植物營養(yǎng)學(xué)課件

植物營養(yǎng)學(xué)PLANTNUTRITION1植物營養(yǎng)學(xué)PLANTNUTRITION1選用課本：植物營養(yǎng)學(xué)（上、下冊）參考書：

植物營養(yǎng)與肥料（浙農(nóng)大） 農(nóng)業(yè)化學(xué)（總論）（中國農(nóng)大） 高級植物營養(yǎng)學(xué)（廖紅、嚴小龍）

參考期刊：植物營養(yǎng)與肥料 土壤與肥料 磷肥與復(fù)肥

JournalofPlantNutrition PlantandSoil FertilizerResearch2選用課本：植物營養(yǎng)學(xué)（上、下冊）2授課大綱第一章緒論第二章植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收第三章營養(yǎng)物質(zhì)在植物體內(nèi)的運輸和分配第四章土壤養(yǎng)分生物有效性第五章礦質(zhì)營養(yǎng)與植物生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系第六章植物對逆境土壤的適應(yīng)性第七章植物營養(yǎng)性狀的遺傳學(xué)特性與改良3授課大綱3第八章植物的氮素營養(yǎng)與氮肥第九章植物的磷素營養(yǎng)與磷肥第十章植物的鉀素營養(yǎng)與鉀肥第十一章植物的鈣、鎂、硫、硅營養(yǎng)與 鈣、鎂、硫、硅肥第十二章植物的微量元素營養(yǎng)與微量元素肥料第十三章復(fù)混肥料第十四章有機肥料4第八章植物的氮素營養(yǎng)與氮肥4第一章 緒論主要內(nèi)容

基本要求植物營養(yǎng)學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境的關(guān)系掌握基本概念植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展概況 掌握李比希的三個學(xué)說植物營養(yǎng)學(xué)的范疇及研究方法

了解5第一章 緒論主要內(nèi)容 第一節(jié)

植物營養(yǎng)學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境的關(guān)系一、基本概念1.植物營養(yǎng)：植物體從外界環(huán)境中吸取其生長發(fā)育所需的養(yǎng)分，用以維持其生命活動的過程。2.營養(yǎng)元素：植物體用于維持正常新陳代謝完成生命周期所需的化學(xué)元素。6第一節(jié)63.植物營養(yǎng)學(xué)(plantnutrition)

植物營養(yǎng)學(xué)是研究營養(yǎng)物質(zhì)對植物的營養(yǎng)作用，研究植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、運輸、轉(zhuǎn)化和利用的規(guī)律，以及植物與外界環(huán)境之間營養(yǎng)物質(zhì)和能量交換的科學(xué)。營養(yǎng)物質(zhì) 植物 環(huán)境

營養(yǎng)作用 營養(yǎng)物質(zhì)和吸收運輸轉(zhuǎn)化利用 能量交換73.植物營養(yǎng)學(xué)(plantnutrition)營養(yǎng)物質(zhì)

4.肥料(fertilizers)

直接或間接供給植物所需養(yǎng)分，改善土壤性狀，以提高作物產(chǎn)量和改善產(chǎn)品品質(zhì)的物質(zhì)。

5.肥料學(xué)(Fertilization)

研究肥料性能及其積制、施用等理論和技術(shù)的科學(xué)。包括研究肥料對作物營養(yǎng)和土壤肥力的關(guān)系，各種肥料的成分、性質(zhì)和用法，積肥、造肥、保肥、種植綠肥以及施肥的原則、施肥制度、各種作物的施肥方法等。84.肥料(fertilizers)81.提高農(nóng)作物產(chǎn)量2.改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)

3.改良土壤，提高土壤肥力

4.發(fā)揮良種的增產(chǎn)潛力5.補償耕地不足

二.植物營養(yǎng)與肥料在農(nóng)業(yè)中的作用91.提高農(nóng)作物產(chǎn)量二.植物營養(yǎng)與肥料在農(nóng)業(yè)中的作用91.提高農(nóng)作物產(chǎn)量

糧食的“糧食”----肥料盡管農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依賴于諸多的自然與社會條件；依賴于作物品種、水利、植物保護等多種農(nóng)業(yè)技術(shù)的進步，但肥料的種類和數(shù)量是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的基本因素。聯(lián)合國資料：50%西歐：40-65%美國單產(chǎn)增加的原因：50-60%是肥料中國52.35%（1978-1984），水稻40.8%，小麥56.6%，棉花48.6%，油菜64.4%黃土高原地區(qū)平均46.63%，最高達79.86%；小麥57.25%，玉米41.97%，水稻38.69%。（彭琳）使用化肥，不論在發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都是最快、最有效、最重要的增產(chǎn)措施。101.提高農(nóng)作物產(chǎn)量

糧食的“糧食”----肥料10表1中國古代糧食產(chǎn)量與肥料之關(guān)系（奚振邦，1998）11表1中國古代糧食產(chǎn)量與肥料之關(guān)系（奚振邦，1998）11表2我國化肥、谷物產(chǎn)量與人均糧食量12表2我國化肥、谷物產(chǎn)量與人均糧食量12表3我國氮、磷、鉀化肥的增產(chǎn)效果（1981-1983）（林葆，1998）13表3我國氮、磷、鉀化肥的增產(chǎn)效果（1981-1983）（450004000035000300002500020000150001000050001000144500014張福鎖（2004）15張福鎖（2004）152.改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)（外在、內(nèi)在、衛(wèi)生）162.改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)（外在、內(nèi)在、衛(wèi)生）161717181819192020鉀對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

鉀充足，不但能使作物產(chǎn)量增加，而且可以改善作物品質(zhì)，如：1.油料作物的含油量增加2.纖維作物的纖維長度和強度改善3.淀粉作物的淀粉含量增加4.糖料作物的含糖量增加5.果樹的含糖量、維C和糖酸比提高，果實風(fēng)味增加6.橡膠單株干膠產(chǎn)量增加，乳膠早凝率降低鉀－－通常被稱為“品質(zhì)元素”21鉀對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

鉀充足，不但能使作物產(chǎn)量增加，而且3.改良土壤，提高土壤肥力培肥土壤，說到底就是提高土壤在無肥條件下的生產(chǎn)力。而連續(xù)系統(tǒng)的施用肥料，則是提高地力，即無肥條件下的生產(chǎn)力的有效方式。每次投入農(nóng)田的化肥，除了作物吸收利用和其它損失外，有相當數(shù)量的養(yǎng)分殘留于土壤中(N約為30%，P約70%，K約為40%)。使得土壤有效養(yǎng)分增加，土壤肥力提高。223.改良土壤，提高土壤肥力培肥土壤，說到底就是提高土壤在無肥4、發(fā)揮良種的增產(chǎn)潛力

高產(chǎn)品種是對肥料高效應(yīng)品種，也就是能吸收利用更多養(yǎng)分，并將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)量的品種。如現(xiàn)代良種的需肥量和吸肥量大于地方傳統(tǒng)品種。如雜交水稻、雜交玉米的施肥量大于常規(guī)品種。雜交晚稻較常規(guī)晚稻多吸收氮21-54千克/公頃，P2O51.5-15千克/公頃，K2O19.5-67.5千克/公頃。234、發(fā)揮良種的增產(chǎn)潛力

高產(chǎn)品種是對肥表4良種和地方種小麥對養(yǎng)分吸收的差異24表4良種和地方種小麥對養(yǎng)分吸收的差異245、補償耕地不足

增加施肥量能提高作物產(chǎn)量，可以在較小面積的耕地上收獲較多的農(nóng)產(chǎn)品。因此，對農(nóng)業(yè)增加化肥施用量，實質(zhì)上與擴大耕地面積的效果相似。在人多地少的國家無一不是借助增加投肥量來謀求提高作物單產(chǎn)，彌補其耕地的不足。255、補償耕地不足增加施肥量能提高作物表5幾個國家的化肥投入與谷物產(chǎn)量的比較（國際糧農(nóng)組織年鑒，1990）26表5幾個國家的化肥投入與谷物產(chǎn)量的比較（國際糧農(nóng)組織年鑒，三.植物營養(yǎng)與肥料和環(huán)境的關(guān)系積極意義。。。。。。然而大量研究結(jié)果與生產(chǎn)實踐卻已證實，肥料使用或處理不當，會污染生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致人體健康受到威脅。27三.植物營養(yǎng)與肥料和環(huán)境的關(guān)系積極意義。。。。。。27氮素肥料可能引起的環(huán)境污染

氨的揮發(fā)和反消化脫氮對大氣環(huán)境的污染；氮素的淋失對地表水和地下水環(huán)境的污染；氮素引起的農(nóng)產(chǎn)品、尤其是食品中硝酸鹽的富集。磷素肥料可能引起的環(huán)境污染

磷素隨地表徑流造成地下水的富營養(yǎng)化；磷素生產(chǎn)過程中引起的大氣氟污染；施用時可能帶來重金屬鎘的污染，放射性核素污染。28氮素肥料可能引起的環(huán)境污染28植物靠什么生長?植物與環(huán)境的關(guān)系?如何提高植物的產(chǎn)量和品質(zhì)?……29植物靠什么生長?29？化肥、有機肥土壤根際作物優(yōu)化生產(chǎn)投入養(yǎng)分產(chǎn)量品質(zhì)環(huán)境30？化肥、有機肥土壤根際作物優(yōu)化生產(chǎn)投入養(yǎng)分產(chǎn)量30主要任務(wù)

闡明植物體與外界環(huán)境之間營養(yǎng)物質(zhì)交換和能量交換的具體過程，以及體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)運輸、分配和能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上通過施肥手段為植物提供充足的養(yǎng)分，創(chuàng)造良好的營養(yǎng)環(huán)境，或通過改良植物遺傳特性的手段調(diào)節(jié)植物體的代謝，提高植物營養(yǎng)效率，從而達到明顯提高作物產(chǎn)量和改善產(chǎn)品品質(zhì)的目的。

簡單來說，就是以植物營養(yǎng)原理為理論基礎(chǔ)，以施肥或改良植物營養(yǎng)遺傳特性為手段，達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效的目的。31主要任務(wù)31第二節(jié)植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展概況一、植物營養(yǎng)研究的早期探索尼古拉斯(Nicholas)15世紀，首位從事植物營養(yǎng)研究的人(植物吸收養(yǎng)分與吸收水分的過程有關(guān))2.海爾蒙特(VanHelmont)1643年－1648年，

柳條試驗32第二節(jié)一、植物營養(yǎng)研究的早期探索321648年74.4kg1643年2.3kgH2O“水的營養(yǎng)學(xué)說”VanHelmont’swillowtreeexperiment331648年74.4kg1643年2.3kgH2O“水的3.渥特沃(JohnWoodward)－－

土和鹽都有營養(yǎng)作用，水培實驗JohnWoodward’sMintExperiment(1699)500400300200100RainwaterDitchwaterSoilwaterOriginalplantweight Finalplantweight (after56days)343.渥特沃(JohnWoodward)－－

RainwaterSoilwater35RainwaterSoilwater354.格魯伯(J.R.Glauber)－－硝有營養(yǎng)作用5.波義爾（RobertBoyle）－－碳素營養(yǎng)學(xué)說6.泰伊爾(VonThaer)－－19世紀初期“腐殖質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說”該學(xué)說認為： 土壤肥力取決于腐殖質(zhì)的含量，因此腐殖質(zhì)是土壤中植物養(yǎng)分的唯一來源，礦物質(zhì)不過起間接作用，以加速腐殖質(zhì)的轉(zhuǎn)化和溶解，使之成為易被植物吸收的物質(zhì)。36該學(xué)說認為：36VonThaer腐殖質(zhì)學(xué)說AlbrechtThaerwurde1752inCelle(Niedersachsen)geboren.ErstudierteinG?ttingenMedizinundlie?sichdanninseinerHeimatalsArztnieder,woersehrerfolgreichpraktizierteundbaldzumk?niglichenLeibarztundStadtphysikusernanntwurde.37VonThaerAlbrechtThaerwurde二、植物營養(yǎng)學(xué)的建立

和李比希(Liebig)的工作38二、植物營養(yǎng)學(xué)的建立 和李比希(Liebig)的工作3

Giessen'suniversity(withmorethan21,000students)hasalongandinterestinghistory.Itwasfounded1607.Theofficialname"Justus-Liebig-University"stemsfromthefamousGerman"JustusvonLiebig",whobecameprofessorinGiessenattheageof21andwhotaughtintheagriculturalchemistrydepartmentfor28years.JustusvonLiebig1803-187339Giessen'suniversity(wi1.植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說（1840年，《化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)上的應(yīng)用》）要點：土壤中礦物質(zhì)是一切綠色植物唯一的養(yǎng)料，廄肥及其它有機肥料對于植物生長所起的作用，并不是由于其中所含的有機質(zhì)，而是由于這些有機質(zhì)在分解時所形成的礦物質(zhì)。意義：①理論上，否定了當時流行的“腐殖質(zhì)學(xué)說”，說明了植物營養(yǎng)的本質(zhì)；是植物營養(yǎng)學(xué)新舊時代的分界線和轉(zhuǎn)折點，使維持土壤肥力的手段從施用有機肥料向施用無機肥料轉(zhuǎn)變有了堅實的基礎(chǔ)；

②實踐上促進了化肥工業(yè)的創(chuàng)立和發(fā)展；推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。401.植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說40李比希的礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說不僅為植物營養(yǎng)學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)，也為農(nóng)業(yè)化學(xué)和化肥工業(yè)的建立和發(fā)展提供了理論依據(jù)。1842年英國的魯茨取得了過磷酸鈣的制造專利1855年德國開采鉀鹽礦，1860年廣泛施用1903年挪威為電弧法生產(chǎn)硝酸鹽1913年德國發(fā)明家哈卜發(fā)明了合成氨技術(shù)，達到促進了氮肥工業(yè)的發(fā)展二次世界大戰(zhàn)后，化肥工業(yè)急劇發(fā)展，為世界糧食生產(chǎn)作出了巨大貢獻。植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說具有劃時代的意義?；使I(yè)的建立和發(fā)展41李比希的礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說不僅為植物營養(yǎng)學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)，也為農(nóng)業(yè)2.養(yǎng)分歸還學(xué)說要點：①隨著作物的每次收獲，必然要從土壤中取走大量養(yǎng)分，②如果不正確地歸還土壤的養(yǎng)分，地力就將逐漸下降，③要想恢復(fù)地力就必須歸還從土壤中取走的全部養(yǎng)分。意義：對恢復(fù)和維持土壤肥力有積極作用養(yǎng)分歸還方式：一是通過施用有機肥料，二是通過施用無機肥料。二者各有優(yōu)缺點，若能配合施用則可取長補短，增進肥效，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的正確之路。422.養(yǎng)分歸還學(xué)說42

在未來農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，養(yǎng)分歸還的主要方式是“合理施用化肥”，而不是“只需施用有機肥料”。

(Why?)

因為，施用化肥是提高作物單產(chǎn)和擴大物質(zhì)循環(huán)的保證，目前，農(nóng)作物所需氮素的70％是靠化肥提供的，因而合理施用化肥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標志。我國幾千年傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的特點就是有機農(nóng)業(yè)，其特征是作物單產(chǎn)低，因此不符合人口增長的需求?？紤]到有機肥料所含養(yǎng)分全面兼有培肥改土的獨特功效，充分利用當?shù)匾磺杏袡C肥源，不僅是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，而且也是減少污染和提高環(huán)境質(zhì)量的需要。43 在未來農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，養(yǎng)分歸還的主要方式是“合理施用化肥”444445453.最小養(yǎng)分律（1843年）要點：①作物產(chǎn)量的高低受土壤中相對含量最低的養(yǎng)分所制約。也就是說，決定作物產(chǎn)量的是土壤中相對含量最少的養(yǎng)分。最小養(yǎng)分律示意圖463.最小養(yǎng)分律（1843年）最小養(yǎng)分律示意圖46最小養(yǎng)分隨條件而變化的示意圖②而最小養(yǎng)分會隨條件變化而變化，如果增施不含最小養(yǎng)分的肥料，不但難以增產(chǎn)，還會降低施肥的效益。意義：指出作物產(chǎn)量與養(yǎng)分供應(yīng)上的矛盾，表明施肥要有針對性，應(yīng)合理施肥。47最小養(yǎng)分隨條件而變化的示意圖②而最小養(yǎng)分會意義：指出作物產(chǎn)量李比希觀點認識的不足與局限性

尚未認識到養(yǎng)分之間的相互關(guān)系；對豆科作物在提高土壤肥力方面的作用認識不足；

過于強調(diào)礦質(zhì)養(yǎng)分作用，對腐殖質(zhì)作用認識不夠。48李比希觀點認識的不足與局限性尚未認識到養(yǎng)分之間的相互關(guān)系李比希是植物營養(yǎng)學(xué)科杰出的奠基人！杰出學(xué)者，光輝著作 －－紀念農(nóng)業(yè)化學(xué)奠基者 尤·李比希逝世110周年

(金善寶，1983)JustusvonLiebig1803-187349李比希是植物營養(yǎng)學(xué)科杰出學(xué)者，光輝著作Justusvon三、植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展1.布森高(Boussingault)－－1834年，開創(chuàng)了田間試驗2.魯茨(Lawes)－－1843年創(chuàng)立英國洛桑試驗站3.薩克斯(Sachs)和克諾普(Knop)－－1860年和1861年，水培試驗研究的先軀4.普良尼施尼柯夫－－20世紀初，主張把植物－土壤－肥料聯(lián)系起來研究，提出“肥肥土，土肥苗”的觀點，形成了“生理學(xué)路線的農(nóng)業(yè)化學(xué)派”5.羅宗洛－－20世紀20～30年代，在氮素營養(yǎng)及微量元素方面做了大量工作6.阿農(nóng)(Arnon)和斯道特(Stout)－－1939年，提出高等植物必需營養(yǎng)元素的三條標準50三、植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展507.植物必需微量元素的發(fā)現(xiàn)和確定：1860，1922～1938，1954

8.霍格蘭(Hoagland)和阿農(nóng)(Arnon)－－20世紀20～30年代，研究營養(yǎng)液中營養(yǎng)元素的比例和濃度，發(fā)表了許多標準的營養(yǎng)液配方，沿用至今。9.元素功能等方面研究：

①深入理解了16種必需營養(yǎng)元素得營養(yǎng)生理作用； ②明確了有益元素及其與有害元素間的差異； ③加強了中量元素得研究； ④認識了營養(yǎng)元素之間相互作用的重要性； ⑤微量元素的功能研究進展迅速； ⑥完善了養(yǎng)分跨膜運輸理論，更新了許多傳統(tǒng)概念10.根系研究工作進展迅速：

①海得爾(Hiltner)在1904年提出根際得概念； ②德國馬斯納(H.Marschner)自20世紀80年代以來，系統(tǒng)地開展了植物根際營養(yǎng)的研究； 517.植物必需微量元素的發(fā)現(xiàn)和確定：1860，1922～19DennisHoaglandEmanuelEpstein

UniversityofCalifornia

新交叉學(xué)科形成：“植物營養(yǎng)遺傳學(xué)”和“植物營養(yǎng)生態(tài)學(xué)”

都是21世紀人類重要的研究課題11.創(chuàng)立“植物營養(yǎng)遺傳學(xué)”：美國的愛潑斯坦(E.Epstien)在《植物的礦質(zhì)營養(yǎng)》(1972年)一書中詳細敘述了植物營養(yǎng)遺傳性狀。12.提出“植物營養(yǎng)生態(tài)學(xué)”：研究植物－土壤及其環(huán)境的相互關(guān)系；Rorison在《植物礦質(zhì)營養(yǎng)的生態(tài)問題》(1969)一書總結(jié)了當時植物營養(yǎng)生態(tài)的研究成果；近年來環(huán)境保護更成為研究的熱點52DennisHoaglandEmanuelEpst古典時期（19世紀）新古典發(fā)展時期（20世紀前半葉）現(xiàn)代植物營養(yǎng)發(fā)展時期（20世紀50年代以后）

100多年來，植物營養(yǎng)學(xué)從零散的經(jīng)驗和現(xiàn)象描述到揭示機理，最后建立完整的學(xué)科體系，經(jīng)歷了——53古典時期（19世紀）新古典發(fā)（20世紀現(xiàn)代植物營養(yǎng)（20世紀

在現(xiàn)代植物營養(yǎng)發(fā)展時期，植物營養(yǎng)學(xué)科逐漸與其它學(xué)科相互滲透，形成許多新的研究領(lǐng)域并獲得大量成果。經(jīng)過長期積累并不斷充實，植物營養(yǎng)學(xué)已逐漸發(fā)展為一門體系更為完整，內(nèi)容更加豐富，并具有現(xiàn)代科技特點的一門學(xué)科。54在現(xiàn)代植物營養(yǎng)發(fā)展時期，植物營養(yǎng)學(xué)科逐漸與其它學(xué)科相互TraditionalUnderstandingonPlantNutritionAgronomyPlantNutrition

PlantPhysiologySoilScienceCropPlant

SoilFertilizer55TraditionalUnderstandingonPSoilSciencePlantNutriology?

PlantPhysiol.MolecularBiologyAgronomyGeneticsMolecularGeneticsEnviron.EcologyModernDisciplineofPlantNutritionMedicalScience56SoilSciencePlantNutriologyPl四、植物營養(yǎng)學(xué)面臨的任務(wù)1.利用生物技術(shù)，改良植物對營養(yǎng)元素的吸收利用效率，從而在少施甚至不施化肥的情況下植物仍然能正常生長并獲得高產(chǎn)。鹽害2.利用生物技術(shù)，改良植物本身的營養(yǎng)特性以適應(yīng)“問題土壤”，提高“問題土壤”的生產(chǎn)力。57四、植物營養(yǎng)學(xué)面臨的任務(wù)鹽害2.利用生物技術(shù)，改良植物第三節(jié)植物營養(yǎng)學(xué)的 范疇及研究方法一、植物營養(yǎng)學(xué)的范疇1.植物營養(yǎng)生理學(xué)2.植物根際營養(yǎng) 3.植物營養(yǎng)遺傳學(xué)4.植物營養(yǎng)生態(tài)學(xué)5.植物的土壤營養(yǎng)6.肥料及現(xiàn)代施肥技術(shù)58第三節(jié)植物營養(yǎng)學(xué)的 范疇及研究方法581.植物營養(yǎng)生理學(xué)營養(yǎng)元素生理學(xué)：研究養(yǎng)分元素的營養(yǎng)生理功能與養(yǎng)分的再循環(huán)、再利用，養(yǎng)分的吸收、養(yǎng)分在植物體內(nèi)的長距離與短距離運輸、養(yǎng)分的分配等；產(chǎn)量生理學(xué)：研究主要農(nóng)作物產(chǎn)量的形成、養(yǎng)分的分配和調(diào)節(jié)過程、庫-源關(guān)系及其在產(chǎn)量形成過程中的作用；研究利用各種內(nèi)外源激素或調(diào)節(jié)劑對產(chǎn)量形成過程的調(diào)控和機理；逆境生理學(xué)：研究植物在旱、澇、鹽堿、高溫、寒冷、病蟲害、通氣不良、營養(yǎng)不足或失調(diào)等逆境條件下的生理變異及適應(yīng)性變化規(guī)律，通過營養(yǎng)調(diào)節(jié)挖掘植物抗逆性的基因型潛力。591.植物營養(yǎng)生理學(xué)營養(yǎng)元素生理學(xué)：研究養(yǎng)分元素的營養(yǎng)生理功2.植物根際營養(yǎng)

主要研究根－土界面微域中養(yǎng)分、水分及其它物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律和生物效應(yīng)；植物－土壤－微生物及環(huán)境因素之間物質(zhì)循環(huán)、轉(zhuǎn)化的機制及調(diào)控措施。602.植物根際營養(yǎng)603.植物營養(yǎng)遺傳學(xué)

主要研究不同植物種類及品種的礦質(zhì)營養(yǎng)效率基因型差異的生理生化特征、生態(tài)變異和遺傳控制機理，以便篩選和培育出高效營養(yǎng)基因型植物新品種。realityFarmer’simpression613.植物營養(yǎng)遺傳學(xué)realityFarmer’simpr4.植物營養(yǎng)生態(tài)學(xué)

主要研究不同生態(tài)類型中各種營養(yǎng)元素在土壤圈、水圈、大氣圈、生物圈中的轉(zhuǎn)化和遷移規(guī)律；各種養(yǎng)分和環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系，其中包括重金屬和污染物在食物鏈中的富集、遷移規(guī)律和調(diào)控措施。不同生態(tài)系統(tǒng)地下“透視”熱帶雨林落葉闊葉針葉林荒漠草地624.植物營養(yǎng)生態(tài)學(xué)不同生態(tài)系統(tǒng)地下“透視”熱帶雨林落葉闊葉土壤養(yǎng)分行為學(xué)：土壤中各種養(yǎng)分的形態(tài)、含量、吸附固定等轉(zhuǎn)化和遷移的規(guī)律；有效養(yǎng)分的形態(tài)、形成過程及影響因素；各種養(yǎng)分的生物有效性以及土壤肥力水平與植物營養(yǎng)的關(guān)系；土壤肥力學(xué)：研究在農(nóng)業(yè)耕作條件下，施肥對土壤肥力演變的影響；闡明維持和提高土壤肥力的農(nóng)業(yè)措施與影響條件。5.植物的土壤營養(yǎng)63土壤養(yǎng)分行為學(xué)：土壤中各種養(yǎng)分的形態(tài)、含量、吸附固定等轉(zhuǎn)化和6.肥料學(xué)與現(xiàn)代施肥技術(shù)主要研究各類肥料的理化性狀和農(nóng)藝評價，在土壤中的行為，對植物的有效性；建立以有機、無機肥料合理分配為中心的輪作施肥制度以及建立電子計算機作物施肥決策與咨詢系統(tǒng)，推行定量化配方施肥新技術(shù)。646.肥料學(xué)與現(xiàn)代施肥技術(shù)主要研究各類肥料的理化性狀和農(nóng)藝評6565一、植物營養(yǎng)學(xué)的范疇1.植物營養(yǎng)生理學(xué) 2.植物根際營養(yǎng) 3.植物營養(yǎng)遺傳學(xué) 4.植物營養(yǎng)生態(tài)學(xué)5.植物的土壤營養(yǎng) 6.肥料及現(xiàn)代施肥技術(shù)

研究的最終目的：以植物營養(yǎng)特性為依據(jù)，在原有土壤肥力的基礎(chǔ)上，通過施肥措施，為植物提供良好的營養(yǎng)環(huán)境，或通過生物技術(shù)，改良植物的營養(yǎng)特性，并在其它農(nóng)業(yè)措施的配合下，達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的綜合效果，并對環(huán)境質(zhì)量和土壤培肥作出應(yīng)有的貢獻。66一、植物營養(yǎng)學(xué)的范疇66二、植物營養(yǎng)學(xué)的主要研究方法

(一)調(diào)查研究：查閱資料、調(diào)查座談會、現(xiàn)場觀察(二)試驗研究1.生物田間試驗法2.生物模擬法：

盆栽試驗：土培法、砂培法和水培法 培養(yǎng)試驗：分根培養(yǎng)、流動培養(yǎng)和滅菌培養(yǎng)3.化學(xué)分析法4.數(shù)理統(tǒng)計法5.核素技術(shù)法6.酶學(xué)診斷法7.分子生物學(xué)方法67二、植物營養(yǎng)學(xué)的主要研究方法1.生物田間試驗法

在田間自然條件下進行，是植物營養(yǎng)學(xué)科中最基本的研究方法； 試驗條件最接近農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求，能較客觀地反映生產(chǎn)實際，所得結(jié)果對生產(chǎn)有直接的指導(dǎo)意義；

田間自然條件有時很難控制，不適合進行單因素試驗。此法應(yīng)與其它方法結(jié)合起來運用。681.生物田間試驗法 田間自然條件有時很難控制，不適合進行單到19世紀末，生物試驗的常規(guī)方法已接近完善并發(fā)展為試驗網(wǎng)。在我國1958年建立了全國肥料試驗網(wǎng)。69到19世紀末，生物試驗的常規(guī)方法已接近完善并發(fā)展為試驗網(wǎng)。6肥料長期定位試驗應(yīng)用基礎(chǔ)研究采用既”長期”又”定位”的獨特研究方法解決土壤肥料上一些帶有戰(zhàn)略性的問題，具有短期常規(guī)試驗無可比擬的優(yōu)點長期使用化肥對地力和作物產(chǎn)量的影響；在作物高產(chǎn)條件下如何定量施肥與肥料配合；土壤肥力長期演變規(guī)律；施肥、土壤與作物間的循環(huán)定量關(guān)系；氣象因子對作物產(chǎn)量的影響以及長期施用有機肥的貢獻等。

70肥料長期定位試驗應(yīng)用基礎(chǔ)研究70

世界上最早的肥料長期定位試驗英國洛桑試驗站從1843年開始布置土壤肥力與肥料效益長期定位試驗,至今已持續(xù)160多年。71世界上最早的肥料長期定位試驗英英國洛桑試驗站魯茨(Lawes)72英國洛桑試驗站魯茨(Lawes)72

我國持續(xù)時間最長的肥料長期定位試驗是青島農(nóng)業(yè)大學(xué)（原萊陽農(nóng)學(xué)院）從1978年在煙臺萊陽潮土上由姚源喜教授開始的試驗，目前我院劉樹堂教授繼續(xù)進行試驗研究。

73我國持續(xù)時間最長的肥料長期定位試驗是2.生物模擬試驗法

運用特殊裝置，給予特殊條件便于調(diào)控水、肥、氣、熱和光照等因素，有利于開展單因子的研究，多用于田間條件下難以進行的探索性試驗。

所得結(jié)果往往帶有一定局限性，需要進一步在田間試驗中驗證，然后再應(yīng)用于生產(chǎn)。742.生物模擬試驗法 運用特殊裝置，給予特殊條件便于調(diào)控水、低磷介質(zhì)上菌根對植物利用磷的影響-AM+AMArbuscular

Mycorrhiza

菌根75低磷介質(zhì)上菌根對植物利用磷的影響-AM7676Hydroponicculture77Hydroponicculture773.化學(xué)分析法研究植物、土壤和肥料體系內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量、形態(tài)、分布與動態(tài)變化的必要手段，是進行植物營養(yǎng)診斷所不可少的方法。在大多數(shù)情況下，此法應(yīng)與其它方法結(jié)合運用，但手續(xù)繁多，工作量大。近十幾年來，有各種自動化測試儀器相繼問世，從而克服了這一缺點。783.化學(xué)分析法研究植物、土壤和肥料體系內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量、形態(tài)4.數(shù)理統(tǒng)計法指導(dǎo)試驗設(shè)計，檢驗試驗數(shù)據(jù)；幫助試驗者評定試驗結(jié)果的可靠性；作出正確的科學(xué)結(jié)論。

計算機技術(shù)的應(yīng)用，可進行大量數(shù)據(jù)處理，可進行數(shù)學(xué)模擬，建立數(shù)學(xué)模型等。794.數(shù)理統(tǒng)計法指導(dǎo)試驗設(shè)計，檢驗試驗數(shù)據(jù)； 計算機技術(shù)的應(yīng)5.核素技術(shù)法（同位素示蹤技術(shù)法）利用放射性和穩(wěn)定性同位素的示蹤特性，揭示養(yǎng)分運動的規(guī)律；縮短試驗進程，解決其它試驗方法難以深入的問題。6.酶學(xué)診斷法通過酶活性的變化了解植物體內(nèi)養(yǎng)分的豐缺狀況，反應(yīng)靈敏，能及時提供信息專一性較差