南京农业大学课程教学大纲格式与要求.docx
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南京农业大学课程教学大纲格式与要求
《节水农业理论与技术》教学大纲
一、基本信息
课程名称
节水农业理论与技术
课程编号
ARGE3112
英文名称
Theoryandtechniquesofwater-savingagriculture
课程类型
专业选修课
总学时
36
理论学时
36
实验学时
实践学时
0
学分
2
预修课程
适用对象
农业资源与环境专业
课程简介
(200字左右)
本课程主要介绍节水农业的理论和技术。
内容包括:
传统农业与现代农业节水技术(农业资源问题、我国传统农业精华、传统农业与现代农业节水技术、干旱威胁与节水农业发展);节水农业基础理论(生态农业的资源利用、作物水分生理、土壤水分的调控与利用、节水农业综合配套技术体系);节水农业工程技术(农田灌溉原理、灌水方法与技术、灌溉渠道系统、灌溉管道系统、农田排水工程)等。
二、教学目标及任务
本课程为农业资源与环境专业的专业选修课。
通过学习该课程:
(一)了解我国传统农业的精华和现代农业节水的时代需求,了解国内外节水农业科技的发展概况和发展趋势。
(二)学习节水农业的基础理论,包括生态农业的资源利用、作物水分生理、土壤水分的调控与利用、节水农业综合配套技术体系,了解节水农业的科学概念及节水农业原理,掌握节水农业的基本理论。
(三)学习和研究节水农业工程技术,包括农田灌溉原理、灌水方法与技术、灌溉渠道系统、灌溉管道系统、农田排水工程等。
明确节水农业工程技术是发展高产、优质、高效农业的重要环节,是农业可持续发展的重要措施。
(四)通过本课程的学习,使学生对节水农业理论与技术的基本内容有一个较为全面的了解,并掌握主要作物的节水高产栽培技术,使学生获得一定的生产实践知识和技能,具有节水农业规划、设计、管理与施工的基本技能。
三、学时分配
以表格方式说明各章节的学时分配,表格如下:
教学课时分配
章节
章节内容
讲课
实验
实践
合计
Ⅰ-1
农业资源问题:
我国农业资源的现状与问题,节水农业技术研究;
2
Ⅰ-2
我国传统农业精华:
农业的起源,传统农业技术要览,现代农业的发展;
2
Ⅰ-3
节水农业的概念,传统农业的节水技术,精耕细作与蓄水保墒;节水农业现状与问题,我国农田水利事业的成就
4
Ⅰ-4
传统农业与现代农业节水技术:
我国农业资源特点,干旱灾害对农业的威胁,综合农业区划,旱作节水农业的历史机遇;
4
Ⅱ-1
节水农业基础理论:
作物水分生理
4
Ⅱ-2
节水农业基础理论:
土壤水分的调控与利用
2
Ⅱ-3
节水农业基础理论:
节水农业综合配套技术体系
2
Ⅲ-1
节水农业工程技术概述
2
Ⅲ-2
灌溉原理
2
Ⅲ-3
灌溉方法与灌水技术:
地面灌、喷灌、滴灌、渗灌
6
Ⅲ-4
灌溉渠道系统
2
Ⅲ-5
灌溉管道系统
2
Ⅲ-6
农田排水工程
2
合计
36
四、教学内容及教学要求
Ⅰ传统农业与现代农业节水技术
Ⅰ-1农业资源问题
第一节我国农业资源的现状与问题
1.我国农业资源的现状与问题
2.节水农业技术研究
习题要点:
灌溉水利用率及水分利用效率的定义?
第二节节水农业技术研究
1.农艺节水技术
2.生物节水技术
3.工程节水技术
4.管理节水技术
习题要点:
节水农业的评价标准是什么?
本章重点、难点:
农业用水的主要问题及其原因。
本章教学要求:
通过本章学习了解农业用水的主要问题及其原因,了解节水农业技术研究的主要内容,掌握灌溉水利用率及水分利用效率的定义及节水农业的评价标准。
Ⅰ-2我国传统农业精华
第一节农业的起源
1.农业的起源
2.传统农业技术要览
3.现代农业的发展
习题要点:
原始农业和传统农业的最主要的表现?
第二节传统农业技术要览
1.传统农业史略
2.旱作农业技术体系
3.水田耕作技术体系
习题要点:
传统旱作、水田技术体系的基本内容是什么?
第三节现代农业的发展
1.农业装备的发展
2.现代农业的局限
3.现代农业的巨大潜力
习题要点:
现代农业发展与局限性是什么?
本章重点、难点:
传统旱作、水田技术体系的基本内容。
本章教学要求:
通过本章学习了解原始农业的起源,传统农业的发展过程以及现代农业的发展潜力,掌握原始农业和传统农业的最主要的表现,传统旱作、水田技术体系的基本内容,传统农业技术的四要素,以及现代农业发展与局限性。
Ⅰ-3传统农业与现代农业节水技术
第一节节水农业的概念
1.节水农业的提出
2.节水农业的概念与基本内容
习题要点:
水农业的概念及特点是什么?
第二节传统农业的节水技术
1.耕-耙-耱-压-锄耕作技术体系—旱作
2.耕-耙-耖-耘-耥耕作技术体系—水田
3.精耕细作
习题要点:
作、水田农业的耕作技术体系的内容是什么?
第三节精耕细作与蓄水保墒
1.深耕与蓄墒
2.“三深”耕作
3.“四墒”整地
4.“四早三多”耕作法
习题要点:
深耕与蓄墒的技术内容及作用是什么?
第四节节水农业现状与问题
1.农业用水浪费严重
2.农田水利基本建设浪费严重
3.抗旱节水的农业技术被边缘化
4.现代农业节水的主要技术问题
习题要点:
现代农业节水的主要问题是什么?
本章重点、难点:
深耕与蓄墒的技术内容及作用。
本章教学要求:
通过本章学习掌握节水农业的概念及特点,旱作、水田农业的耕作技术体系的内容,深耕与蓄墒的技术内容及作用,现代农业节水的主要问题。
Ⅰ-4干旱威胁与节水农业发展
第一节我国农业资源特点
1.干旱程度与干旱期
2.农业气候资源
3.农业气候分区
习题要点:
旱情、旱灾、干旱指数的定义?
第二节干旱灾害对农业的威胁
1.我国干旱的发生特点
2.形成大范围干旱的气候条件
3.干旱的威胁
习题要点:
中国农业气候的特点及中国旱灾的发生特点是什么?
第三节综合农业区划
1.温度带与耕作制度
2.降水与农业分区
3.综合农业区划
习题要点:
中国的农业气候分几个区?
第四节旱作节水农业的历史机遇
1.五大干旱中心
2.发展旱作节水农业的重大意义
习题要点:
发展旱作节水农业的重大意义是什么?
本章重点、难点:
中国旱灾的发生特点;发展旱作节水农业的重大意义。
本章教学要求:
通过本章学习了解中国的农业气候分区和综合农业区划情况,掌握旱情、旱灾、干旱指数的定义;中国农业气候及旱灾的特点;理解发展旱作节水农业的重大意义。
Ⅱ节水农业基础理论
Ⅱ-1 作物水分生理
第一节 水在植物生命活动中的作用
1.植物的含水量
2.植物体内水分存在的状态
3.水分在植物生命活动中的作用
习题要点:
掌握植物相对含水量的计算,理解植物体内水分存在的状态,了解水对于植物的意义。
第二节 植物对水分的吸收
1.植物细胞对水分的吸收
2.植物根系对水分的吸收
习题要点:
掌握植物水势概念及其组成,理解植物根系吸收水分的途径和动力
第三节 植物的蒸腾作用
1.蒸腾作用的概念、生理意义和指标
2.气孔蒸腾
习题要点:
掌握蒸腾作用、蒸腾速率和蒸腾系数的概念,气孔运动的机理,了解小孔定律。
第四节 植物体内水分的运输
1.水分运输的途径
2.水分沿导管或管胞上升的机制
3.水分运输的速度
习题要点:
掌握水分上升的动力和机制,了解水分运输的途径。
第五节 合理灌溉的生理基础
1.作物的需水规律
2.合理灌溉指标及灌溉方法
习题要点:
掌握合理灌溉的指标,理解作物的需水规律。
本章重点、难点:
掌握植物水势的组成、植物蒸腾的概念和指标和气孔运动的机理。
本章教学要求:
利用质壁分离实验介绍植物水势的组成,详细说明植物蒸腾的指标和水分上升的机制。
Ⅱ-2 土壤水分的调控与利用
第一节、土壤水的类型划分及土壤水分含量的测定
1.土壤水的重要性
2.土壤水分类型及有效性
3.土壤含水量的表示方法
4.土壤水分含量的测定方法
习题要点:
掌握土壤水分类型和含水量的表示方法,理解水分含量的测定方法,了解水的重要意义。
第二节、土壤水能态
1.土水势
2.土壤水吸力
3.土壤水的有效性
习题要点:
掌握土壤水势的定义和水的有效性,理解水吸力。
第三节、土壤水分运动规律
液态水的运动
气态水的运动
习题要点:
掌握饱和流和非不饱和流的差别,理解冻后聚墒和夜潮的含义。
第四节 土壤水分的高效利用
1.水分高效利用的途径
2.土壤水的调控措施
习题要点:
了解土壤水的调控措施
本章重点、难点:
掌握土壤水分类型和含水量的表示方法,土水势和水分运动规律。
本章教学要求:
详细介绍土壤土壤水分类型和含水量的表示方法,和植物水势对应起来介绍土壤水势。
Ⅱ-3节水农业综合体系
第一节国外节水农业的概况
习题要点:
了解典型国家节水农业的方式
第二节我国节水农业现状及开发战略
习题要点:
了解我国节水农业的历史和将来发展方向
第三节节水农业的技术
1.工程节水技术
2.农艺节水技术
3.管理节水技术
习题要点:
掌握工程节水技术、农艺节水和管理节水的方式。
本章重点、难点:
掌握工程节水技术、农艺节水和管理节水的方式。
本章教学要求:
简要介绍国内外节水农业发展历史和现状,重点阐述工程节水技术、农艺节水和管理节水的方式。
Ⅲ节水农业工程技术
Ⅲ-1节水农业工程技术概述
第1节我国水资源状况及灌溉排水事业
一、中国水资源分配特点
二、灌溉地带的划分
三、节水灌溉的重要性及其目标
1.节水的重要性
2.节水灌溉的目标
习题要点:
农田水利(灌溉排水工程)的基本概念与含义,节水灌溉的重要性和目标是什么?
第2节我国农田水利事业的主要成就
1、古代农田水利事业的成就
2、新中国的水利建设
1.取得的成绩
2.存在的问题
3.发展的趋势
习题要点:
灌排工程学的发展趋势是什么?
第3节农田水利学的研究对象与基本内容
1.改善和调节地区水情
2.改变和调节农田水分状况
习题要点:
灌排工程学的研究对象与基础措施是什么?
本章重点、难点:
灌排工程学的发展趋势;灌排工程学的研究对象与基础措施
本章教学要求:
通过本章学习了解我国对发展农业节水灌溉的重要性,以及灌排工程学的发展趋势,掌握农田水利(灌溉排水工程)的基本概念与含义,以及研究对象与基础措施。
Ⅲ-2灌溉原理
第一节作物对灌溉的要求
1.灌溉的意义
2.灌溉水质
习题要点:
灌溉水质包括哪些方面?
第二节作物需水规律及其对土壤水分状况的要求
1.作物吸水特性与影响因素
2.土壤水分对作物生长的影响
习题要点:
作物需水规律有哪些?
第三节灌溉制度的确定
1.灌溉制度的主要内容
2.灌溉制度的作用
3.灌溉制度的确定
习题要点:
如何确定灌溉制度?
本章重点、难点:
灌溉水质;灌溉制度的确定。
本章教学要求:
通过本章学习了解作物吸水特性与影响因素,以及土壤水分对作物生长的影响,掌握灌溉制度的主要内容和灌溉制度的确定。
Ⅲ-3灌水方法与技术(汪志农)
第一节概述
第二节地面灌水方法
一、畦灌法
1.畦田布置
2.畦田规格
3.畦田优点
4.畦田缺点
5.畦田灌溉技术
习题要点:
畦灌法的灌水技术有哪些?
二、沟灌法
1.沟道的规格
2.沟灌的优缺点
3.沟灌技术要素
4.沟灌新技术
习题要点:
沟灌法的灌水技术要素是什么?
三、淹灌法
1.淹灌法特点
2.格田规格
习题要点:
淹灌法的作用是什么?
本节重点、难点:
畦灌法、沟灌法和淹灌法的灌水技术。
本节教学要求:
通过本章学习了解畦灌法、沟灌法和淹灌法的灌水特点,掌握畦灌法、沟灌法和淹灌法的灌水技术与方法。
第三节喷灌法
一、喷灌概述
习题要点:
简述喷灌技术的发展历程和喷灌特点。
二、喷灌系统及其设备
1.喷灌系统的组成与分类
2.喷头的种类及工作原理
习题要点:
喷灌系统由哪几部分组成?
喷头的工作原理是什么?
三、喷灌的主要技术要求
1.喷灌的主要技术要求
2.影响喷灌水量分布的因素
3.喷灌主要技术要素的测定
习题要点:
喷灌的主要技术要求有哪些?
本节重点、难点:
喷灌系统的组成与分类;喷灌的主要技术要求。
本节教学要求:
通过本章学习了解国内外喷灌技术的发展概况及喷灌的优缺点,掌握喷灌系统的组成和各种喷灌类型以及喷灌的主要技术要求。
第四节微灌法
一、概述
1.微灌发展简史
2.微灌种类
3.微灌的特点及适用范围
习题要点:
微灌的种类有哪些?
二、滴灌
1.滴灌的特点
2.滴灌系统的组成
习题要点:
滴灌的优缺点有哪些?
三、滴灌运行管理
1.滴灌系统堵塞的原因
2.滴灌系统堵塞的处理方法
3.滴灌系统堵塞预防
习题要点:
滴灌系统堵塞的处理方法有哪些?
本节重点、难点:
微灌种类;滴灌运行管理。
本节教学要求:
通过本章学习了解微灌发展的概况、特点及适用范围,掌握微灌的类型和滴灌运行管理方法。
第五节渗灌法
一、渗灌的优缺点
二、渗灌的类型
三、渗灌系统的组成与结构
四、渗灌技术要素
习题要点:
渗灌的优缺点有哪些?
本节重点、难点:
渗灌种类;渗灌的工作原理。
本节教学要求:
通过本章学习了解渗灌的特点及适用范围,掌握渗灌的类型和渗灌运行管理方法。
Ⅲ-4灌溉渠道系统
第一节灌溉渠道系统的规划
1.灌溉渠道系统的组成
2.灌溉渠道系统的规划布置
习题要点:
灌溉渠道系统的规划布置原则有哪些?
第二节灌溉渠道设计流量
1.渠道净流量
2.渠道损失流量
3.渠道加大流量和最小流量
习题要点:
什么是渠道净流量和渠道损失流量?
第三节灌溉渠道设计
1.渠道设计原则
2.渠道横断面的设计
3.渠道纵断面的设计
习题要点:
渠道横断面与渠道纵断面的设计方法有哪些?
第四节渠道系统的建筑物
1.控制建筑物
2.交叉建筑物
3.联接建筑物
4.量水建筑物
习题要点:
渠道系统各类建筑物的作用是什么?
本章重点、难点:
与渠道设计相关的参数及其确定原理;纵横断面的设计。
本章教学要求:
通过本章学习了解灌溉渠道系统的规划布置和渠道设计原则,掌握渠道渠道设计相关的参数的确定方法及纵横断面的设计方法。
Ⅲ-5灌溉管道系统
第一节概述
一、灌溉管道系统定义
是从水源取水经处理后,用有压或无压管道网输送到田间进行灌溉的全套工程。
二、管道系统的主要优点:
(1)省地,一般少占耕地7%~13%;
(2)减少输水损失,提高灌溉水利用系数;
(3)适应多种灌水方式的要求;
(4)便于自动化控制;
(5)对地形的适应性更强;
(6)无需清淤除杂草,减少管理劳动量.
三、管道系统的主要缺点:
(1)需要的材料和设备较多,投资较高;
(2)规划设计内容较复杂;
(3)对水源水质的要求较高;
(4)对施工及管理的技术要求较高。
习题要点:
管道灌溉系统的优点有哪些
第二节灌溉管道系统的组成与分类
一、管道系统的组成:
水源、首部枢纽、输配水管网、灌水器
二、管道系统的分类
1.按结构形式分类:
开敞式、封闭式、半封闭式
2.按工作压力分类:
压灌溉管道系统(地表下,管内有自由水面,常见于渗灌)、低压、中压、高压灌溉管道系统
3.按各部分在灌溉季节可移动程度分类:
固定式、移动式、半固定式
4.按灌水方法分类:
喷灌系统、微灌系统、渗灌系统、低压管道输水地面灌溉系统
5.按压力的来源分类:
自压管道灌溉系统、机压管道灌溉系统
习题要点:
管网布置的原则有哪些?
第三节灌溉管道系统的规划布置
一、水源工程的布置
二、首部枢纽的组成及布置
三、灌溉面积分区
四、灌溉管道系统形式的选择
五、管道系统的布置
1、输配水管网规划布置的原则与要求
2、输配水管网的布置类型:
1)树枝状管网、环状管网、混合状管网
依其结构可分为:
(1)地埋固定式和
(2)地面移动式
习题要点:
管道的技术要求有哪些?
第四节管道的种类及其规格
一、固定管道的种类
水泥土管、素混凝土管、圬工涵管、石棉水泥管、塑料管、钢筋混凝土管、铸铁管、钢管
二、移动管道的种类
软管、半软管、硬管
第五节管道附件
一、控制件(8种)
给水栓、阀门、安全阀、逆止阀、空气阀、流量调节器、配水井、放水井
二、连接件(6种)
三通和四通、弯头、异径管、堵头、乙字管、短管
三、快速接头
杠杆紧扣式、搭扣式、弹簧锁紧式…旋扣式接头
习题要点:
管道主要控制件及作用是什么?
第六节管道系统的工作制度
一、续灌方式
二、轮灌方式
三、随机取水方式
习题要点:
管道系统的工作制度有哪些?
第七节流量与压力推算
以树枝状管网的水力计算为例
一、设计流量的推算:
可以忽略沿程的流量损失。
采用续灌时,设计流量等于下一级管道流量之和。
采用轮灌时,设计流量等于同时工作的下一级管道流量之和的最大值。
二、首部设计工作压力的推算
首先在灌区内选择一个或几个典型点,然后按下式计算出各自的工作压力,取其最大或次大者为设计工作压力。
第八节管道系统的结构设计
一、埋深与坡度
二、镇墩与支墩
三、柔性接头与伸缩接头
四、排气与泄水装置
五、阀门井
六、竖管与支柱
习题要点:
管道系统的结构及作用是什么?
本章重点、难点:
管道系统的结构设计包括的内容。
本章教学要求:
通过本章学习,要求了解管网布置的原则,管道主要控制件及作用,管道的几种结构设计;掌握管道灌溉系统的优点,管道的技术要求,管道系统的结构设计包括的内容。
Ⅲ-6农田排水工程
第一节排水原理
1.农田水分过多对土壤、作物的影响
2.土壤物理性质与农田排水的关系
3.排水指标
习题要点:
排水指标有哪些?
第二节排除地表迳流
1.地面排水流量的计算
2.地面排水系统的布置与排水方法
习题要点:
如何计算地面排水流量?
第三节控制地下水位
1.地下水排水流量的计算
2.控制地下水位的沟深与间距的确定
习题要点:
确定沟深与间距的原理是什么?
第四节排除土层滞水
1.引起土层滞水的因素
2.排除土层滞水的农业措施
习题要点:
排除土层滞水的农业措施有哪些?
本章重点、难点:
排水指标;排水流量的计算和控制地下水位的沟深与间距的确定。
本章教学要求:
通过本章学习,了解排水原理,掌握排水指标和排除地表迳流、土层滞水以及控制地下水位的方法。
五、考核方式及要求
考核方式:
闭卷笔试。
总成绩由二部分组成,即:
平时成绩+考试成绩。
平时成绩占30%,“课程论文”占70%。
六、推荐教材及教学参考书
教 材:
《节水农业理论与技术》,王英君,北京:
中国农业科学技术出版社,2010年
《农田水利学》,郭元裕,北京:
水利电力出版社.2009年
《灌溉排水工程学》,汪志农,北京,中国农业出版社,2009年
参考书:
1.《节水农业》,山仑,黄占斌,张岁歧,北京:
清华大学出版社,2000年
2.《田间节水灌溉新技术研究与应用》许迪,李益农,北京:
中国农业出版社,2002年
大纲修订人:
罗朝晖
大纲审定人:
李荣
修订日期:
2015年4月20日
- 配套讲稿:
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