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新农科背景下土壤分析实验教学改革:ATR-FTIR与FTIR的比较研究
1
作者
吕凤莲
单晓玲
+2 位作者
李利敏
赵冉
郑伟
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第12期3480-3487,共8页
新农科建设背景下,提升农业院校本科生实践创新能力成为实验课程改革的核心目标。传统实验课程内容陈旧、技术方法单一,难以满足新农科对复合型人才的需求。以傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)为切入点,首次系统对比了衰减全反射法(ATR-FT...
新农科建设背景下,提升农业院校本科生实践创新能力成为实验课程改革的核心目标。传统实验课程内容陈旧、技术方法单一,难以满足新农科对复合型人才的需求。以傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)为切入点,首次系统对比了衰减全反射法(ATR-FTIR)与透射法(FTIR)在不同施肥处理土壤官能团测定中的操作流程、数据特征及教学适用性差异。基于土壤分析实验构建“基础认知—方法比较—综合应用”三阶段实验教学模式,通过分组实验与对比分析开展教学。结果表明:①FTIR法对—OH官能团(3400 cm^(-1))检测峰高均值达0.32±0.04(n=3),1440 cm^(-1)处C—H振动峰面积比值为ATR-FTIR法的3~4倍,更适用于精准定量分析;②改革后学生期末“ATR-FTIR/FTIR方法选择应用题”得分率从62%提升至89%,FTIR压片成功率从65%提升至88%,自主识别实验误差点从1.8个增至4.2个;③不同施肥处理下,SNPK处理显著降低土壤芳香族化合物含量(ATR-FTIR法:3.16%±0.14%vs.CK:4.27%±0.01%),50%NPK+50%M处理显著提升酚、醇类化合物含量(FTIR法:15.35%±1.93%vs.CK:13.12%±1.29%)。该教学模式通过“技术对比—实践验证—创新应用”的逻辑闭环,显著提升学生的科研认知深度、操作创新能力及科研思维,更有效衔接了FTIR技术原理与新农科土壤研究需求,优化了农业资源与环境实验课程结构,为新农科交叉型人才培养提供了可复制的实践路径。
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关键词
新农科
实验教学改革
衰减全反射法
透射法
土壤官能团
学生参与
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职称材料
静态箱/气相色谱法监测农田温室气体排放研究
被引量：
14
2
作者
吕凤莲
杨学云
+4 位作者
赵冉
单晓玲
王九军
郑伟
张树兰
《实验技术与管理》
CAS
北大核心
2022年第9期15-24,共10页
农田温室气体减排是减缓全球变暖的一个重要举措,因此对气体排放通量的准确观测至关重要。静态箱/气相色谱法是测量土壤温室气体较为常用的方法,该研究通过比较气体样品在不同存储装置内存储不同时间对样品中CO、CH和NO浓度的影响,根据...
农田温室气体减排是减缓全球变暖的一个重要举措,因此对气体排放通量的准确观测至关重要。静态箱/气相色谱法是测量土壤温室气体较为常用的方法,该研究通过比较气体样品在不同存储装置内存储不同时间对样品中CO、CH和NO浓度的影响,根据测试结果对气体样品采集和存储过程进行优化,确保样品数据的准确性。室内测试结果显示,若采样后气体样品在当天内测定,CO、CH和NO浓度在气袋和注射器中变化均较小,随着存储时间的延长气袋中样品浓度的稳定性更高;另外,气体浓度变化大小与存储装置内外气体的浓度差有关,表现为样品浓度较高的气体随着存储时间的延长变化也较大。利用该研究中优化的气体浓度分析流程和方法,开展农田小麦/玉米轮作体系有机无机肥配施下温室气体排放的观测研究,获得不同比例有机肥配施化肥处理下的NO排放量和作物产量,并得出该区有机肥氮替代75%化肥氮是保证作物产量和减少农田NO排放的最佳比例。
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关键词
静态箱法
温室气体
存储装置
存储时间
农田N2O排放
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职称材料
题名
新农科背景下土壤分析实验教学改革:ATR-FTIR与FTIR的比较研究
1
作者
吕凤莲
单晓玲
李利敏
赵冉
郑伟
机构
西北农林科技大学
资源
环境
学院
农业部
西北
植物营养与农业
环境
重点
实验
室
西北农林科技大学资源环境学院资源与环境科学研究实验中心
出处
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第12期3480-3487,共8页
基金
国家自然科学基金项目(42007093)
陕西省“十四五”教育科学规划项目(SGH24Y2909)
西北农林科技大学教育教学改革研究项目(JY2303063)资助。
文摘
新农科建设背景下,提升农业院校本科生实践创新能力成为实验课程改革的核心目标。传统实验课程内容陈旧、技术方法单一,难以满足新农科对复合型人才的需求。以傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)为切入点,首次系统对比了衰减全反射法(ATR-FTIR)与透射法(FTIR)在不同施肥处理土壤官能团测定中的操作流程、数据特征及教学适用性差异。基于土壤分析实验构建“基础认知—方法比较—综合应用”三阶段实验教学模式,通过分组实验与对比分析开展教学。结果表明:①FTIR法对—OH官能团(3400 cm^(-1))检测峰高均值达0.32±0.04(n=3),1440 cm^(-1)处C—H振动峰面积比值为ATR-FTIR法的3~4倍,更适用于精准定量分析;②改革后学生期末“ATR-FTIR/FTIR方法选择应用题”得分率从62%提升至89%,FTIR压片成功率从65%提升至88%,自主识别实验误差点从1.8个增至4.2个;③不同施肥处理下,SNPK处理显著降低土壤芳香族化合物含量(ATR-FTIR法:3.16%±0.14%vs.CK:4.27%±0.01%),50%NPK+50%M处理显著提升酚、醇类化合物含量(FTIR法:15.35%±1.93%vs.CK:13.12%±1.29%)。该教学模式通过“技术对比—实践验证—创新应用”的逻辑闭环,显著提升学生的科研认知深度、操作创新能力及科研思维,更有效衔接了FTIR技术原理与新农科土壤研究需求,优化了农业资源与环境实验课程结构,为新农科交叉型人才培养提供了可复制的实践路径。
关键词
新农科
实验教学改革
衰减全反射法
透射法
土壤官能团
学生参与
Keywords
New Agricultural Sciences
Experimental teaching reform
Attenuated total reflection method
Transmission method
Soil functional groups
Student participation
分类号
S151.9 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
静态箱/气相色谱法监测农田温室气体排放研究
被引量：
14
2
作者
吕凤莲
杨学云
赵冉
单晓玲
王九军
郑伟
张树兰
机构
西北农林科技大学
资源
环境
学院
农业部
西北
植物营养与农业
环境
重点
实验
室
西北农林科技大学资源环境学院资源与环境科学研究实验中心
出处
《实验技术与管理》
CAS
北大核心
2022年第9期15-24,共10页
基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JQ-288)。
文摘
农田温室气体减排是减缓全球变暖的一个重要举措,因此对气体排放通量的准确观测至关重要。静态箱/气相色谱法是测量土壤温室气体较为常用的方法,该研究通过比较气体样品在不同存储装置内存储不同时间对样品中CO、CH和NO浓度的影响,根据测试结果对气体样品采集和存储过程进行优化,确保样品数据的准确性。室内测试结果显示,若采样后气体样品在当天内测定,CO、CH和NO浓度在气袋和注射器中变化均较小,随着存储时间的延长气袋中样品浓度的稳定性更高;另外,气体浓度变化大小与存储装置内外气体的浓度差有关,表现为样品浓度较高的气体随着存储时间的延长变化也较大。利用该研究中优化的气体浓度分析流程和方法,开展农田小麦/玉米轮作体系有机无机肥配施下温室气体排放的观测研究,获得不同比例有机肥配施化肥处理下的NO排放量和作物产量,并得出该区有机肥氮替代75%化肥氮是保证作物产量和减少农田NO排放的最佳比例。
关键词
静态箱法
温室气体
存储装置
存储时间
农田N2O排放
Keywords
static chamber method
greenhouse gas
storage device
storage time
field ecosystem N2O emission
分类号
S3-3 [农业科学—农艺学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
新农科背景下土壤分析实验教学改革:ATR-FTIR与FTIR的比较研究
吕凤莲
单晓玲
李利敏
赵冉
郑伟
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
静态箱/气相色谱法监测农田温室气体排放研究
吕凤莲
杨学云
赵冉
单晓玲
王九军
郑伟
张树兰
《实验技术与管理》
CAS
北大核心
2022
14
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职称材料
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