植物营养研究方法 绪论 植物营养学科的建立与发展概况
植物营养学科的发展及其在国民经济中的作用
植物营养学科的发展及其在国民经济中的作用植物营养学是农业科学领域的一个重要学科，研究植物的营养需求、营养元素的吸收与利用以及提高植物营养的方法和途径。
在国民经济中，植物营养学的发展对于农业生产的提高、粮食安全以及农业可持续发展都起到了重要的作用。
首先，植物营养学对于农业生产的全面提高非常重要。
营养是植物生长发育过程中的一项重要条件，合理的营养供给是提高农作物产量和质量的基础。
植物营养学的研究可以了解植物对营养元素的需求、吸收与利用，进而研究不同作物的合理施肥技术和管理措施，实现高效的营养供给，提高农作物的生长速度、产量和品质。
其次，植物营养学对于粮食安全具有重要意义。
粮食安全是一个国家乃至整个人类社会面临的重要问题。
植物营养学的研究可以为提高农作物的产量和品质提供科学依据。
通过了解不同作物对营养元素的需求及其吸收利用规律，可以制定相应的施肥措施，并探索适合不同土壤条件和气候特点的农业生产技术，提高农作物的产量和抗逆性，从而提高粮食的生产能力，保障粮食供应的安全。
第三，植物营养学的发展对农业可持续发展至关重要。
农业可持续发展是农业生产方式的转型和升级，追求经济、社会和环境的协调发展。
植物营养学的研究可以通过优化施肥管理和提高养分利用效率，减少农田的养分损失，降低农业对环境的负面影响，实现农业可持续发展。
例如，通过采用精准施肥技术、循环农业原则和有机肥料等手段，可减少农业对土壤、水资源的污染，提高农田生态系统的稳定性和农业生产的可持续性。
此外，植物营养学对于农产品的质量和安全也有重要影响。
植物吸收的营养元素直接影响到农产品的营养含量和品质，而营养元素的过量或不足都会对农产品的安全性产生影响。
植物营养学的研究可以帮助了解不同营养元素与农产品质量、食品安全之间的关系，并探索相应的调控措施，提高农产品的质量和安全水平。
总之，植物营养学在国民经济中起着至关重要的作用。
通过研究植物的营养需求和吸收利用规律，植物营养学可为农业生产的提高、粮食安全的保障、农业可持续发展以及农产品质量和安全的提升提供科学依据和技术支持。
我国植物营养研究现状及发展趋势.
第一讲我领土壤 -植物营养研究的进展、现状及展望第一节国内外植物营养的研究现状及发展动向我领土壤 -植物营养的研究已有几十年的历史。
在这几十年中,广大土壤 -植物营养工作者经过勤劳奋动研究了我国不一样农业生态系统中氮、磷、钾三因素和中、微量营养元素以及一些有利元素的数目、形态和转变规律 , 商讨了影响其有效性的因子 , 提出了有效施用这些营养元素的土壤农化指标和农业技术举措, 确定了定量施肥的一些举措和方法。
与此同时 , 我领土壤 -植物营养工作者商讨了根际微域的营养特点。
近几年来 , 发掘植物潜力 , 利用植物营养遗传基因型的差异 , 提升作物对土壤和肥料养分利用的研究工作蓬勃展开。
研究工作有所长也有所短 , 有进步也有不足。
本文总结了这一方面的进展 , 指出了研究中的不足和问题所在 ,提出了此后研究的几个要点内容。
自 1840 年 Liebig 的矿质营养元素学说提出此后 ,研究土壤、植物和肥猜中的植物营养元素的形态、转变、动向和归宿以及其在植物体内的功能、代谢和调控 ,惹起了人们极大重视。
研究工作如雨后春笋 ,蓬勃发展 ,一门新的学科也应运而生:1921 年,苏联的普良尼式尼科夫提出了农业化学这一学科, 并明确界定它的内容是研究土壤、植物、肥料三者之间的关系。
可是 , 这一界定的农业化学并未被其他国家接受 , 不一样国家对这一术语有不一样理解。
解放前 ,我国的农业化学内容主要包含发酵和酿造 ,此刻日本的“农艺化学”也包含着这两方面的内容。
即便在前苏联 , 农业化学的内涵也未完好一致 , 第一版的许多专著中包含着农药在内。
在欧美国家 ,研究土壤、植物、肥料三者关系的内容向来包含在土壤科学之中。
直到近二三十年来 , 才有植物营养的专著问世。
解放后我国向来采纳普良尼式尼科夫定义 , 广泛应用农业化学这一术语 ; 直到近几十年 , 才宽泛地应用植物营养这一名词 , 不论叫农业化学 , 也不论叫土壤 -植物营养 ,在我国的看法基本是相同的。
《植物营养学原理》课程教学大纲
《植物营养学原理》课程教学大纲Principle of Plant Nutrition一、课程基本信息（一）知识目标：以提高土壤肥力为中心，研究和探索土壤肥力的发生发展规律，掌握不断提高土壤肥力的技术措施；— 1 —（二）能力目标: 研究植物的营养特点、肥料的性质，着重研究肥料在土壤中的转化过程及施肥技术。
（三）素质目标：课程紧跟本学科的发展，紧密联系生产实际，增强学生的专业技能。
三、基本要求（一）了解植物营养学在保护环境和维持生态平衡时的重要作用；（二）理解农业生产过程有关的土壤条件和施肥管理措施，从而对农业生产过程的改进提供科学的理论依据；（三）掌握植物营养学的基本概念和基本理论知识，弄清植物营养学的基本原理和各个肥力要素状况及其相互关系。
四、教学内容与学时分配第一章绪论3学时第一节植物营养学与农业生产知识点：一、植物营养学的概念二、植物营养学的作用三、植物营养学的任务第二节植物营养学的发展概况知识点：一、我国古代肥料科学的发展二、西欧植物营养学的发展---植物营养学的建立三、我国植物营养学的发展第三节植物营养学的研究内容和研究方法知识点：一、植物营养学的研究内容二、植物营养的研究方法— 2 —本章小结重点：植物营养学的概念、作用和研究内容难点：植物营养学的研究方法思考题：作业：植物营养学是如何一步步提出的，概述其发展历程。
建议教学方法：课堂讲授第二章植物营养与施肥原则5学时第一节植物必需营养元素第二节植物对养分的吸收第三节影响植物吸收养分的条件第四节施肥的基本原理第五节植物营养特性与施肥本章小结重点：必需营养元素的概念和种类；植物对养分的吸收、影响植物吸收养分的外界环境条件；植物营养特性与施肥原则。
难点：植物对养分的吸收。
思考题：植物的组成、必需营养元素的概念和种类；植物营养期、植物营养临界和最大效率期的概念养分离子向根部迁移的途径、植物对养分（离子态和有机态）吸收的途径特点；光照、温度、水分、通气、土壤反应、养分浓度和离子间的相互作用对植物吸收养分的影响；合理施肥的原则。
植物营养学研究中的新进展与应用前景
植物营养学研究中的新进展与应用前景植物营养学是研究植物获取所需养分并利用它们的过程，是农业科学和生态学中重要的研究领域。
随着科技的不断进步，植物营养学领域也迎来了新的发展和突破。
本文将介绍植物营养学研究中的新进展，并展望其在农业生产和生态环境保护中的应用前景。
一、新进展随着基因组学和分子生物学的发展，植物营养学研究也进入了基因水平的探索。
通过研究植物中与营养相关的基因，可以深入理解植物对养分的吸收、运输和利用过程。
例如，研究人员发现了一些调控植物对铁的吸收和利用的基因，并通过基因工程手段改良了植物对铁的利用效率。
这为解决植物营养不足的问题提供了新的思路。
此外，植物营养学研究还涉及土壤学、肥料学和植物生理学等多个学科的交叉。
近年来，研究人员在植物与土壤中微生物相互作用方面取得了一系列重要成果。
微生物可以通过分解有机物和固定氮气等方式提供植物所需的营养元素。
因此，研究植物和土壤微生物群落的相互关系对于提高农作物产量和土壤肥力具有重要意义。
二、应用前景植物营养学的研究成果在农业生产和生态环境保护中具有广阔的应用前景。
首先，在农业生产中，营养调控是提高作物产量和品质的重要手段之一。
通过研究植物对养分的吸收和利用机制，可以合理调整土壤中的养分供应，提高养分利用效率，减少肥料的使用量，降低农业对环境的负荷。
此外，通过基因工程手段改良作物养分吸收和运输的能力，可以培育出更具抗逆性和适应力的新品种。
这将有助于解决全球粮食安全和农业可持续发展等重大问题。
其次，在生态环境保护方面，植物营养学的研究成果对于土壤修复、水体净化和气候调节等方面具有重要意义。
例如，适当调整土壤中不同元素的比例可以改善酸性土壤和盐碱土等问题，提高土壤质量和农田生态系统的稳定性。
此外，研究植物对氮、磷等养分的吸收机制可以帮助减少水体富营养化问题，改善水质环境。
此外，植物对二氧化碳的吸收和固定具有减缓气候变化的潜力。
总之，植物营养学研究中的新进展为农业生产和生态环境保护提供了重要的科学支持和技术手段。
Chapter 1 植物营养学Introduction
法国的农业化学家布森高（Boussingautt,1802-1887) 是采用田间试验方法研究植物营养的创始人。1834 年在自己的庄园中创建了世界上第一个农业试验站。 通过试验确定了豆科作物可利用空气中的氮，提高 土壤的含氮量，并指出豆科作物在轮作中的作用。 （氮素营养学说）
直到1866年德国学者（赫锐格）研究根瘤菌，才找 到豆科作物固氮作用的合理解释
点评：
中国古代在植物营养和肥料方面有 丰富的经验，这在世界农业史上是 罕见的。但大多仅仅是经验的记述， 未能在理论上加以概括和提高，也 很少进行科学研究，又加上语言的 原因，因而未能在世界范围内产生 很大的影响，并发扬光大。
国际上植物营养学的早期探索：
•尼古拉斯（Nicholas,1401-1446) 是第一个从事植物营养研究的
古典时期
新古典发（19世纪）
现代植物营养 展时期
发展时期
（20世纪
（20世纪60年代以后）前半叶）
1、植物营养学研究的早期探索（？—1840）
中国古代在施肥方面的实践和理论：
•公元前1世纪汉朝《礼记•月令》中已有“烧草取灰，或沤草
作肥”的经验。
•公元265-316年，郭义恭《广志》有栽培绿肥肥田的记载。
3、最小养分律 (Law of the minimum nutrient)： 作物产量受土壤中相对含量最少的养分因子所控制，
产量高低随最小养分补充量的多少而变化，如果这个因子得 不到满足，即使增加其他的养分因子，作物产量也不可能提 高。
李比希的功绩
李比希的矿质营养学说的创立，标志着植物营养学作 为一门学科的真正建立，是植物营养学发展史上的一大里 程碑，并促进了化肥工业的兴起；
Potential food shortages
植物营养学1-12章
第一章绪论第一节植物营养学的基本概念一、植物营养学1. 含义：植物营养学是研究营养物质对植物的营养作用，研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律，以及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。
2. 植物营养学与农业生产理论指导→合理施肥→良好的营养环境→高产优质3. 主要任务：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。
简单来说，就是以植物营养原理为理论基础，以施肥或改良植物营养遗传特性为手段，达到高产、优质和高效的目的。
二、肥料(fertilizer)1. 含义：直接或间接供给植物所需养分，改善土壤性状，以提高作物产量和改善产品品质的物质。
2. 肥料在农业生产中的作用（1）提高农作物产量；（2）改良土壤，提高土壤肥力（包括土壤结构、土壤养分含量和比例、土壤反应、土壤生化特性等）（3）改善农产品品质：氮——提高谷类籽粒蛋白质和“必需氨基酸”的含量磷——改善糖料作物、淀粉作物、油料作物等的品质钾——对作物产量和品质的影响：钾充足，不但能使作物产量增加，而且可以改善作物品质，通常被称为“品质元素”如：①油料作物的含油量增加；②纤维作物的纤维长度和强度改善；③淀粉作物的淀粉含量增加；④糖料作物的含糖量增加；⑤果树的含糖量、维C和糖酸比提高，果实风味增加；⑥橡胶单株干胶产量增加，乳胶早凝率降低；3. 肥料的来源、分类和种类来源：人类生存环境中的资源；生活和生产的废弃物。
分类和种类：按组分分：有机肥和无机肥（矿质肥）按来源分：农家肥和商品肥按主要作用分：直接肥和间接肥按肥效快慢分：速效肥和迟效肥4. 肥料施用与环境和人的关系例子：氮素在环境中的行为第二节植物营养学的发展概况一、植物营养研究的早期探索1. 尼古拉斯(Nicholas)——15世纪，首位从事植物营养研究的人2. 海尔蒙特(Van Helmont)——1640年，柳条试验，“水的营养学说”3. 渥特沃(John Woodward)——土和盐都有营养作用4. 格鲁伯(J. R. Glauber)——硝有营养作用5. 泰伊尔(Von Thaer)——19世纪初期，“腐殖质营养学说”二、植物营养学的建立和李比希的工作（一）植物矿物质营养学说(1840年)要点：土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料，厩肥及其它有机肥料对于植物生长所起的作用，并不是由于其中所含的有机质，而是由于这些有机质在分解时所形成的矿物质。
植物营养研究方法知识点
绪论作物研究方法概述★试验研究：用人工的办法使欲研究的现象发生在便于研究的条件和环境中，以检验假设能否成立。
﹡生物试验法: 以生物体本身（以作物为主，也包括昆虫、病菌、土壤微生物、杂草等）为研究对象和材料，从生物体本身生育过程的反应作试验指标，研究有关生长发育的规律、某些因素的作用、某些技术的效果等。
●田间试验法●培养试验法(模拟培养试验)﹡理化分析法: 用物理、化学和生物化学等的方法控制试验条件（如示踪技术）及鉴别土壤、植物、气候和农业技术系统内的有关物理、化学、生理和生化现象。
★统计分析: 用数学逻辑研究总体变量的方法。
★调查研究: 就已有的事实进行观察与分析。
★模型研究: 计算机模拟程序(模拟植物)。
第一章试验研究概述第一节试验研究的种类及一般程序一、试验研究的种类★根据试验因素:试验因素：通过科学试验研究作用于事物的诸因素的效应时，必须在固定大多数因素的条件下才能研究一个或几个因素的作用，被固定的因子在全试验中保持一致，组成了相对一致的试验条件；被变动的一个或几个、有待于比较和研究其作用的因素，称为试验因素。
单因素试验复因素试验综合试验★根据对试验条件的控制程度: 培养试验田间试验★根据试验的规模:个体试验：只在一两个点上进行的试验叫个体试验。
群体试验：在统一组织下，按照统一的题目、统一的设计、统一的方法，在许多地点同时进行的试验。
★根据试验期限:（短期、中长期、长期定位）一季试验：在一个地段进行的试验，其期限仅为一季者为一季试验。
（须重复几年；但每年都需在新的地段上设置。
）多年试验：在固定的地段上，连续几茬作物或若干个轮作周期，进行系统研究的试验称为多年定位试验或定位试验。
★根据试验小区的面积:大型小区试验：凡试验小区的大小可以采用大田农业技术措施和管理方式的试验。
（0.5亩以上300；处理、重复少；示范）小区试验：小区的大小不可能完全采用大田管理方式的试验。
（0.1亩左右60—100；处理、重复较多）微型小区试验：小区面积一般为4平方米左右的试验。
植物营养学
植物营养学第一章绪论1.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。
2.第一个从事植物营养学的人：尼古拉斯3.采用田间试验方法研究植物营养的创始人：法国的农业化学家布森高4.英国洛桑农业试验站创始人：鲁茨5.植物营养学的奠基人及其三大学说：德国著名化学家李比希，三大学说：矿质营养学说，最小养分律、养分归还学说6.植物营养学的范畴及其主要的研究方法范畴：①植物营养生理学：营养生理学、产量生理学、逆境生理学；②植物根际营养；③植物营养遗传学；④植物营养生态学；⑤植物的土壤营养：土壤养分行为学、土壤肥力学；⑥肥料学及现代施肥技术研究方法：①生物田间试验法；②生物模拟法；③化学分析法；④数理统计法；⑤核素技术法；⑥酶学诊断法第二章大量营养元素1、植物必需营养元素的标准:必要性，专一性，直接性2、17种必须元素，哪些是大量、中量、微量，有益元素的概念及其对应的主要受益植物（1）必须营养元素分类：大量元素（0.1%以上）C、H、O 、N、P、K中量元素Ca、Mg、S微量元素(0.1%以下)Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、（Ni）（2）“有益元素”，也称“农学必需元素”：某些元素适量存在时能促进植物的生长发育；或者是某些特定的植物、在某些特定条件下所必需的。
（3）Si 水稻、小麦、大麦Na 甜菜Co 豆科固氮植物Al 茶树3、根际的概念及其范围根际：由于植物根系的影响而使其理化生物性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤。
根际的范围：1~5mm4、根系对养分的吸收及向根系迁移的方式（1）根系对养分吸收的过程包括：a.养分向根表面的迁移b. 养分进入质外体:指植物体内共质体以外的所有空间，包括细胞壁，细胞间隙和木质部空腔。
C. 养分进入共质体指原生质膜以内的物质和空间，包括原生质体，内膜系统及胞间连丝等。
（2）土壤养分向根部迁移的方式a.截获（Interception）是指根直接从所接触的土壤中获取养分而不通过运输。
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植物营养研究法的发展 概况和课程要求
为什么学习植物营养研究法
引入新课程 ? 学习植物营养研究法的目的 ? 学习植物营养研究法的意义
农化研究法与植物营养研究法的关系
? 前期叫农业化学 ? 后期叫植物营养 ? 侧重点不同还是其它原因？ ? 请大家思考
第一节 植物营养研究法的发展概况
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 。
“植物营养遗传学” 和“植物营养生态学” 都是21世纪人类重要的研究课题
Dennis Hoagland University of California
Emanuel Epstein : University of California
Von Thaer
Albrecht Thaer wurde 1752 in Celle (Niedersachsen) geboren. Er studierte in G? ttingen Medizin und lie? sich dann in seiner Heimat als Arzt nieder, wo er sehr erfolgreich praktizierte und bald zum k?niglichen Leibarzt und Stadtphysikus ernannt wurde.
营养元素生理学：研究养分元素的营养生理功能与养分的再循 环、再利用，养分的吸收、养分在植物体内的长距离与短距离 运输、养分的分配等； 产量生理学：研究主要农作物产量的形成、养分的分配和调节 过程、库-源关系及其在产量形成过程中的作用；研究利用各 种内外源激素或调节剂对产量形成过程的调控和机理； 逆境生理学：研究植物在旱、涝、盐碱、高温、寒冷、病虫害、 通气不良、营养不足或失调等逆境条件下的生理变异及适应性 变化规律，通过营养调节挖掘植物抗逆性的基因型潜力。
一、主要的研究范畴
? 1. 植物营养生理学主要研究 ：(1) 营养生理学 (2)产量生理学 (3) 逆境生理学
? 2. 植物根际营养 ? 3. 植物营养遗传学 ? 4. 植物营养生态学 ? 5. 植物的土壤营养主要研究： (1) 土壤养分行为学
(2) 土壤肥力学 ? 6. 肥料学及现代施肥技术
1. 植物营养生理学
9. 元素功能等方面研究： ① 深入理解了16种必需营养元素得营养生理作用； ② 明确了有益元素及其与有害元素间的差异； ③ 加强了中量元素得研究； ④ 认识了营养元素之间相互作用的重要性； ⑤ 微量元素的功能研究进展迅速； ⑥ 完善了养分跨膜运输理论，更新了许多传统概念
10. 根系研究工作进展迅速： ① 海得尔(Hiltner) 在1904年提出根际得概念； ② 德国马斯纳(H. Marschner) 自20世纪80年代以来，系
一、植物营养研究方法的早期建立
1. 布森高(Boussingault) －－1834年，开创了田间试验
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”
最小养分律示意图
三 植物营养研究法科近年来的发展趋势
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，最后建立起完整的学科 体系，它经历了植物营养研究的古典时期 (19世 纪)、新古典发展时期 (20世纪前半叶 )和现代植 物营养发展时期 (20世纪50年代以后)。在现代植 物营养发展时期，植物营养学科逐渐与其他学 科相互渗透，形成许多新的研究领域并获得大 量成果。经过长期积累并不断充实，植物营养 学已逐渐发展形成一门体系更为完整，内容更 加丰富，并具有现代科技特点的一门学科。
统地开展了植物根际营养的研究； 11. 创立“植物营养遗传学”：美国的爱泼斯坦(E. Epstien) 在 《植物的矿质营养》( 1972年)一书中详细叙述了植物营养遗传 性状；我国的严小龙等编著了《植物营养遗传学》，我校植物 营养遗传方面的研究在国内外处于领先地位
12. 提出“植物营养生态学”：研究植物－土壤及其环境的相 互关系；Rorison 在《植物矿质营养的生态问题》(1969)一书总 结了当时植物营养生态的研究成果；近年来环境保护更成为研 究的热点
第二节 植物营养学主要研究方法
植物营养学是农业生物学中的一个重 要分支。它是一门与多种学科相互联系、相 互交叉和相互渗透的学科。研究植物营养学 的最终目的在于以植物营养特性为依据，在 土壤供肥的基础上，通过施肥措施，为植物 提供良好的营养环境，在其他农业技术措施 的配合下，达到高产、优质、高效的综合效 果，并对环境质量和土壤培肥做出应有的贡 献。
二、李比希对植物营养研究法的贡献
杰出学者，光辉著作
－－纪念农业化学奠基者 尤·李比希逝世 110周年
(金善宝， 1983)
Justus von Liebig 1803-1873
最小养分律（1843年）
作物产量的高低 受土壤中相对含 量最低的养分所 制约。也就是说， 决植物根际营养 主要研究根－土界
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
6. 阿农(Arnon) 和斯道特(Stout) －－1939年，提出高等植物 必需营养元素的三条标准
鲁茨(Lawes) 英国洛桑试验站
7. 植物必需微量元素的发现和确定：1860，1922～1938，1954
8. 霍格兰(Hoagland) 和阿农(Arnon) －－ 20世纪20～30年代， 研究营养液中营养元素的比例和浓度，发表了许多标准的营养 液配方，沿用至今