植物营养1-绪论(2018.11)
植物营养绪论
一、 肥料在农业生产中的作用 肥料（fertilizer）
壤性质,提高土壤肥力功能的物质。 肥料包括无机肥料(化学肥料)和有机肥料。
是提供植物必需营养元素或兼有改变土 以提供植物养分为其主要功效的物料。
粮食的“ 粮食”----肥料
发展中国家施肥可提高粮食作物单产 55%—57%，总产30%—31%（FAO.1989） 我国1986—1990年粮食总产中有35%左 右是施用化肥的结果 （中国农业科学院土壤 肥料研究所,1986）
100多年来，植物营养学从零散的经验和现象描 述到揭示机理，最后建立完整的学科体系，经历了
古典时期
现代植物营养 发展时期
新古典发 （19世纪） 展时期
（20世纪 前半叶）
（20世纪50年代以后）
(四) 生长因子综合协调学说时期(1960年以后) 1. 植物生长所需要的或对它有益的物质和其 它生长条件; 2. 植物对营养物质的需要量(及其诊断测定); 3. 土壤肥力特性(及其诊断测定); 4. 不正确或过量施肥的危害; 5. 评价肥料作用(产量和质量等)的可信赖的 方法;
使用化肥，不论在发达国家还是发展中国家都 是最快、最有效、最重要的增产措施
中国农业持续发展的特殊性和艰巨性
中国有限的耕地资源（7%） 过多的人口压力（22%） 一方面，中国必须在有限的耕地上不断增加投入，不断提 高粮食产量； 同时又必须保护耕地资源，保护和改善农业生态环境,提 高人们的生活质量。 我国过去肥料结构 1993年肥料生产及消费氮磷钾比例为: 生产 世界 N：P2O5：K2O＝1：0.40：0.26 中国 N：P2O5：K2O＝1：0.27：0.008 使用 世界 N：P2O5：K2O＝1：0.40：0.26 中国 N：P2O5：K2O＝1：0.43：0.15
植物营养1
1．同等重要律和不可代替率：植物的必需营养元素对植物的生长发育都是不可缺少的，而且彼此之间是不能相互代替的，只要缺少一种营养元素，则植物的生长发育和新陈代谢就会受到影响。
2．拮抗作用：指一种营养元素抑制另一种营养元素吸收的生理作用。
Eg：NH4和Na，P和Ca3．16种必须营养元素：C,H,O,N,P,K{大量} Ca Mg S{中量} Fe Mn Zn Cu Mo B Cl{微量}4．重金属离子造成的植物毒害原因主要有：a.使植物酶活性钝化。
b. 抑制根细胞质膜上A TP酶的运输功能c. 抑制其他离子的吸收。
5．植物根系的三个重要功能：将植物固定在土壤中；吸收和运输养分及水分；分泌一些有机、无机成分给土壤。
6．根系密度：Lv=2M [Lv为根密度，M为三个主平面上每平方厘米穿过的根轴数]7．根部吸收养分最活跃：根毛区越接近根尖养分的吸收力越强。
8．植物根系吸收养分的形态：离子态、有机态、分子态9．养分迁移到根表的方式：截获、质流、扩散。
截获：指根系伸展与土壤中直接与养分接触并吸收养料。
质流：由植物的蒸腾作用而引起的，蒸腾作用越强土壤养分靠质流作用到达根系的数量越多。
影响因素：气候条件和植物本身年龄大小。
长距离内质流是补充根表土壤养分的主要形式，短距离内是离子扩散。
扩散：由于根系从土壤中吸收养分与土壤之间造成浓度差，使离子向低浓度的地方流去。
影响因素：土壤溶液中养分浓度、土壤水分含量。
根系的表面积和离子本身扩散系数。
10．植物对离子态养分的吸收方式：被动和主动。
被动吸收的特点：离子进入时很短的时间就与外部溶液达到平衡、此过程是不需要能量的非新陈代谢的过程、根系对进入的离子没有选择性、离子在外层空间呈游离态或吸附性。
形式：简单扩散、杜南扩散、离子代换。
主动吸收：利用呼吸作用产生的能量，逆浓度差、有选择性的吸收养分的过程。
特点：逆浓度差吸收。
与植物呼吸作用有关、有选择性、有专一性的载体11．叶部营养的意义及特点：叶部营养是根部营养的辅助，通过叶面为作物提供营养的方式。
植物营养
张富锁（2004）
肥料施用量(万吨）
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1975 1978 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 化肥用量 粮食总产 粮食单产
70000 65000 60000 55000 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000
45.0 110.0 25.0 55.0 30.0 25.0 45.0 25.0 25.0 65.0 40.0 30.0 30.0 40.0 0.0 20.0 65.0 75.0 75.0 50.0 50.0 40.0 40.0 20.0 30.0 0.0 30.0 35.0 65.0 50.0 80.0 35.0 70.0 40.0 65.0 32.0 2.5
1975年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化
粮食总产（万吨）、单产（kg/10hm2）
4500
75000
二、培肥土壤
培肥土壤，说到底就是提高土壤在无肥条 件下的生产力。而连续系统的施用肥料，则是 提高地力，即无肥条件下的生产力的有效方式。 每次投入农田的化肥，除了作物吸收利用 和其它损失外，有相当数量的养分残留于土壤 中(N约为30%，P约70%，K约为40%)。使得土 壤有效养分增加，土壤肥力提高。
TOTAL
2690.2 150.8 1400.0 168.5 231.0 243.0 1123.9 5528.0 92.5 148.9 3775.7 175.7 667.8 21152.3 1672.0 400.0 750.1 3207.6 6511.0 3514.3 5783.2 30171.5 587.1 500.0 689.9 1368.0 9221.9 698.4 1056.5 804.9 83.0 1134.6 1489.8 8920.7 867.2 28980.7 11171.5
植物营养知识点总结
植物营养知识点总结植物营养是指供给植物生长和发育所需的营养物质和能量的过程。
了解植物营养知识对于优化植物生长和提高农作物产量至关重要。
本文将总结几个重要的植物营养知识点，助您更好地了解植物的营养需求和相应的管理方法。
一、植物的主要营养元素植物主要需要氮（N）、磷（P）、钾（K）这三种元素，被称为植物的主要营养元素。
氮元素参与植物的生长、光合作用和蛋白质合成等过程；磷元素则对植物的能量转移、DNA合成和根系发育等起重要作用；而钾元素则是调节植物的渗透压、促进养分吸收和提高植物抗病能力的关键。
除了主要营养元素外，植物还需要微量元素，如铁、锌、铜等。
微量元素虽然需求量较小，但对植物的正常生长和发育同样不可或缺。
二、植物营养的形态吸收植物从土壤中吸收养分的形态主要分为离子形态和螯合形态两种。
离子形态的养分以带电的离子状态存在，如氮元素以硝酸盐（NO3-）和铵盐（NH4+）形式吸收；磷元素以磷酸盐（H2PO4-）和亚磷酸盐（HPO42-）形式吸收；而钾元素则以钾离子（K+）形式吸收。
螯合形态的养分则通过植物根部和土壤微生物的相互作用来吸收。
例如，铁元素会与螯合物形成络合物，然后被植物吸收利用。
三、植物养分的缺乏和过量症状植物营养的缺乏和过量都会对植物的生长和产量产生负面影响。
以下是一些常见的植物养分缺乏和过量的症状：1. 氮元素缺乏：植物叶片逐渐变黄，生长缓慢，幼嫩叶片呈现绿色。
2. 磷元素缺乏：叶片呈紫红色、暗绿色，根系生长不良，植株矮小。
3. 钾元素缺乏：叶缘呈现干枯、焦痂状，叶片边缘出现焦黄斑。
4. 微量元素缺乏：铁元素缺乏时，叶片出现黄化或白化症状；锌元素缺乏则导致叶片出现白斑和褪绿症状。
5. 养分过量：氮元素过量会导致植物长势过旺，易发生病虫害；磷元素过量会抑制植物吸收其他营养元素；钾元素过量则会抑制植物的吸收和利用其他元素。
四、植物养分管理的方法为了保证植物获得足够的营养，可以采取以下管理方法：1. 肥料施用：合理施用含有各种营养元素的肥料，确保植物的养分供应。
植物营养
植物营养：植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，并用以维持其生命活动，即称为植物营养营养元素：植物体所需的化学元素即称为营养元素。
必需营养元素:植物生长发育所必需的营养元素称为必需营养元素。
植物营养学：植物营养学是研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。
肥料：肥料是人们用以调节植物营养与培肥改土的一类物质。
有“植物的粮食”之称。
肥料学：研究肥料性能及其制造（生产）、施用等理论和技术的科学。
包括研究肥料对植物营养和土壤肥力的关系，各种肥料的成分、性质和用法，积肥、造肥、保肥、种植绿肥以及施肥的原则、制度、方法等。
同等重要律:必需营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要的不可代替律:任何一种营养元素的特殊功能都不能为其它元素所代替。
吸收: 是指营养物质由介质进入植物体内的过程离子通道是另一种吸收养分的形式，它也是由一类离子载体组成的，如由两个短秆菌肽A 组合在一起即为一个离子通道，允许K+ 、Na+通过，而不允许Cu2＋、Mg2+通过。
根外营养:植物通过地上部分器官吸收养分并进行代谢的过程，称为根外营养。
根外追肥：在生产上把肥料配制成一定浓度的溶液，喷洒在植物的叶、茎等根外器官上称根外追肥。
根外营养器官主要是茎和叶而且最主要是叶片，所以根外营养其实质是指叶部营养。
养分全量:指某种营养元素在土壤中有效和无效态含量的总和。
有效养分：指植物可以直接吸收利用的那部分养分,包括水溶性、交换性、弱酸溶性。
生理酸(碱)性肥料: 由于植物选择性吸收肥料中的某一离子,而使土壤pH降低（或升高）的肥料称之。
养分效率：某个基因型在一定的养分供应条件下，获得高产的能力。
养分效率包括：（1）养分吸收效率：植物吸收养分占养分总供给量的比率。
（2）养分运输效率：植物根系收的营养物质通过根部的短距离运输、木质部和韧皮部的长距离运输和分配达到代谢部位的效率。
（3）养分利用效率：植物体内单位养分所生产的干物质量或生物量。
植物营养研究方法 绪论ppt课件
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3. 化学分析法
研究植物、土壤和肥料体系内营养物质 含量、形态、分布与动态变化的必要手段， 是进行植物营养诊断所不可少的方法。
在大多数情况下，此法 应与其它方法结合运用，但 手续繁多，工作量大。近十 几年来，有各种自动化测试 仪器相继问世，从而克服了 这一缺点。
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4. 数理统计法
2. 鲁茨(Lawes)－－1843年创立英国洛桑试验站
3. 萨克斯(Sachs)和克诺普(Knop)－－1860年和1861年，水 培试验研究的先躯
4. 普良尼施尼柯夫－－20世纪初，主张把植物－土壤－肥 料联系起来研究，提出“肥肥土，土肥苗”的观点，形成 了“生理学路线的农业化学派”
5. 罗宗洛－－20世纪20～30年代，在氮素营养及微量元素 方面做了大量工作
土壤养分行为学：土壤中各种养分的形态、含量、 吸附固定等转化和迁移的规律；有效养分的形态、 形成过程及影响因素；各种养分的生物有效性以及 土壤肥力水平与植物营养的关系；
土壤肥力学：研究在农业耕作条件下，施肥对土壤 肥力演变的影响；阐明维持和提高土壤肥力的农业 措施与影响条件。
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6. 肥料学与现代施肥技术
指导试验设计，检验试验数据； 帮助试验者评定试验结果的可靠性；作出 正确的科学结论。
计算机技术的应 用，可进行大量数据 处理，可进行数学模 拟，建立数学模型等。
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5. 核素技术法（同位素示踪技术法）
利用放射性和稳定性同位素的示踪特性，揭 示养分运动的规律；
缩短试验进程，解决其它试验方法难以深入 的问题。
我国农业生产的历史悠久，在施用肥 料促进植物生长方面积累了丰富的经验， 但对植物营养科学理论的探索，最早是从 西欧开始的。当时，科学家研究植物营养 主要是围绕着植物生长发育究竟需要什么 物质，所需的物质是矿物质养分还是有机 物质养分等间题进行的 。
植物营养概述
钾主要分布在代谢活跃 的器官和组织中，禾谷类作 物中茎叶>籽粒。在体内有 较大的移动性，随作物生长， 不断由老组织向新生幼嫩部 位转移，再利用率高，缺乏 症也从老叶开始发生。
二、钾的营养功能
（一） 促进酶的活化
生物体中约有60多种酶需要钾 离子作为活化剂。钾所能活化的酶 分别属于合成酶类，氧化还原酶类 和转移酶类，参与糖代谢，蛋白质 代谢与核酸代谢等生物化学过程。
（二）氨的吸收与利用
NH4-N NO3-N
铵态氮是以NH4＋还是NH3形态被吸收目前还 不清楚。Epstein（1972）认为NH4＋-N吸收的机理 与K＋相似，两者有相同的吸收载体，因而NH4＋ 与K＋出现竞争效应；Dejaere和Neirenckx（1978） 认为，NH4＋-N是与H+进行交换而被吸收，所以介 质会变酸；Heber(1974)认为是以NH3形式被吸收 的，NH3进入植物体内比电中性分子（水分子除外） 要快1000倍。
两个重要的定律
同等重要律:
必需营养元素在植物体内不论数量多 少都是同等重要的。
不可代替律:
任何一种营养元素的特殊功能都不能 为其它元素所代替。
(二)有益元素
在16种营养元素之外，还有一类营 养元素，它们对一些植物的生长发育具 有良好的作用，或为某些植物在特定条 件下所必需，但不是所有植物所必需， 人们称之为“ 有益元素”。 其中主要包括： Si Na Co Se Ni Al 等。
水稻Si、固氮作物Co、甜菜Na等。
按其生化作用和生理功能进行分类
营养元素
第一组 C、H、 O、N、 S 第二组 P、B、 Si 第三组 K、Na、 Mg、Ca、 Mn、Cl 第四组 Fe、Cu、 Zn、Mo
吸收形态
植物营养学(课件)
《植物营养学》第一节植物营养性状的基因型差异第二节植物养分效率差异的生理学和遗传学基础(Part1Part2)第三节植物营养遗传特性的改良途径第一节肥料的科学施用第二节肥料的科学管理(Part1Part2)第十一章植物对逆境土壤的适应性第一节酸性土壤 (Part1Part2Part3Part4)第二节盐渍土 (Part1Part2)第三节石灰性土壤 (Part1Part2)第四节渍水和淹水土壤第一章绪论第一节植物营养学与农业生产绿色植物的显著特点是其根或叶能从周围环境中吸取营养物质，并利用这些物质建造自身的躯体或转化为维持其生命活动所需的能源。
植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，并用以维持其生命活动，即称为营养。
植物体所需的化学元素称为营养元素。
营养元素转变（合成与分解）为细胞物质或能源物质的过程称为新陈代谢。
实质上，营养元素是代谢过程的主要参与者。
这表明植物营养与新陈代谢过程是紧密相关的。
植物营养学是研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。
或者说，植物营养学的主要任务是阐明植物体与外界环境之间营养物质交换和能量交换的具体过程，以及体内营养（养分）物质运输、分配和能量转化的规律，并在此基础上通过施肥手段为植物提供充足的养分，创造良好的营养环境，或通过改良植物遗传特性的手段调节植物体的代谢，提高植物营养效率，从而达到明显提高作物产量和改善产品品质的目的。
我国是一个人口众多的国家，粮食生产在农业生产的发展中占有重要位置。
粮食生产不仅是为了解决吃饭问题，而且也要为副食品生产、畜牧业、养殖业以及工业生产（糖、酒等）提供原料。
通常，增加粮食产量的途径是扩大耕地面积或提高单位面积产量。
根据我国国情，继续扩大耕地面积的潜力已不大，虽然我国尚有许多未开垦的土地，但大多存在投资多、难度大的问题。
这就决定了我国粮食增产必须走提高单位面积产量的道路。
新中国成立以来，特别是1957年以后，我国化肥工业有了突飞猛进的发展，由于化肥生产量和化肥进口数量的逐年增加，粮食总产量也随之迅速上升（图1-1）。
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一、植物营养学概念
研究植物对营养物质吸收、运输、转化和利用 的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交 换的科学。
植物营养学的主要任务
1、阐明植物与外界环境间营养物质和能量的交换过程； 2、阐明植物体内营养物质的运输、分配和转化规律； 3、通过施肥手段，为植物创造良好的营养环境； 4、通过改良植物营养性状，提高植物的营养效率和对营
407 305 214
640 533 560 600
470
100 1961 1969 1977 1985 1993 2001 2009 2017 2025
上世纪90年代以来，化肥用量持续大幅增加，粮食增产缓慢
600
512
500
粮食产量 肥料用量
400
382
300
238
200
136
139
165
100 100
量、改善果蔬色泽、风味，贮藏和加工性能。
植物的营养成分---肥料
C
N
H
Fe
Cl
Mo
S Mg
P
O
Mn B
Cu
Zn
Ca
K
全球微量元素缺乏分布
> 30亿人口面临微量元素缺乏影响
微量元素缺乏危害
Iodine: 白痴病 (IQ) Vitamin A: 夜盲症, 免疫力下降 Iron: 贫血，免疫力下降 Zinc: 发育迟缓，降低维生素A吸收和转化 Ca：软骨病 ……
每公斤养分所增产的粮食不 及世界的1/2，美国的1/3
玉米施肥量和产量比较
玉米产量 (t/ha)
60 50 40 30 20 10
0 China
10
8
6
施氮量
4
256
2
0 Ch in a
USA
138
USA
农业化学
学
植物营养与肥料
科
发
展
植物营养原理
植物营养学
课程内容
第一讲 绪论 第二讲 植物养分吸收、运输 第三讲 植物氮素营养 第四讲 植物磷素营养 第五讲 植物钾素营养 第六讲 植物钙、镁、硫营养 第七讲 植物微量元素营养 第八讲 植物营养生态及遗传
养胁迫的适应性； 5、通过合理施肥，改善生态环境； 6、提高作物产量和改善农产品品质。
目的：提高产量，改善品质, 减轻环境污染。
二、植物营养学与农业生产的关系
1、肥料在农业生产中的作用－增产
Million ton
700
600
500
百
万 400
吨
300
200
Gra粮in食d需em求a量nd Gra粮in食p总ro产du量ction
100
0 1980
1990
2000
2010
世界粮食短缺分布
土地
？ 人口
粮食
肥料的必要性
食 物 链
营养物质
施肥在粮食增产中的贡献 ？
据联合国粮农组织（FAO）统计:
• 在1950－1970年的20年中，世界粮食增产近1倍， 其 中因播种面积增加而增加的产量占22％，因单位面积 产量增加所增加的产量占78％。而在各项增产因素中 增施化肥要起30－50％的作用（一般可按40％估计）
课程主要任务
植物营养学课程构成 植物养分吸收、运输、转化、利用特征 植物营养特性（大量、中微量元素） 植物养分缺乏及初步诊断 肥料的特性、施用方法
第一讲 绪论
主要内容
• 植物营养学的目的与任务 • 植物营养学与农业生产 • 植物营养学科发展概况 • 植物营养学的范畴及其主要研究方法
第一节 植物营养学的目的与任务
粮食生产靠大量消耗资源来支撑
粮食总产（亿吨）粮食播种面积(亿公顷)
粮食总产（亿吨）
粮食总产（亿吨） 粮食总产（亿吨）
化肥用量（千万吨） 农膜用量/农药用量(万吨)
(Shen et al.,Global Food Security,2012)
7
290
粮食需求
10
300
6 270
9
250
8
250
5 230 210
1985
1984
1991
1990
1997
1996
2003
2002
2009
2008
2015 2014
2021 2020
我国农业发展20走过了一条高投入、高资源环境代价的道路 0
资源投入持续增1 加、7 产1量3 徘1徊9 、25效率31下降37 、环43 境问题凸现
我国以占世界的9%的耕地，用去了世界35% (2015) 的化肥，单位面 积用量是世界平均水平的单位面积用量是世界平均水平的3.7倍。
过量施用化肥
太湖不再 碧波荡漾
A Global Issue – China’s Food Security
Lester Brown
1994 • Who will Feed China?
2008 • Will China Starve the World?
2011 • Can the United States Feed China?
化肥消费量(万吨) 化肥用量(kg/ha)
16000 14000 12000 10000
8000 6000 4000 2000
0
世界
中国
500 400 300 200 100
0
世界
中国
我国肥料利用效率低、施肥效益下降
每公斤养分所增加的粮食 (kg/kg)
氮肥当季回收率30%-35％， 低于发达国家20个百分点
Iron
> 2 billion people affected
Iron 缺乏
Calcium 缺乏(孟加拉国) Rickets（软骨病, 佝偻病）
植物营养学
李廷强 教授 浙江大学环资学院
植物营养学
李廷强
电话: 88982518 E-mail: litq@ 办公地址：农生环组团B519
为什么要学植物营养学？
过量施氮也会降低产量：一亩地多用了3公斤氮肥的效果
过量施用化肥现象
小麦季氮肥施用量：280－450 kg/ha 玉米季氮肥施用量：200－350 kg/ha
4 190 170
3 150
粮食产量
6000 180 5000
7
6
200
化肥用量
5
灌溉面积
农膜用量
4
150
2 130 110
1 90 70
0 50
160 4000 140
3000 120
100 2000
80 1000 60
农药用量
3
2
100
粮食面积
1
0
50
1961
1967
194073
01979 1978
• 数以10万计的田间试验结果表明，每公斤化肥平均 可增产8－12kg粮食；4－8kg油料；3－6kg棉花。
• 施化肥增加的农产品价值是化肥投资的4.8倍。
2、肥料在农业生产中的作用－改善品质
营养品质 卫生品质
商品品质
N：果实大小、色泽，蛋白质和氨基酸含量。 P：促进果实和种子的成熟和含磷物质含量。 K：品质元素, 提高蔗糖、淀粉、脂肪、维生素和矿物质含