土壤养分状况和微生物特征.结果表明:①4种植被类型土壤养分存在差异,杨树人工林与刺槐人工林土壤养分含量均较高,油松人工林养分含量相对较低.荒坡最低.②4种植被类型中,土壤微生物数量以细菌最多,其次为放线菌,真菌最少.除真菌数量外,细菌、放线菌和微生物总量依次为杨树人工林最多,刺槐人工林较多,再次为油松人工林,荒坡最少.③4种植被类型土壤养分含量与土壤微生物数量基本均随土层加深表现为减少趋势,表明土壤微生物数量与土壤养分含量有关.④4种植被类型中土壤养分含量和土壤微生物数量比较研究表明,人工林能够较好地改善土壤状况,阔叶林改善土壤状况较针叶林更为有效.     

水肥耦合对苹果幼树生长及光合特性的影响

在滴灌条件下,以2年生桶栽红富士苹果幼树为试验材料,设供水和施肥2个因素,供水设4个水平(充分供水W_1、轻度亏缺W_2、中度亏缺W_3和严重亏缺W_4,其灌水上下限分别为75%～90%、65%～80%、55%～70%和45%～60%田间持水量),施肥设3个水平(高肥F_1、中肥F_2和低肥F_3,其N、P_2O_5、K_2O质量分数分别为0.6、0.2、0.2 g/kg,0.4、0.2、0.2 g/kg和0.2、0.2、0.2 g/kg),研究水肥耦合对苹果幼树生长状况、光合生理特性以及水分利用效率的影响。结果表明,对比F_3W_4处理,F_1W_1处理植株生长量和叶面积分别提高85.2%和74.5%,F_1W_2处理植株生长量和叶面积分别提高98.7%和87.3%,这说明高肥和轻度水分亏缺水肥组合(F_1W_2处理),最有利于苹果幼树植株和叶面积的生长。水分利用效率的最大值均出现在F_1W_2处理,萌芽开花期、新稍生长期、坐果膨大期和成熟期分别为3.49、3.84、4.37、3.90 mmol/mol,与高水高肥的F_1W_1处理相比,虽然各生育时期净光合速率分别减少1.9%、7.2%、6.8%、2.1%,但水分利用效率分别提高5.8%、6.7%、4.5%、3.2%,这说明适度的水分亏缺可以提高苹果幼树的水分利用效率。不同水肥耦合处理下苹果幼树净光合速率和蒸腾速率差异最大值均发生在坐果膨大期,这说明苹果幼树坐果膨大期为需水需肥的最关键时期,此时期合理的水肥调控可促进苹果幼树的生长。     

不同灌溉方式下脐橙生育特性及品质的水肥一体调节效应

探索了不同灌溉方式下(常规灌溉、分根区固定灌溉和分根区交替灌溉)脐橙生育特性及品质的水肥一体调节效应,为脐橙高效生长和优质奠定基础。结果表明,相比高肥水质量比(氮与水质量比),低肥水质量比使脐橙萌芽率降低了5.18%~11.54%,枝梢平均生长量降低了9.10%~25.51%,开花率降低了19.81%~27.09%,果实横径降低了1.73%~11.66%,可溶性固形物提高1.00%~12.00%,糖提高2.08%~11.93%,酸变化幅度为-4.39%~25.58%,Vc变化幅度为-15.78~12.31%,单株产量降低7.56~15.00%。相比常规灌溉,分根区固定灌溉下萌芽率降低了14.13%~18.14%,枝梢平均生长量下降了12.64%~21.44%,开花率提高了13.46%~22.45%,果实横径降低了5.02%~12.89%,可溶性固形物、糖、酸和Vc分别提高35.64%~48.00%、51.09%~56.95%、271.53%~314.76%、77.98%~95.16%,单株产量降低30.10~32.02%;分根区交替灌溉下萌芽率降低了6.59%~8.84%,枝梢平均生长量下降了5.03%~12.55%,开花率提高了6.16%~9.07%,果实横径降低了0.34%~4.00%,可溶性固形物、糖、酸和Vc分别提高4.95%~19.00%、2.12%~23.52%、8.16%~63.09%、3.90%~19.46%,单株产量降低12.40%~20.30%。因此,低肥水质量比及分根区交替灌溉方式对脐橙产量影响较小,可降低冗余生长且显著提高品质。     

2-氯-6-三氯甲基吡啶对水稻生长和氮吸收的影响

氮肥是保证水稻高产的关键,但目前我国水稻氮素利用率偏低是亟待解决的问题,添加硝化抑制剂等为其提供了可行的解决手段。以硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶(En)为研究对象,通过田间试验,从土壤养分供应、水稻生长、产量构成和氮素利用方面做出综合评价,为其在水稻生产上推广应用提供科学依据。试验处理分别为单施化肥(CK)、基肥配施伴能(BF+En)、分蘖肥配施伴能(TF+En)、基肥和分蘖肥均配施伴能(BF+TF+En)。结果表明:在试验土壤肥力条件下,氮肥配施2-氯-6-三氯甲基吡啶能够增加水稻产量8.3%~12.7%,其中TF+En和BF+TF+En处理显著高于CK(P0.05)。氮肥配施2-氯-6-三氯甲基吡啶可以促进水稻分蘖和有效穗数的增加,其中BF+TF+En处理孕穗期分蘖数和成熟期有效穗数均显著高于CK。与BF+En处理相比,TF+En处理每穗粒数显著增加。与CK相比,TF+En和BF+TF+En处理在成熟期地上部生物量分别增加13.3%和17.8%,其中BF+TF+En处理显著提高。氮肥配施2-氯-6-三氯甲基吡啶不仅可以增加水稻各生育期土壤碱解氮含量,而且对水稻氮吸收和氮肥利用效率具有显著影响,其中BF+TF+En处理地上部氮累积吸收总量和氮肥偏生产力显著高于CK。因此,在水稻生产上可推广使用2-氯-6-三氯甲基吡啶以促进水稻增产增效,尤其在分蘖肥期与氮肥配施效果最佳。