1 植物营养 绪论
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
《植物营养学》复习题
《植物营养学》复习题第一章绪论一、名词解释植物营养肥料矿物质营养学说养分归还学说最小养分律二、填空1、植物营养学是研究植物对营养物质吸收、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、肥料具有提高农作物产量、改善农产品品质和改良土壤，提高土壤肥力等作用。
3、肥料按组分分为有机肥和无机肥；按来源分为农家肥和商品肥；按主要作用分为直接肥和间接肥；按肥效快慢分为速效肥和迟效肥。
4、海尔蒙特于1640年，在布鲁塞尔进行了著名的柳条试验。
5、李比希是德国著名的化学家，国际公认的植物营养科学的奠基人。
6、英国洛桑农业试验站是由鲁茨在1843年创立的。
7、李比希创立的植物矿物质营养学说,在理论上否定了腐殖质营养学说,说明了植物营养的本质是矿物质营养；在实践上,促进了化肥工业和现代农业的发展,因此,具有划时代的意义。
8、根据李比希的养分归还学说,归还土壤养分的方式应该是有机肥料与无机肥料配合施用。
9、最小养分律告诉我们，施肥应有针对性，应合理施用。
10、植物营养学的主要研究方法有生物田间试验法、生物模拟法、化学分析法、数理统计法、核素技术法和酶学诊断法。
三、简述题：我国肥料资源有何特点？肥料利用存在什么问题？第二章大量营养元素1、名词解释（1）植物生长必需的营养元素（2）营养元素间的同等重要律和不可代替律（3）营养元素间的相互相似作用（4）活性氧2、填空题（1）一般新鲜植物含有70%-95%的水分,5%-30%的干物质。
干物质中绝大部分是有机质,约占干物质重的90%-95%；矿物质只有5%-10%左右,也称为灰分。
(2)植物必需营养元素有16种，根据质量分数的高低,将植物必需的营养元素分为大量营养元素、中量营养元素和微量营养元素。
氮、磷和钾被称为植物营养三要素。
(3)作物吸收的氮素形态主要是铵态氮、硝态氮和酰胺态氮。
(4) 作物缺氮时,叶色转淡,生长缓慢,植株矮小,症状首先出现在下部叶子,而后逐渐向上蔓延。
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
中农植物营养学复习思考题
植物营养学复习思考题第一章绪论1，植物营养学研究包括哪些领域2，植物营养学的主要研究方法有哪些第二章养分的吸收3，解释概念：自由空间，水分自由空间，杜南自由空间，阳离子交换量，离子通道，载体，质子泵4，离子被动吸收和主动吸收的区别是什么5，ＮＯ3－，Ｈ2ＰＯ４－，Ｋ＋，Ｃa2+,Na+的跨膜运输有何异同6，Ｎernst方程有什么意义7，质子泵在离子跨膜运输中有何意义8，养分吸收动力学参数Ｋm,Vmax是什么意义；不同浓度下，养分吸收曲线有何不同9，离子间的相互作用如何影响养分的吸收10，什么是养分的临界期，养分最大效率期11，叶面营养有哪些特点12，１０．在哪些情况下应用根外施肥效果较好13，１１．影响叶面追肥效果的因素有哪些第三章养分的运输和分配14，解释概念：质外体，共质体，根压，伤流液，交换吸附，再吸收，养分再利用15，木质部汁液与韧皮部汁液的特性有何差别16，养分的再利用有何意义？根据养分再利用程度将元素分类17，试述养分再利用程度与缺素症发生部位的关系第四章营养元素的营养功能一、大量元素18，哪些元素为植物必需元素19，植物必需营养元素的标准是什么20，正常植物中各种养分元素含量的范围是多少21，如何按生物化学和生理功能对营养元素分组22，什么是ＰＨ值23，活性氧有哪些种？其清除系统有哪些24，简要说明禾本科作物植株不同生育时期，不同器官含氮量变化特点25，硝酸还原酶的形成特点及其主要成分是是什么26，简述ＮＯ3-Ｎ吸收与同化过程，影响因素27，１０．简述ＮＨ4＋的吸收机理及其对根际ＰＨ值影响28，１１．有哪些酶参与氮同化过程？其英文缩写是什么29，１２．植物在磷代谢中有何作用30，１３．磷如何调节碳水化合物代谢31，１４．影响磷吸收的主要因素有哪些32，１５．植物缺磷的主要症状是什么33，１６．什么是菌根？它为什么能促进植物吸收磷34，１７．钾促进蔗糖想韧皮部运输的动力是什么35，１８．钾离子与蛋白质合成的关系及缺钾的危害36，１９．钾离子如何调空气孔开放37，２０．为什么说钾是＂稳产元素＂38，２１．植物缺钾的典型症状有哪些二．中量元素39，钙在植物细胞中的分布有何特点40，钙为什么能稳定细胞膜和细胞壁41，钙如何参加＂第二信使＂传递42，缺钙的发生部位及典型症状是什么43，缺钙与哪些植物病害有关44，镁如何影响光合作用45，镁如何活化ＡＴＰ酶46，缺镁的发生部位与典型症状是什么47，哪些植物需硫较多，为什么48，１０．缺硫的主要症状是什么三．微量元素49，铁如何参与植物体内的氧化还原和电子传递50，双子叶植物与非禾本科单子叶植物对缺铁的反映机理是什么51，禾本科植物对缺铁的反映机理是什么52，缺硼的主要症状及原因53，缺硼与哪些植物病害有关54，影响锰吸收的主要因素是什么55，锰与光和作用和活性氧代谢有什么关系56，缺锰与锰中毒的典型症状是什么57，铜与光合作用及活性氧代谢的关系是什么58，１０．缺铜的主要症状是什么59，１１．锌与光和作用及活性氧代谢的关系是什么60，１２．锌为什么能影响蛋白质的合成61，１３．植物缺锌的主要症状是什么62，１４．钼为什么能影响氮素代谢及固氮63，１５．氯与光合作用有什么关系64，１６．质膜与液泡膜上的质子泵受哪些离子的激活四．有益元素65，以水稻为例简述硅的营养作用66，举例说明不同植物钠钾离子替代作用程度大小67，钴为什么是豆科植物所必需68，简述镍在植物体内尿素代谢中的意义69，硒如何提高植物抗氧化作用第五章土壤养分的生物有效性70，解释概念：生物有效性养分，截获，质流，扩散，累积，亏缺，根际71，影响养分移动性的因素有哪些72，根毛特性与养分吸收有何关系73，土壤氮，磷养分浓度高低对植物根系生长有何影响74，影响根际ＰＨ值变化的因素有哪些75，什么是根分泌物，主要包括哪些成分76，根际微生物如何影响养分有效性第六章有机肥料77，简述有机肥料在农业及生态环境保护中的重要性78，有机肥料可分为哪几类？各类的主要特点是什么79，解释概念：矿质化腐殖化80，调控有机肥料腐熟的过程应从哪些方面入手81，Ｃ／Ｎ比的宽窄对有机物质的分解有何影响82，高温堆肥的堆积过程可分为几个阶段？各阶段的主要特征是什么83，秸杆还田有何优点，还田时应注意什么问题84，绿肥翻压的技术要点有哪些85，比较粪尿肥，堆沤肥和绿肥三大类有机肥料的特点和性质第七章无机肥料86，Ｎ，Ｐ，Ｋ微素肥料和复合肥种类，性质和有效施用条件87，重点：各种化肥理化性质，施入土壤后转化过程和提高肥料利用率措施，氮肥与地下水水质，磷肥与富营养化第八章施肥和作物品质和环境88，解释概念：源，库，压力流学说89，举例说明矿质营养对作物源库关系和产量形成的影响90，举例说明矿质营养元素对作物品质的影响第十章植物营养与遗传91，解释概念：基因型表现型基因型差异92，简述植物矿质营养效率高低的决定因素93，举例说明遗传育种技术在营养性状改良中的应用第十一章逆境土壤94，什么是酸性土壤，其形成原因是什么95，酸性土壤的主要障碍因子是什么96，铝毒对植物有哪些危害97，植物耐盐性的机理有哪些98，什么是石灰性土壤，其主要障碍因素是什么中国农业大学2005-2006学年第一学期《高级植物营养学》考试题1．请画出根系初生结构的横、纵切面图，包括侧根。
《植物营养学》教学大纲
《植物营养学》教学⼤纲《植物营养学》教学⼤纲课程名称：植物营养学课程类型：范围选修课学时：32学时，2学分。
适⽤对象：农业资源与环境、环境科学专业本科先修课程：普通化学，分析化学及有机化学；植物学；⽣物化学；植物⽣理学；⼟壤学⼀、课程的性质、⽬的与任务以及对先开课程的要求营养物质是植物⽣长发育的物质基础。
植物营养学是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，是与⽣物、农学、资源、环境等学科有关的⼀门交叉学科，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，以及体内营养物质运输、分配和能量转化的规律，并在此基础上通过养分管理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。
植物营养学是农业资源与环境学科的⼀门重要专业基础课，也是在学习了化学、植物学、⽣物化学、植物⽣理学、⼟壤学等课程之后所开设的⼀门⾻⼲专业课。
⼆、教学重点与难点通过课程的学习，掌握所学的基本理论--植物对营养元素的吸收、转运，各种营养元素的⽣理功能，营养元素的⼟壤营养规律。
了解本学科的发展⽅向，培养学⽣分析问题、解决问题的能⼒。
教学重点：植物⽣长发育所必须的营养元素及其⽣理作⽤；根系吸收养分及养分在体内的转移与运输等机理；环境条件对根系吸收养分的影响；根际概念及其在植物营养上的意义；植物对养分胁迫的适应机制及其利⽤。
教学难点：植物对养分的吸收和运转机理；植物对养分胁迫的适应机制；植物的营养特性及其遗传；作物缺乏各种营养元素的外观诊断；⼟壤养分的⽣物有效性。
三、与其他课程的关系植物营养学是理论性⽐较强的⼀门课程，是农业资源与环境专业的重要的专业课，农学、果树、蔬菜、植保、环境科学等专业的主要专业基础课。
该课程主要讲授植物营养的基本原理，为学⽣能进⼀步学好肥料学、养分资源管理与利⽤、植物营养研究法、作物栽培学等课程打下良好的基础。
植物营养学302512413
1. 植物矿物质营养学说
（1840年，《化学在农业和生理学上的应用》）
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。
表4 良种和地方种小麦对养分吸收的差异
单产 国 品种 （吨/ 家 公顷） 地方 2.8 德 种 国 良种 6.0 地方 2.2 印 种 度 良种 6.0 养分吸收量 （公斤/公顷） N 84 P2O5 36 单位产量养分吸 收量（千克/100 千克） P2O5 1.29 K2O 2.67
K2O N 73 3.0
二.植物营养与肥料在农业中的作用
1.提高农作物产量 2.改善农产品品质
3.改良土壤，提高土壤肥力
4.发挥良种的增产潜力 5.补偿耕地不足
1.提高农作物产量
• 粮食的“粮食”----肥料 • 尽管农业生产依赖于诸多的自然与社会条件； 依赖于作物品种、水利、植物保护等多种农业 技术的进步，但肥料的种类和数量是影响作物 产量和品质的基本因素。 • 联合国资料：50% • 西欧：40-65% • 美国单产增加的原因：50-60%是肥料 • 中国52.35%（1978-1984），水稻40.8%，小麦 56.6%，棉花48.6%，油菜64.4% • 黄土高原地区平均46.63%，最高达79.86%；小 麦57.25%，玉米41.97%，水稻38.69%。（彭琳） • 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。
营养物质
营养作用 吸收 运输 转化 利用
植物
营养物质和 能量交换
环境
4.肥料 (fertilizers)
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。
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。
整理版课件
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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。
植物营养学
植物营养学第一章绪论1、植物营养学：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。
2、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养胁迫的适应性；⑤提高作物产量和改善农产品品质。
目的：提高作物产量，改善产品品质, 减轻环境污染。
3、植物营养学与农业生产之间的关系：①肥料在农业生产中的作用－增产；②肥料在农业生产中的作用－改善品质。
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、维生素和矿物质含量、改善果蔬色泽、风味，贮藏和加工性能。
③植物营养与生态环境安全：增加土壤养分、补充土壤有机质，改善土壤理化性状、调节土壤酸碱度、提高土壤生物和生化活性、减少污染，改善生态环境。
4、李比希的三大学说：①矿质营养学说：腐殖质是地球上有了植物之后才形成的。
植物最初的营养物质必然是矿质元素，腐殖质只有通过改良土壤、分解产生矿质元素和CO2来实现其营养作用。
因此，矿质元素才是植物必需的基本营养物质。
②养分归还学说：由于作物的收获必然要从土壤中带走某些养分物质，土壤养分将越来越少，如果不把这些矿质养分归还土壤，土壤将变得十分贫瘠。
因此必须把作物带走的养分全部归还给土壤。
③最小养分律：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。
5、李比希的功绩：①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；②提出养分归还学说和最小养分律对合理施肥至今仍有深远的指导意义。
③把化学应用于农业，使化学融合于农业科学之中。
植物营养学课件整理
第一节 什么是植物营养学 >>> 第二节 植物营养学的发展 >>> 第三节 现代植物营养学的范畴 >>> 第四节 植物必需的矿质元素 >>>第一节 什么是植物营养学植物营养—植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，用以维持其生命活动。
营养元素—植物体用于维持正常新陈代谢完成生命周期所需的化学元素。
植物营养学—是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。
第二节 植物营养学的创立植物“生长要素”的探讨（1630-1750） 植物营养物质的探寻（1750-1800） 植物生理学的创立（1800） 矿质营养学说的创立（1840） 植物营养学的发展植物营养学的主要任务务植物“生长要素” 的探讨（1630-1750）Van Helmont,柳条试验证明水是植物生长必需的。
Glauber ，畜粪分析，田间试验证明植物能从一种叫做“硝”的物质中吸收营养物质。
Woodward 不同来源水分试验---土壤中有营养物质Tull 土壤耕翻实践---土壤颗粒大小的影响植物营养物质的探寻 （1750-1800）第一章 绪 论Home ，空气 、水、土、各种盐类、油、“固定形态的火”Wallerius,Dundonald，腐殖质学说，认为石灰，碱类和其他含盐物质为间接作用 Jan Ingen-Housz ，植物对空气的净化与浊化，光的重要性Jean Seenebier,1782，解释柳条试验，----“固定态”空气 植物生理学的创立（1800） De Saussure 植物的关系 氧气，二氧化碳,呼吸作用的实质 植物氧及碳的来源植物灰分及其成分-土壤只能为植物供应很少的一部分养料，但不可缺少。
矿质营养学说的创立（1840）化学在及植物生理学上的应用李比希的主要功绩李比希的主要功绩确立植物矿质营养学说，建立了植物营养学科，从而促进了化肥工业的兴起。
植物营养学课件- 绪论
李比希观点认识的不足与局限性
• 尚未认识到养分之间的相互关系 • 对豆科作物在提高土壤肥力方面的作
用认识不足 • 过于强调矿质养分作用，对腐殖质
作用认识不够
三、植物营养学的发展
发展了营养液培养技术 萨克斯（Sachs,1860）、克诺普（Knop,1861）
近代田间试验研究有了明显发展 布森高在1834年建立了世界上第一个农业 试验站; 鲁茨1843年创立英国洛桑试验站，工作延 续至今； 门捷列夫1869年在俄国四个省同时建立了 试验站.
主要研究不同植物种类及品种的矿 质营养效率基因型差异的生理生化 特征，生态变异和遗传控制机理， 以便筛选和培育出高效营养基因型 植物新品种。
主要研究不同生态类型中各种营养 元素在土壤圈、水圈、大气圈、生物 圈中的转化和迁移规律；各种养分和 环境生态系统的关系，其中包括重金 属和污染物在食物链中的富集、迁移 规律和调控措施。
ward）：水培试验实践的先驱.
1640年Helmont的柳树插条试验
5年后
5磅
雨水
164磅
200磅
200磅 - 2盎司 56.7g
二、植物营养学的建立和李比希的工作
李比希的学说——
驳斥腐殖质营养学说，确立植物矿质营养学说
养分归还学说：植物以不同方式从土壤中吸 收矿质养分，使土壤养分逐渐减少，连续种植 会使土壤贫瘠，为了保持土壤肥力，就必须把 植物带走的矿质养分和氮素以施肥的方式归还 给土壤。
研究生阶段：
后续课程
高级植物营养学
植物营养的土壤化学
植物-动物-环境中的微量
元素
本科生阶段：
植物矿质营养遗传学
植物营养研究方法
植物营养学概述
第一章绪论第一节植物营养概念及其重要性一、基本概念1、营养元素——植物体用于维持正常新陈代谢完成生命周期所需的化学元素2、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，用以维持其生命活动。
3、植物营养学: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。
二、植物营养学的主要任务1、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2、体内营养物质运输、分配和能量转化的规律3、施肥手段:良好生长环境植物遗传特性手段:调节植物体的代谢，提高植物营养效率4、提高作物产量和改善产品品质。
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、海尔蒙特（Van Helmont, 1577-1644），柳条试验2、罗伯特•波义尔（Robert Boyle）索秀尔，碳素营养学说3、泰伊尔（Von Thaer, 1752-1832）腐殖质营养学说4、布森高（Boussingault, 1802-1887）氮素营养学说5、索秀尔（Saussure,1804）、伍德沃德（Wood-ward）：水培试验实践的先驱.二、植物营养学的建立和李比希的工作1、植物矿质营养学说（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。
意义：理论上，否定了当时流行的“腐殖质学说”，说明了植物营养的本质；是植物营养学新旧时代的分界线和转折点，使维持土壤肥力的手段从施用有机肥料向施用无机肥料转变有了坚实的基础；2、养分归还学说要点：植物以不同方式从土壤中吸收矿质养分，使土壤养分逐渐减少，连续种植会使土壤贫瘠，为了保持土壤肥力，就必须把植物带走的矿质养分和氮素以施肥的方式归还给土壤。
意义：实践上促进了化肥工业的创立和发展；推动了农业生产的发展。
3、最小养分律作物产量受土壤中相对含量最少的养分所控制，作物产量的高低则随最小养分补充量的多少而变化4、李比希的功绩1、确立植物矿质营养学说，建立了植物营养学科，从而促进了化肥工业的兴起2、提出养分归还学说和最小养分律对合理施肥至今仍有深远的指导意义3、把化学应用于农业，使化学融于农业科学之中4、推行新教学法，重视实践和人才培养5、李比希观点认识的不足与局限性1、尚未认识到养分之间的相互关系2、对豆科作物在提高土壤肥力方面的作用认识不足3、过于强调矿质养分作用，对腐殖质作用认识不够三、植物营养学的发展1、萨克斯、克诺普发展了营养液培养技术2、近代田间试验研究有了明显发展（1）布森高在1834年建立了世界上第一个农业试验站;（2）鲁茨1843年创立英国洛桑试验站，工作延续至今；（3）门捷列夫1869年在俄国四个省同时建立了试验站.（4）在鲁茨的倡导下，近百年来世界各国先后建立了长期实验站。
植物营养学习题
《植物营养学》思考题第一章绪论1．说明植物营养与合理施肥的关系以及施肥在农业生产中的地位。
2．就“植物矿质营养学说”、“养分归还学说”、“最小养分律”的意义加以评说。
3．叙述土培法和营养液培养法在植物营养学科中的重要性及适用范围。
第二章大量营养元素1．就NH+4-N同化来讲，GDH途径和GS-GOGAT途径有什么特点？为什么说GS-GOAT途径是更为普遍和重要的同化方式？2．如何对NH+4-N与NO3-N的营养作用做出正确评价？其肥效主要受什么因素的影响？3．说明磷酸盐被植物吸收后在体内的行为轨迹和特点。
4．说明植物体内酰胺和植素的合成及其重要意义。
5．就蛋白质合成来看同钾和氮的功能有何不同？6. 说明缺乏氮磷钾养分时，植株外形、颜色等症状和特点并分析其原因。
第三章中量营养元素1．植物缺钙的典型症状是什么？2．钙是如何作为第二信使起作用的？3．镁是如何调控RuBP羧化酶和ATP酶的？4．缺镁、缺硫和缺钙均会造成叶片黄化，三者有什么不同？5．硫如何参与电子传递？6．哪些氨基酸中含有硫？第四章微量营养元素1．说明植物缺铁的症状、原因以及植物对缺铁的可能适应机制。
2．简述植物缺硼症状、部位与硼的生理功能之间的关系。
3．缺锰对植物的生长有何影响？为什么？4．除缺铁外，还有哪些微量元素缺乏时会影响植物的生殖生长，为什么？5．缺锌和缺铁的症状有何异同？为什么？6．请描述典型的缺钼症状，缺钼对高等植物体内的哪些生理过程有直接影响？7．哪几种微量元素与植物体内氧自由基的产生和清除有关，举例说明其作用原理。
8．试比较大量元素和微量元素在植物体内的作用和功能有何差异。
第五章有益元素1．什么是有益元素?目前公认的有益元素包括哪几种？2．简述硅、硒在植物体内的存在形态和分布。
3．钠有哪些营养功能？植物对钠的适应性机理是什么？4．镍是如何参与植物体内尿素降解的？5．如何正确评价有益元素在植物营养中的地位。
6．在生产中合理施用有益元素时应注意什么问题？第六章土壤养分的生物有效性1．土壤生物有效养分的含义是什么？2．为什么说化学有效养分测定值只有相对的意义？3．缓冲能力不同的土壤，其养分强度因素和养分容量因素有何特点?并说明与合理施肥有何关系?4．说明根际概念及其范围与特点.5．根际微生物对养分有效性有何贡献和影响?6．根系分泌物对土壤养分有效性的影响是什么?7．VA菌根为什么能改善植物生长的状况?第七章养分的吸收1.什么是养分吸收动力学曲线?其参数的生理意义是什么?2.ATP酶可由哪些离子活化?3.哪些因素会影响养分的吸收?举例说明.4.哪些离子间易发生拮抗作用?5.以一种作物为例说明什么是养分临界值和养分最大效率期?6.叶面营养有什么特点?生产上如何应用?第八章养分的运输和分配1.什么是养分的短距离运输和长距离运输?2.比较蒸腾作用和根压在木质部运输是的作用和特点.3.植物缺氮时症状首先出现在老叶,而缺铁时症状首先出现在新叶, 说明其原因是什么?4.石灰性土壤中有效性钙丰富,但仍会出现大白菜烧心、番茄脐腐病、苹果苦痘病等缺钙症状，请解释其原因。
植物营养学 绪论
教材：
陆景陵,胡蔼堂主编.植物营养学（上、下 册，第二版）.北京：中国农业大学出版 社，2003
第一章
基本概念：
绪
论
一、植物营养学与农业生产
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，用以维持其生命活动。 营养元素——植物体用于维持正常新陈代谢 完成生命周期所需的化学元素
优化生产投入
产量 品质 环境
化肥、有机肥
作物
根际
养分
土壤
肥料用量
输入
输出
农民施肥多依靠自己的经验
我国化肥单位面积用量与世界若干地区和国家比较
年份 1989 1997 地区和国家 全世界 北美和中美洲 亚洲 欧洲 所有发达国家 所有发展中国家 美国 前苏联（俄罗斯 印度 日本 联邦德国（德国） 荷兰 英国 1998 接耕地面积（kg/hm2） 1989 1994 1997 98.7 83.7 114.8 229.4 124.6 76.8 93.6 117.0 65.2 415.0 411.3 649.6 345.7 306.0 196.0 90 97 129 163 104 20 124 442 248 578 339 97.1 97.1 141.1 85.1 108.8 14.1 88.0 396.3 238.2 596.5 364.7 人均耕地 （hm2/人） 0.239 0.589 0.129 0.242 0.713 0.879 0.181 0.032 0.144 0.059 0.104 0.114
伍德沃德（Wood-ward）：水培试验
索秀尔（1804）、萨克斯（Sachs） 西尼比尔（Senebier,1791） 大田试验实践的先驱
Aristotle’s Periodic Table of Elements Earth Fire Aristotle 384-322 BC Air Water
植物营养学概述
植物营养学概述第一章绪论第一节植物营养概念及其重要性一、基本概念1、营养元素——植物体用于维持正常新陈代谢完成生命周期所需的化学元素2、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，用以维持其生命活动。
3、植物营养学: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。
二、植物营养学的主要任务1、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2、体内营养物质运输、分配和能量转化的规律3、施肥手段:良好生长环境植物遗传特性手段:调节植物体的代谢，提高植物营养效率4、提高作物产量和改善产品品质。
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、海尔蒙特（Van Helmont, 1577-1644），柳条试验2、罗伯特?波义尔（Robert Boyle）索秀尔，碳素营养学说3、泰伊尔（Von Thaer, 1752-1832）腐殖质营养学说4、布森高（Boussingault, 1802-1887）氮素营养学说5、索秀尔（Saussure,1804）、伍德沃德（Wood-ward）：水培试验实践的先驱.二、植物营养学的建立和李比希的工作1、植物矿质营养学说（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。
意义：理论上，否定了当时流行的“腐殖质学说”，说明了植物营养的本质；是植物营养学新旧时代的分界线和转折点，使维持土壤肥力的手段从施用有机肥料向施用无机肥料转变有了坚实的基础；2、养分归还学说要点：植物以不同方式从土壤中吸收矿质养分，使土壤养分逐渐减少，连续种植会使土壤贫瘠，为了保持土壤肥力，就必须把植物带走的矿质养分和氮素以施肥的方式归还给土壤。
意义：实践上促进了化肥工业的创立和发展；推动了农业生产的发展。
3、最小养分律作物产量受土壤中相对含量最少的养分所控制，作物产量的高低则随最小养分补充量的多少而变化4、李比希的功绩1、确立植物矿质营养学说，建立了植物营养学科，从而促进了化肥工业的兴起2、提出养分归还学说和最小养分律对合理施肥至今仍有深远的指导意义3、把化学应用于农业，使化学融于农业科学之中4、推行新教学法，重视实践和人才培养5、李比希观点认识的不足与局限性1、尚未认识到养分之间的相互关系2、对豆科作物在提高土壤肥力方面的作用认识不足3、过于强调矿质养分作用，对腐殖质作用认识不够三、植物营养学的发展1、萨克斯、克诺普发展了营养液培养技术2、近代田间试验研究有了明显发展（1）布森高在1834年建立了世界上第一个农业试验站;（2）鲁茨1843年创立英国洛桑试验站，工作延续至今；（3）门捷列夫1869年在俄国四个省同时建立了试验站.（4）在鲁茨的倡导下，近百年来世界各国先后建立了长期实验站。
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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绪论
研究植物营养学的目的：
植物营养学的研究引起科学家极大的兴趣对他们来说这更是一项挑战
为了解决世界粮食问题我们需要了解更多关于植物营养学的知识
当今化肥应用所带来的环境问题同样值得关注
植物营养学的研究内容
植物营养学的原理
植物必需的营养元素有哪些
植物根部怎样从土壤中汲取养分
根部吸收必需元素的机制
元素在作物体内同化利用的机制及其功能
叶面肥的施用等等
土壤中元素的有效性
土壤的结构和化学性质怎样影响元素的有效性
作物怎样改变根际环境并因此影响元素的有效性等
肥料：
肥料的概念；
常用肥料的性能及特性；
肥料在土壤中的转化；
有机肥料和堆肥肥料的高效应用等。
施肥与环境
植物营养相关定义：
有机体必需的化合物或元素被称为养分。
对生物生长和代谢对所需化合物或元素的的吸收称为营养
植物营养是植物生理的一部分，主要研究植物对吸收和同化其必需养分用以维持其生命活动的的过程，植物营养更关注生长介质中矿质元素的相互关系及其在植物生长过程中的作用。
§1 植物营养与农业生产
1、施肥对粮食产量的影响
施肥的重要作用之一是增产
1.1 植物营养学的重要地位
（1）增加产品数量，提高产量
限制产量的因素：
作物本身的遗传特性
水分状况
营养元素缺乏
元素过量致使作物中毒
光照不足
肥料是粮食增产的重要物质基础，是21世纪粮食安全的支撑条件。
据FAO的统计，化肥在粮食增产中的贡献率可达到35%-57%
平衡施用化肥对于提高作物产量仍具有巨大的潜力
提高农业产量的方法
研发新型高产种植品种
提高农业水平（包括水利设施建设）
加强病虫草害的防治
肥料的合理使用
（2）提高农作物的品质
控制产品质量的关键因素是遗传特性，但是环境因素和养分因子的影响也不容忽视。
（3）改善居民营养水平
食物中较低的营养含量会引起人类和牲畜养分缺乏
世界范围内缺乏的微量营养元素
2、植物营养学发展历史
现在的许多合理有效的农业措施，例如施用糞肥、石灰性肥料和豆科作物的轮作在古时就已颇受重视。
有机肥在中国农业领域的应用已有三千年左右的历史，两千多年前我国就有关于利用人类和动物的废弃物以及植物残骸的描述，其中还记载了这些物料是如何有利于提高作物产量和增强土壤肥力的。
植物的营养物质是什么？
中国古代人认为植物营养就是地气、地脉：
所有之田，岁岁种之，土敝气衰，生物不遂；为农者必储以粪粪之，则收获不减，地力长新。
————地力长新
17至18世纪化学领域的发展
在希腊和罗马文明时期金、银、铜、锡、铁、铅等元素被发现
十七世纪人们发现了硫酸铵
人们认识了硝酸钾和硝石但并不知晓其组成，1669年科学家又发现了磷
氮、氢、锰、钼在十八世纪七十年代至八十年代之间相继被发现。
1777年硫被正式归类为一种化学元素。
1774年氨水首次被制得
尿素在1773年被发现，1775年大量存在的钙元素被得到重视
存在于骨骼中磷酸盐被证实。
植物营养的早期探索
(1) 佛兰德化学家J B van Helmont 指出水是植物生长的主要原因，将5磅重的柳树枝条植入重200磅干燥土壤当中，密封土壤但允许水分进入，5年后，J B van Helmont对柳树枝条和土壤分别进行分析，经过五年的连续生长，柳树枝条重169磅，干燥土壤重199磅14盎司，
土壤只减少了2盎司，可以推断出剩余的那些柳树枝条增加的重量来自于水分。
水分通过某些方法被运输到植物组织。
他的理论有哪些错误呢？
这项研究中尤为重要的一点是这是首次尝试用实验的方法而不是依靠已经被认可的理论来判断植物营养的供给状况，J B van Helmont实验中简单而直接的定量化实验方法为试验性实验的未来点亮了一盏明灯。
Helmont的观点被英国研究员John Woodward所更改,因为John 发现与雨水和河水相比泥水更能促进植物生长。
(2) V on Sachs --- 发明了溶液培养–无土培养
无土栽培和营养液培养法，水培法和植物组织分析等研究方法让我们更加深入的了解植物营养。
水培法: 一项使植物在无土条件下在水中或一些溶有养分的惰性介质中生长的技术
(3) 植物组织分析
将植物样品进行灼烧收集灰烬分析灰烬成分并将个别的灰烬成分添加到水培实验体系当中从而断定那些成分是重要的
(4) W.John Woodward利用砂基实验证实仅凭蒸馏水不足以维持植物的生存
(5) 来自瑞士的De Saussure认为：植物对矿质元素的吸收不是等量的，其中有一些更重要De Saussure指出来自于水的氢、氧元素和空气中的二氧化碳是干物质积累的关键，这些基础原料重要性要高于腐殖质. De Saussure认为植物体内的盐类是植物选择性吸收的结果，某些植物吸收的盐类对其本身没有益处甚至有害
(6) Sir Humphrey Davy在1807年到1819年之间先后发现了化学元素钾、钠、钙、氯和硼，并于1813年在农业化学中的元素一书上发表了一系列报告。
它成为标准文本长达50年时间，这本书归纳总结了大量有关植物生长和营养的知识。
他认为植物中的大部分碳素由根部吸收，甚至推荐施用石油作为碳源。
然而科学界仍然坚持腐殖质学说，总的来说亚里斯多德的观点就是只有土壤中含有必学的有机物质植物才能生长。
（7）Liebig(1803-1873)是德国著名的化学家—坚持认为土壤提供的是可溶性无机矿物质而不是液体有机物，Liebig于1840年出版了《有机化学在农业和生理学中的应用》一书，李比希对于有机质理论的强烈批判使得该理论走到了终点。
李比希在此书中提出了著名的矿质营养学说
植物营养学的创立：
ａ养分归还学说：植物以不同方式从土壤中吸收矿质养分，使土壤养分逐渐减少，连续种植会使土壤贫瘠，为了保持土壤肥力，就必须把植物带走的矿质养分和氮素以施肥的方式归还给土壤。
ｂ最小养分学说：作物产量受土壤中相当含量最少的养分所控制，作物产量的高低则随最小养分补充量的多少而变化——最小养分律
ｃ报酬递减率：随着对作物投入的增加，作物产量的增加是逐渐减少的。
从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本亮的增大而增加，到一定的拐点时，投入量在增加，得到的报酬则开始逐渐减少。
李比希强调说土壤肥力可以通过加入的植物灰分元素补充维持，由于大气中的氨态氮能随雨
水返回土壤因此不需要施用氮肥。
施用肥料的益处是能够向与植株接触的大气中释放氨。
虽然V on Liebig 揭示出用强酸例如硫磺酸来处理骨骼可以增加磷的有效性，他尝试用磷酸盐碳酸盐与石灰研制出一种肥料但并没有成功。
（８）田间肥料试验的早期研究
一些著名的法国化学家进行了大量实验，实验结果证明了化肥的益处。
拉瓦锡于1778年利用自己在法国的低产土壤进行实验，结果增产效果明显。
1834年至1871年期间，Boussingault在阿尔萨斯的农场中进行大规模的小区试验，不同处理分别施用粪肥，化肥以及其他原料，并将投入和产出量记录下了进行分析研究。
Boussingault指出土壤需要营养元素的补给，被公认为农业科学创始人
1843年，Lawes and Gilbert在英国的洛桑Rothamsted 创立了肥料试验站
作物生长需要磷和钾，所需数量不能用植物残体中含量来衡量；
非豆科植物需要补充氮，大气中的氨态氮是不足以满足植物对氮素的需求；
思考题：
为什么说植物营养很重要
什么是最小养分学说，报酬递减率和养分归还学说，怎样理解这三个学说在植物营养学中的指导作用。