土壤肥料学课程论文选题意义

石河子大学　　毕业论文(设计)开题报告　　课题名称：　　学生姓名：　　学 号：　　学 院：　　专业、年级：　　指导教师：　　职 称：　　毕业论文(设计)起止时间：　　2009年 3月-2011年5月至6月　　一、 课题来源的项目名称及项目来源　　课题名称：　　课题来源：国家自然科学基金项目　　项目编号：　　二、 课题的立项依据　　（一）研究的意义　　水是农作物赖以生存和发展所必需的自然资源，作物根系是土壤水分的直接吸收利用者，当受到土壤水分胁迫时，作物根系[1]首先感到并迅速发出信号，使整个植株对水分胁迫做出反应，同时根系形态结构、化学成分等根系组成也发生相应变化，并影响作物地上部光合作用和产量形成。　　研究作物根系对认识和调控作物生长具有重要意义。根区水分是影响作物根系生长发育最重要的环境因子之一。当土壤水分发生变化时，作物根系最先感受并通过一定途径使地上部对水分变化做出相应的反应，同时根系在自身形态结构、吸收功能、生理活性以及化学成分的数量和质量也发生相应变化。因此，通过对作物根区水分对作物根系生理机制效应的研究，对调控作物生长具有重要意义。　　膜下滴灌技术由于其灌灌溉周期较短，土壤耕层内的含水量可始终保持在作物所需要的含水量适宜范围内，更有利于水分的吸收利用及作物生长发育。由于膜下滴灌为番茄生长提供了良好的水气热及养分环境，与传统灌溉方式相比，根区环境发生了巨大变化，这些变化必然影响番茄根系生长，进而影响地上部植株生长发育。然而，国内外在该领域的研究大多侧重于对滴灌技术本身[2,3, 10]的研究，有关加工番茄膜下滴灌节水高产的生理机理研究较少，基础研究薄弱限制了膜下滴灌技术节水增产潜力的发挥。探求以土壤水和作物关系为中心的农田水分管理，不仅对发挥番茄膜下滴灌节水高产的潜力具有重要指导及借鉴意义，而且从长远看为将来滴灌的应用及推广探索积累宝贵的理论及实践经验。　　（二）国内外研究现状及分析　　根系是固着植物并从土壤等基质中吸收和运输水分、养分等营养成分的器官，是土壤资源的直接利用者和产量的重要贡献者[4,5,10]。早在十八世纪初，德国的海尔斯(Halls,1724)[8]就开始了对植物根系的研究,在其后的100多年里，研究一直非常缓慢，开展的研究较少，直到上世纪世纪30年代，Weaver较系统地研究了10多种作物的根系生长过程，并指出“要科学地理解作物生产,就必须全面地认识作物根系发育、根群分布、不同生育时期根系吸收水分养分的活力以及不同环境下根系的变化”，由此根系的研究才日益受到重视；目前国际上已将根系研究作为进一步提高农作物生产力的一个极具潜力的基础性科研课题。　　作物根系对土壤水分的利用状况取决于不同土层中的根系分布、吸水速率及土壤有效含水量，其中根系分布与土壤水分的吸收和消耗有着密切关系，并在土壤水分利用中发挥着重要作用[5,6]。Weaver指出，作物的生产与根系的发育、根群分布、不同生育期的根群分布以及在各种环境条件下的根系变化有密切的关系，根系生长的好坏，直接决定着作物的产量。关于根系分布的研究、作物根系与根区水分的关系以及水分胁迫与作物产量的关系，已经引起了国内外学者广泛的关注[7]。　　尽管前人对棉花、小麦、水稻等作物的根系进行了广泛的研究，但不同供水条件下加工番茄根区水分变化，对根系结构的影响尚不清楚，根系结构的改变是如何影响到作物系统及产量形成的，基于此，本研究开展土壤含水量对番茄根区水分变化根系结构对植株地上部调控的研究，进一步揭示加工番茄高产高效的水分生理机理。　　三、拟采取的研究方案及可行性分析。　　（一）试验点概况　　2009年试验在石河子大学农学系试验站（44°18´N，86°03´E，海拔440m）进行，前茬为棉花地，土质为沙壤土，播前土壤有机质为08%，全氮75g/kg、速效磷6 mg/kg、速效钾205 mg/kg、碱解氮70mg/kg。60cm土层平均土壤容重为36g/cm3，田间持水量1%，地下水位0m左右。　　（二）水分处理设计　　水分处理从开花初期开始，设6个水分处理。不同处理随生育期推进各设三种土壤含水量（见表）。灌溉上限为相对田间持水量的95%。在试验实际实施过程中又难以根据严格控制灌水下限，故各处理均设有一个范围，如灌水临界范围定为45%-50%占相对田间持水量（SWR）百分比，各处理土层（0-60cm）含水量达到该阶段计划土壤湿润层的相对田间持水量的百分比时即开始灌溉，故每次灌量为225 m3•hm-2。水分处理如表1所示　　表：　　表1加工番茄水分试验处理　　滴灌方式 开花期～红果期SWR% 成熟期　　SWR%　　DI （1） 40-45 75-80　　DII （2） 55-60 75-80　　DIII （3) 70-75 60-65　　DI （4） 40-45 60-65　　DII （5） 55-60 60-65　　DIII （6) 70-75 60-65　　注： 开花期:整个番茄田中50%的番茄植株第一花序开花的日期；红果期：整个番茄田中50%的番茄植株前三个花序出现第一个成熟变红果实的日期；成熟期：从红果到最后采收所持续的时间。D为膜下0厘米滴灌，如果是正常滴灌，就把D去掉，就写Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ就可以了。　　（三）试验方法　　本试验中番茄栽培方式为覆膜人工穴状直播，膜宽90cm，实际采光面70cm，在膜下中央铺设一条滴灌带（毛管直径16mm，滴头间距300mm），膜上行距50 cm，膜间行距60cm，株距30cm。　　控制条件：控制灌水，用水表记录灌溉水量。水分传感器安装在靠近滴灌带5cm处监测根区土壤水分，探头埋深60cm。田间实际灌溉用水量用标定过的水表记录。滴灌地采用“干播湿出”方式播种，于2009年4月下旬播种，播种后立即滴水灌溉确保适墒出苗。为满足加工番茄整个生育期对养分的需求，于花果期追施尿素（360kg/hm2），硫酸钾复合肥（K2O 225kg/ hm2）。　　（四）试验品种　　供试材料为里格尔87－5（Lycopersicon Liger 87-5）。　　（五）技术路线　　（六）测试内容与方法　　1、土壤含水量的测定 土壤水分含量采用AQUA-TEL-TDR型 时域反射仪(TDR)土壤湿度传感器监测(Autamata I,美国)，传感器埋深60cm，经烘干法矫正。　　2、根系取样方法（取两次，分别在花果期及成熟期）　　根系取样用双向切片法，每隔10cm取一次根样，按深度取样。取出的根样经水洗，过网筛，人工用镊子拣出死根和其它杂质，人工用摄子仔细定位排放到玻璃板上，供测量用。每处理分别取3个重复。　　3、根系特征指标的测定　　将冲洗干净的根段整齐排列在蓝色背景玻璃板上，用普通手持扫描仪在200dpi象素下黑白模式下扫描形成TIF图像文件供分析使用。使用DT－SCAN图像分析软件(英国Delta公司，0版)对TIF图像文件进行分析，计算根系的长度、平均直径和根表面积等形态特征指标。　　4、数据处理及统计分析方法　　数据分析用Sigamaplot、DPS及EXCEL等软件，分别做出不同处理对根系性状各项指标影响的关系图；运用方差分析、相关分析等多种数学统计方法。　　四、课题的研究目标、研究内容,以及拟解决的关键问题。　　（一）研究目标　　对加工番茄膜下滴灌定量供水和不同生育期水分处理，采用膜下滴灌自动控制技术，应用时域反射仪(TDR)水分传感器对作物根区水分动态变化进行实时监测，设置0～60cm根层土壤含水量灌前指标，研究不同水分处理对膜下滴灌番茄根系结构的影响，进而分析根区水分变化对番茄地上部分各器官的生长发育的影响，揭示加工番茄高产的水分生理调节机制。　　（二）研究内容　　根据国内外研究现状，结合试验所具备条件，本论文主要研究内容是：根区水分变化对根系生长及分布特征的调节。　　（三）拟解决的关键问题　　明确根区水分变化对根系生长及分布特征的调节。　　五、工作条件　　现有条件　　试验地点选在石河子大学农学院实验站，水分及相关测定项需要的仪器主要有：　　1）美国AQUA-TEL-TDR型土壤湿度传感器；　　2）土壤墒情自动监测与滴灌自动控制系统；　　3)烘箱、冷藏箱、电子天平、荧光仪、LIC6400光合仪 、AP4气孔导度等；　　4)滴灌器材、水表、土钻、打孔器；　　5) 数码相机、扫描仪、水势仪。　　存在问题　　1)缺乏某些叶片生理指标的测定；　　2)理论知识掌握不够系统，对试验问题的分析能力需要进一步提高。　　解决途径　　1)针对预试验中出现的测定指标问题，提前预防，争取准确做好试验；　　2)继续查阅相关的文献资料，进一步加强学习掌握所需的知识，了解国内外在此方面的研究和进展情况，吸收学习经验和分析试验的方法。　　六、课题研究进度计划安排及预期研究结果。　　课题研究进度计划安排　　2008年3月～12月：试验方案确定，准备相关试验材料及设备等。　　2009年3月～8月：进行小区控制试验，完成各阶段的工作。　　2010年4月～12月：整理并分析试验数据。　　2011年1月～6月：按时撰写完本科毕业论文，进行答辩。　　预期研究结果　　明确根区水分变化对根系生长及分布特征的调节。　　七、主要参考文献　　[1]张爱良等作物根系与水分的关系[j] Crop research,1992,(2):4~7　　[2]蔡焕杰等荒漠气候区膜下滴灌棉花需水量和灌溉制度的试验研究[J]26~29　　[3]徐飞鹏等新疆膜下滴灌技术的应用与发展的思考农业工程学报,2003,19(1): 25-27　　[4]程建峰等作物根系研究法最新进展[j]江西农业学报,1999,11(4):55~58　　[5]王化岑,高产小麦根系形态与生长规律的研究[J]作物杂志1997(5):32~35　　[6] 史文娟等棉花调亏灌溉的生理基础研究 干旱地区农业研究[J]2004,(9):1~5　　[7] 薛刚等水分胁迫下钙螯全剂与CPZ抑制剂对棉花根和下胚轴两种ATPase活性的效应植物生理学通讯,[J]1994, 30(6):417~425　　[8]吴凤芝等大棚番茄不同连作年限对根系活力及其品质的影响东北农业大学学报，1997，3（1）:33~38　　[9]Mingo D M, M A Bacon1 and W J D Non-hydraulic regulation of fruit growth in tomato plants (Lycopersicon esculentum Solairo) growing in Journal of Experimental Botany, 2003,54(4):1205~1212　　[10]SSR小麦根重分布模式的定量研究[J]国外农学-麦类作物,1994,(1):25~26　　指导教师审阅意见：　　&&&同学根据新疆 “红（加工番茄）、黑（石油）、白（棉花）”农业产业战略，紧扣课题“加工番茄膜下滴灌根层水分对根系发育调控的研究”查阅了大量文献，在此基础上研究加工番茄膜下滴灌定量供水和不同生育期水分处理对膜下滴灌番茄根系结构的影响，进而分析根区水分变化对番茄地上部分各器官的生长发育的影响，揭示加工番茄高产的水分生理调节机制。　　内容设计科学合理，布局协调。同时，已开展了预备试验，并收集到部分数据，有望按照计划完成。具备开题的基本条件，推荐参加开题。　　开题报告成绩：　　指导教师（签字） 年 月 日　　备注：

一、培养目标总的培养目标是：培养为我国社会主义现代化建设服务，德智体全面发展的植物营养学专业的高级专门人才。具体要求是：1、在政治上拥护中国共产党的领导，学习邓小平建设有中国特色的社会主义的理论和党的路线方针政策，热爱祖国、遵纪守法、品德良好，服从分配，积极为社会主义现代化建设服务。2、在业务上掌握植物营养学的基础理论和专业技术，熟悉本专业的国内外研究动态和发展方向，了解土壤学作物栽培学与遗传学植物保护等相关学科的理论与方法。掌握一门外语、能熟练地阅读本专业外文资料。在本学科能独立从事研究教学和其它技术管理工作。治学态度严谨，协作精神良好。3、身体健康。二、学习年限全日制硕士研究生学习年限一般为3年，包括课程学习科学研究撰写学位论文及实践教育(指社会实践，教学实践和公益劳动)。其中课程学习时间为1～1、5年，其余为科学研究撰写论文和论文答辩时间，考虑到植物营养学科的特点，三年中至少最好有一个完整生长季节进行科学实验。课程学习不得少于30个学分，社会实践教学实践和公益劳动等占3个学分。硕士生如要延长或缩短学习年限，由本人申请，经导师学科院(系)审查同意，报校长批准，但延长或缩短时间一般不超过1年。非全日制研究生的学习年限一般不超过4年。三、研究方向根据国家经济建设和学科发展的需要，本专业的研究方向有10个：1、植物营养生理学 主要研究植物对养分的吸收运输分配和调控；营养元素的生理功能及其缺乏和过剩的症状和发生机理，以及这些过程与环境因子的相互作用；重点研究植物在旱涝盐碱高温冷害病虫害通气不良营养缺乏或毒害等环境胁迫条件下的植物营养生理学及适应性变化规律，新无机营养元素和有机化合物的生理功能及营养机理等，为合理施肥提供依据。2、 植物营养遗传学特征 应用植物营养遗传学原理，采用营养动力学，酶学和分子生物学方法，开展高产作物耐缺氮磷钾锌及其它营养元素的营养遗传特征，作物品种筛选及调控营养机理研究，为高效节肥品种选育提供科学依据。 3、 复合肥料及各种新型肥料的肥效机理及施用技术研究 结合化工和农业部门以及生产需要对复合肥及新型肥料的肥效及作用机理进行研究，为工农业生产提供依据。主要包括：三元复合肥肥效增产机理；钙镁硫硅，微量元素稀土及SeGeCo等元素肥料作用机理环境效应施用方法和技术研究；商品有机肥有机-无机复合肥生产工艺肥效机理以及对引进国外先进技术及新型肥料进行试验研究。为肥料生产和施用提供依据。 4、 提高肥料利用率技术研究 主要是针对氮肥利用率低损失浪费严重，开展平衡施肥与计算机推荐施肥技术开发，解决当前农业生产技术和应用问题。 5、土壤生物量氮与氮素循环及调节作用 主要研究不同施肥条件下土壤生物量氮的动态及其周转的氮量，微生物周转氮与作物吸收关系，土壤养分养分的生物有效性，肥料中氮利用率以及在土壤-作物系统循环和施肥调控。 6、 新型高效缓效肥料研制及工业废渣农业利用 结合各种材料特点和作物营养规律，开展长效肥控效肥缓效肥磁性肥叶面肥药肥以及有机无机复合肥等的配方及生产技术研究。充分利用我国自然资源和工业废物开展研究，如锌硼铁锰钼等工业矿渣钢渣草碳褐煤等资源利用与开发。 7、 组织培养与无土栽培营养配方（组合）及应用技术 组织培养及无土栽培成功的关键技术之一是优化营养配方的筛选，应用植物营养学原理，对一些经济类植物进行营养液组合研究，是植物营养学研究的内容之一。几年来已经建立了一些研究实验室手段并积累了一些工作经验。 8、 植物营养诊断与推荐施肥技术研究与开发 根据植物营养失调症特征和叶片颜色变化规律进行定性和定量诊断施肥；土壤作物化学诊断方法；精准农业及施肥技术；土壤植株营养快速诊断方法及速测仪应用；DRIS技术营养图谱信息系统及诊断应用技术。 9、 施肥对环境质量影响及良性生态循环施肥技术研究 在长期肥料定位试验基础上，开展施肥对土壤环境质量影响，施肥对土壤农产品中重金属含量影响，施肥与温室效应等研究，为合理施肥，改善农业生产环境质量和生态农业提供依据。 10、土壤氮的MIT过程 结合肥料长期定位试验开展 不同有机物料中氮在土壤中的矿化过程（氨化作用硝化作用），矿化氮的微生物和矿物固持作用（微生物体氮矿物固定态铵），长期不同施肥对土壤氮的矿化势(N0)有机氮组成及其作物有效性的影响，不同矿化阶段的净矿化率净残留率及影响土壤氮MIT过程的因素的研究。

换个有活力的题目吧，太死板了

人与自然环境的关系问题，是普通关注的问题，人们对于这一问题关注的目的在于可持续发展。中国是个文明古国，中华文化之所以在长达数千年的历史而不衰，可持续。近代工业文明以前是为农业文明。KING称以中国为中心的农业为可持续农业。探讨中国传统农学理论与实践中的天人关系。从中得到启示。天人关系指的是人与大自然的关系。[1]在传统的中国人心中，农业中的人与大自然的关系具体表现为人、天、地、稼的关系。故《吕氏春秋·审时》说：“夫稼，生之者，地也；养之者，天也；为之者，人也”。其中天和地是大自然的代表，相当于现在人们所说的环境，人和稼生于天地之间，天人关系也可以理解为人与自然环境的关系，不过其中加入了稼的因素，稼同时具有自然的因素和人的因素。人按照需要与可能选择和种植作物。传统农业中人与自然环境的关系如何？过去在研究农业史时，强调人定胜天，强调人对于环境的改造，过份地强调人及其技术的作用，而技术又过分地强调土壤耕作技术。原始农业中刀耕农业和耜耕农业阶段的划分；传统农业中北方旱作技术体系的形成和南方水田技术体系的形成等，都是主要以土壤耕作技术为依据来划分的。现在，环境问题日益受到重视，人们开始重新用审视的目光看待人与自然环境的问题，在这种背景之下，一些历史地理学家开始强调环境对人的作用，甚至有学者重新祭起了地理环境决定论的大旗，[2]受此影响农业史研究中，一些学者过多地把目光指向环境及其变迁对于农业的影响，指向农业对于环境的破坏，而忽视了人的主观能动性，忽视了人对于环境的保护[3]与改造，更忽视了人对于环境的适应。这些都不符合中国传统农业发展历史的实际。我们认为，中国农业的发展受到环境的制约，环境变迁也引起过中国农业的波动，但真正决定中国农业发展的是人对于环境的适应和改造。一、环境对农业的影响中国人很早就注意到了环境对于农业的影响。同时也注意到环境是由多种因素构成的，各种因素对于农业的影响并不相同，具体说来，天和地对于作物的影响是不同的。古人将它归纳为“生之者，地也；养之者，天也。”地，即土壤。由于在构成环境的诸多因素中，土壤与作物的关系最为直接，因而也最先为人所注意。古人认为作物的种类是由“地”来决定的。经常提到的例子是：“桔逾淮而北为枳，鸐鹆不逾济，貉逾汶则死。”[4]“菘菜不生北土。有人将子北种；初一年，半为芜菁，二年，菘种都绝。有将芜菁子南种，亦二年都变。”[5]前者说“此地气然也”，后者说“土地所宜”。地气和土地，指的都是土壤。土壤是导致变异的根源。[6]在土壤中首先注意到的是土壤上生长的植被。《师旷占术》曰：“五木者，五谷之先；欲知五谷，但视五木。择其木盛者，来年多种之，万不失一也。”《杂阴阳书》则将“五谷”和“五木”一一对应起来，有所谓：禾生于枣或杨，黍生于榆，大豆生于槐，小豆生于李，麻生于杨或荆，大麦生于杏，小麦生于桃，稻生于柳或杨。”孔子也说：“平原大蔽，瞻其草之高丰茂者，必有怪鸟兽居之，且草可财也，如艾而夷之，其地必宜五谷。”植被不仅是土壤状况的标志，同时还可以用作改善土壤的物质。中国人很早就认识到，杂草“可以粪田畴，可以美土疆”，并将“于草木茂盛时芟倒，就地内罨腐烂也”，称为“草粪”。还有意识地种植一些豆科植物充当绿肥。民族学调查表明，中国南方的一些少数民族在进行刀耕火种的时候，首先选择林地而不是草地去作为土地，而在林地的选择方面主要考虑的是林木的长势和种类，而不是土壤的质地。决定什么地种什么庄稼也是根据树木，而不是根据土壤。其次是土壤的性状（颜色、手感、水份、土壤中的生物活动等）。禹平洪水之后，茫茫禹迹，划为九州，九州的土壤，各不相同，《尚书·禹贡》言之凿凿。不同的土壤进而有不同的农产品，《周礼·职方氏》记载甚详。《管子·地员》说：“九州之土，为九十物。每州有常而物有次。”书中还具体指出了九州土壤性状及适宜种植的作物。被李约瑟等称为是最早的地植物学著作。由于决定适宜作物的是土壤而不是行政区划，所以元代孟祺在《论九谷风土及种莳时月》又做了这样的发挥：“苟涂泥所在，厥田中下，稻即可种，不必拘以荆、扬。土壤黄白，厥田上中，黍、稷、粱、菽即可种，不必限于雍、冀。坟、垆、黏、埴，田杂三品，麦即可种，又不必以并、青、兖、豫为定也。”再次是地势。或认为《禹贡》中的“厥田中中”、“厥田中下”等，指的就是地势。“凡草土之道，各有谷造，或高或下，各有草木。”植物的垂直分布也直接影响到了作物的分布，古人说：“三农生九谷”[7]，所谓“三农”，郑司农（众）曰：“三农，平地、山、泽也。”（郑）玄谓三农，“原、隰及平地”。“三农生九谷”，正反映了环境因素中地势对于作物的制约。水流径于地。和土关系最为密切的便是水，有时水甚至是土壤的组成部分，如《禹贡》中所说的“涂泥”，其中的“泥”，实际上就是水和土的混和物[8]。水是生命的重要组成部分，也是生物发生变异的根源，所以古人又说：“桔生淮南则为桔,生于淮北则为枳,叶徒相似,其实味不同。所以然者何?水土异也。”[9]今人有言，“一方水土养一方人”。对于某些生物来说，水更是须臾不可或缺。如水稻，《天工开物》说：“凡稻旬日失水则死期至。”水成为发展水稻生产最大的制约因素，于是中国历史上就有了“东周欲为稻，西周不下水”的故事发生。上述因素，古人统称之为“土”，“土气”或“地气”、“水土”。不同的土壤是有不同的物产，它们之间的引种是不可能的。即使强行为之，不是死亡，就是变异。于是有“桔逾淮而北则为枳”，“芜菁南种则为菘”的说法。狭义的天，指的是环境中的气候因素。气候随季节而变化，故称之为天时，用之于农业称之为农时。《孟子》说：“不违农时，谷不可胜食也。”《吕氏春秋·审时》更从“得时”和“先时”、“后时”对六种主要粮食作物的不同生产效果作了细致的对比。来论证“时”对庄稼生长的极端重要性。宋人将地势引入到农时之中，提出天时有“地势高下之不同”[10]，认为“高下之势既异，则寒燠肥瘠各不同。”[11]元代农学家更将时与地（纬度和海拔高度）结合起来。不仅指出了气候寒暑与纬度高低的关系，而且强调共性之间的特殊性，要求人们在选择农时的时候，应当考虑当地的实际情况来决定，这就叫做“因地为时”。[12]古人尽管对农时重视有加，但是他们对天时的认识是不全面的。也就是说，古人只是注意到了气候对于作物生长的影响，而没有注意到气候对于作物分布的影响，他们把各地作物不同的原因更多地认为是土壤的不同的结果，尽管元代引入了风土的概念，部分地考虑到了气候的因素，但他们总体上还是将土壤看作是根本的原因。只是到了明末，这种认识才发生了根本性变化。徐光启认为作物栽种中的地区差异性，在引种的过程中“亦有不宜者，则是寒暖相违，天气所绝，无关于地”；是以“果若尽力树艺，殆无不可宜者，就令不宜，或是天时未合，人力未至耳”。“若谓土地所宜，一定不易，此则必无之理”。[13]徐光启明确提出了气候是引起作物分布差异的原因的观点。