干旱区“农田杂草及防治”课程设计和建设

赵娜娜，马德英，路伟   

新疆农业大学 农学院，新疆 乌鲁木齐835000

[摘  要] 病虫草害是农业生产中三大生物制约因子，是植物保护专业的重点核心内容，然而杂草学的相关研究进度和深度远远落后于病害和虫害，在专业培养方案设定上也未体现其重要性。新疆农业大学近年在植物保护培养方案中重新添加《农田杂草及防治》课程，旨在培养识别和防治常见病虫草害的应用型人才。考虑到新疆特殊的地理环境和生态复杂性，授课教师适当调整教学内容，改善教学方式，充分利用网络资源，拓展实践教学，结合农业生产需求培养植物保护专业人才，培养专业理论知识扎实、实践经验丰富、贴合工作需求的“植物医生”。

[关键词] 杂草学；植物保护；教学改革

[基金项目] 新疆农业大学教研项目（2019年，新疆农业大学，《农田杂草及防治》课程建设和改革，2019JXYJ28）。

[作者简介] 赵娜娜（1989年-），女，河南周口人，硕士，新疆农业大学农学院，讲师，研究方向为杂草学；马德英（1968年-），女，山东沂水人，博士，新疆农业大学农学院，教授，研究方向为农药学；路伟（1984年-），男，山东烟台人，博士，新疆农业大学农学院，副教授，研究方向为农药分析与安全性评价。

请补加上【中图分类号】G642.0    【文献标识码】A    

病虫草是制约农业生产的三大生物因子，但由于人工防除的可行性和杂草危害的间接性和隐蔽性，使得科研人员、农业管理部门和农民对农田杂草的重视程度远低于病害和虫害，但杂草造成的经济损失和生态危害却不容小觑。据文献报道，在世界范围内，每年农业生产因遭受杂草为害造成的损失约占10％左右，仅我国每年投入的杂草防治费用就高达235亿元，但仍造成粮食损失达5 000余万吨，直接经济损失近千亿元^{[1, 2]}。

随着农村劳动力的锐减和人工成本的提高，人工防除的可能性大大降低，农田杂草防除主要以化学措施为主^[3]。据统计，2017年全球除草剂销售额为259.93亿美元，相比于2012年的231.30亿美元，增长2.50%，目前依然是占比最大的农药类。中国杀虫剂类农药的使用量占总量的15%，杀菌剂农药使用量占总使用量的10%，除草剂使用量占比数为30%，农作物生长剂使用量占总数的5%，杀鼠农药占总使用量的5%，其他不同功效的农药占比数为45%^[4]。从农药使用量上可知除草剂是一个庞大的市场，但与之相匹配的专业人员却严重不足，具体表现为高校重视度不高，基层缺乏专业推广人员，农民缺乏专业指导，导致除草剂使用不规范、除草效果不佳；反而致使除草剂使用频率和使用量加大，影响土壤生态环境，增加经济投入，与现今习近平总书记提出的“青山绿水就是金山银山”的理念相悖。因此，有必要加强杂草学的教学、科研以及田间推广工作，使杂草学科能够更大限度地为农业高产、稳产，以及农业的可持续发展贡献力量。

2018年新疆农业大学植物保护专业培养方案修订时，重新将《农田杂草及防治》课程添加到该专业培养方案中，该课程开设在大三春季学期，学生已修完《植物学》、《植物化学保护》等可课程，具备学习《农田杂草及防治》课程所需要的专业基础知识，春季学期也利于学生观察和采集标本。但学生在此时却要面临毕业实习的问题，如何结合毕业实习将该门课程完整的呈现给学生，是授课教师需要思考的问题。

一、本区农田杂草与防治课程存在的问题

1.重视程度不足

植物保护是现代化农业生产体系中不可缺少的一环，该专业要求学生掌握必需的自然科学基础知识，具有识别常见病虫草害、及时对植物病虫草害进行监测和防治、对危险性病虫草害进行实时检验检疫及防治的基本能力。杂草学、植物病理学和农业昆虫学是农科高等教育植物保护专业的三门最主要的专业课，但杂草学的开设历史以及重视程度明显不及植物病理学和农业昆虫学，发展的成熟度和研究的深度也不如病理学和昆虫学。

对杂草学的防除工作还停留在人工除草的印象里，而现实是杂草不同于病虫，后两者的大发生与环境因子密切相关，而杂草本身作为一种植物，只要作物能适应的环境，杂草也能旺盛生长；由于杂草和作物同属于植物类，化学除草剂的选择更加困难，再加上农田系统受人为因素干扰严重，作物田的主要杂草趋向于和作物同科甚至同属，因此更加难以防控。新疆农业大学农学院植物保护专业于2019年春季学期重新开设该课程，该校其他专业暂未开设相关课程，师资力量薄弱，仅有2名教师从事杂草学教学及科研工作。

2.地理特殊原因导致杂草学偏重重点不同，杂草种类与分布情况不同

新疆远离海洋，是典型的内陆干旱地区，地形地貌为山盆相间，山区占40%，绿洲占比小于10%，荒漠占50%；年均降水量145～147 mm，是全国年均降水量的23%，水资源仅占全国的3%。农业发展主要分布在沙漠中的绿洲之中，生态环境和生物资源均呈现出多样性特点^{[5, 6]}，与中国其他地区存在较大差异，杂草的种类和分布情况也大不相同，高校教师在课程准备中可参考的资料相对不足。且新疆地区杂草科研相对滞后，农田主要杂草的分布、危害程度和防治措施研究不够深入，甚至主要作物田如棉田主要杂草的生长规律都不清楚。

尤其是新疆处于亚洲大陆腹地，地域辽阔，与俄罗斯、哈萨克斯塔、吉尔吉斯坦等多个国家接壤，是中国毗邻国家最多的省，自古以来就有“丝绸之路”美称，现今又有“一带一路”的开放，与他国的贸易频率增加；但生态环境脆弱，由新疆传入的重大检疫性有害生物已经严重威胁到我国农林生产的健康持续发展，而在外来入侵生物中，恶性杂草占到了相当一部分比例。如列当科杂草，全国共有23种寄生性列当，其中多数分布在新疆地区，列当经过多年的适应和进化，已成为制约向日葵、加工番茄、瓜类生产的重要限制因子，然而专业人才的缺乏导致该类杂草至今无有效的防治方法，严重影响国内向日葵产业、新疆“红色产业”加工番茄及特色西甜瓜的品质和产量。

3.实践教学的形式单一、学生重视度不高

目前，课程实践主要以室内杂草标本的识别为主要方式，实践教学形式单一，学生重视度不高，实验室看标本对学生来说容易无趣，标本与实物相比有一定差异，学生不能将田间杂草与实验室的标本结合起来。且往往只能识别某一时期的杂草，对田间不同时期的杂草则识别困难。

4.考核模式单一

考勤+考试+实验成绩，学生通过死记硬背应付过期末考试，便将知识又荒废了，达不到教学目的。

二、 《农田杂草及防治》课程改革

1. 立足新疆，制订适应当地的教学方案

该课程从杂草的定义入手，系统叙述杂草的生物学、生态学，北方地区杂草的发生和危害，主要杂草种类介绍，除草剂主要品种的特性、作用机理、适用作物和防除对象以及药效药害、抗性和残留等，杂草防治的主要方法，主要作物田杂草的综合治理技术，杂草科学的主要研究方法等，检疫性杂草的种类识别以及相关检疫措施，为防止生物入侵奠定理论基础。在注重杂草基础知识的同时，穿插当代杂草科学在生物除草剂、转基因抗除草剂作物、杂草综合治理等最新发展动态。该课程旨在让本专业学生系统掌握杂草学相关知识，在农业生产上具备综合防治病、虫、草害的能力。

使用教材是全国高等农林院校 “十一五” 规划教材：强胜教授主编的 《杂草学》第二版。 杂草学主要学习杂草的识别和防治， 《杂草学》根据杂草的生境分为将杂草识别分为水田杂草、秋熟旱作物田杂草、夏熟作物田杂草、果桑茶园杂草来讲述。但新疆维吾尔自治区处于干旱区，水资源不充足，因此水田作物占比较少；且某些小众作物如油菜种植模式不同于其他省区（本区为春油菜，而其他省区为冬油菜），不能归于夏熟作物田。

本课程将杂草识别内容调整为主要作物田杂草种类识别，包括棉田杂草、玉米田杂草、麦类作物田杂草、大豆田杂草，油菜田杂草。此种讲述方式更有利于学生在实践过程中识别不同作物田杂草。

充分利用网络课程，督促学生自学，节约课堂学时。利用中国慕课大学、超星学习通等学习软件在线补充课堂内容，节约课堂时间；教师通过雨课堂上传小视频，通过腾讯会议软件进行实践直播，以更加直观、生动的方式提高学生兴趣，提高教学效果，进而起到节省教学时间的目的。

2. 拓宽实践教学，贴合农业生产

新疆农业大学植物保护专业人才培养目标是培养“基础知识厚、敬业精神强、实践能力强、创新意识强、创业能力强”的高素质应用型人才，在应用型高校中，培养学生实践应用能力和创新创业精神是人才培养的重要环节，在应用型人才的培养过程中更要加强实践课程的建设和改革，体现实践环节在应用型人才培养中的重要作用。因此，实践教学环节设计的好坏关系到应用型人才培养质量的高低。

《农田杂草及防治》课程将设立5个实验项目，项目包括：北方农田杂草以及检疫性杂草的种类识别、杂草的野外调查方法、杂草生物学与生态学的研究方法以及杂草的综合防治措施。理论结合实际的方式更能促进学生对杂草学知识的掌握，为了更贴合实际的农业生产，也为学生毕业后进入岗位打前奏，实验项目均设置在室外，学生通过实地调查和农业操作深刻体会杂草学在田间的应用。

大三学生已经具备植物化学保护专业知识，与本学科相关的除草剂知识已在该课程讲授，因此，可根据田间不同类型除草剂施用时间，制订相应的外出规划在田间授课，如将4月初带领学生去往临近的昌吉地区，讲授苗前棉田土壤封闭除草剂的使用方法和注意事项；5月幼苗3-5叶期讲授茎叶处理剂的使用方法；由于除草剂的不当使用除草剂药害也呈现出多发、频发的趋势，杂草学课程教学应适应这一新形势，应将除草剂药害的识别、产生原因、治理措施等列入教学内容，进而使学生能够构建完整的杂草学知识体系。

3. 制订与实践紧密结合的考核方式

考核方式：考勤10%+杂草生育期观察和综合防治措施报告30%+杂草标本识别30%+期末考核30%。

固定每周的周六为共享时间，学生将本周杂草生长情况如生育时期、株高、根、茎、叶、花、果实等照片上传至微信群，编辑文字描述杂草外部形态特征（每周0.5分，20周，共10分）。同时通过制作短视频记录杂草生长时期和特点，学期末将视频进行剪切编辑，完整展示杂草生活史的各个阶段（5分）。采集不同发育时期杂草并制作10份标本，详细记录采集日期、采集地点、生态环境、植株形状等信息；杂草成熟后，采集成熟杂草种子并进行萌发实验，记录种子萌发率（10分）。根据所观察杂草特性和发生期，结合文献，制订杂草综合防治方案（5分）。

杂草识别是本门课程的教学重点，也是难点，学生对杂草识别的能力，直接反映本课程的教学质量。杂草识别考察主要通过两个方面，一通过图片、视频等确定所给植物的名称（15分）；二识别杂草干标本，并描述识别特征（15分）。

通过闭卷考试的方式进行期末考核，主要考察学生对绪论、杂草的生物学和生态学及化学除草剂知识的掌握，题型包括选择题、名词解释、简答题和试验设计题，占比30%（30分）。

4.促进产学研结合，根据基层需求培养专业人才

植物保护专业人才培养目标是培养“基础知识厚、敬业精神强、实践能力强、创新意识强、创业能力强”的高素质应用型人才。因此，在人才的培养计划中，应与当地农业生产实践相结合，促进产学研结合。积极与各地州植保站、农技推广站和疆内农业企业联系，根据用人单位的需求制订培养方案，加强与基层的人才培养对接。这样既可以有目的的解决农业方面专业人才短缺问题，也可以有效缓解当前农业类院校大学生就业困难的状况。

同时，培养的人才应是集植物病虫草害识别、检验检疫、综合防治策略制订与实施于一体的复合型应用人才。

三、结语

杂草科学中，杂草的识别和防治是两个最核心和最基本的内容，其中随着农业生产集约化的发展和农村劳动力的流失，人工除草已经无法满足生产的需求，化学除草剂成为杂草防治的核心内容，在未来相当长的一段时间内仍然是主要的手段^[7]，对杂草特性和除草剂知识的不了解往往导致除草剂使用不当。

因此，将《农田杂草及防治》课程添加到“植物医生”的培养方案中是应用型农业类高校的必须选择。该课程应该享有与《农业昆虫学》和《农业病理学》同等的地位，与之相匹配的实践场地、师资力量和科研投入，为可持续农业的发展贡献力量。

                       [参考文献]

[1] 强 胜. 我国杂草学研究现状及其发展策略[J]. 植物保护, 2010, 36(4): 1-5.

[2] 秦培文, 纪明山, 朱赫, 等. "微"时代下的杂草学课程教学改革初探[J]. 当代教育实践与教学研究, 2020(09): 51-53.

[3] 朱蓓蓓. 除草剂将继续昂领世界农药市场[J]. 农药市场信息, 2016(28): 38-39.

[4] 何效元. 农药使用与行业现状及发展趋势研究[J]. 农业技术与装备, 2020(4): 69-70.

[5] 姚文遐. 新疆生态环境保护现状及对策[J]. 乡村科技, 2020(28): 114-116.

[6] 刘 莹, 张峻豪. 基于新疆生态农业视角的可持续发展对策研究[J]. 新疆农业科技, 2020(05): 5-6.

[7] 强 胜. 杂草学(第2版)[M]. 北京: 中国农业出版社, 2011.

Curriculum Design and Construction of "Farmland Weeds and Control" in Arid Area

Zhao Nana Ma Deying Lu Wei

 Agricultural College, Xinjiang Agricultural University, Urumqi, Xinjiang ,835000

Abstact: Plant diseases, insects and weeds are the three major biological constraints in agricultural production. They are key core content of plant protection major. However, the related research of weed science is far behind diseases and insects, and its importance is not reflected in the setting of professional training program. In recent years, Xinjiang Agricultural University has added the course of "Weeds and Control in Farmland" to the plant protection training program, aiming at training identification and control common diseases and pests of applied talents. Considering the special geographical environment and ecological complexity of Xinjiang, teachers should adjust the teaching content, improve the teaching methods, make full use of network resources, expand practical teaching, cultivate plant protection professionals in combination with the needs of agricultural production, and cultivate "plant doctors" with solid professional theoretical knowledge, rich practical experience and meeting the needs of work.

Key word: weed science; plant protection; educational reform