植物营养
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。
植物营养学
1. 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，即称为营养。
2. 营养元素：植物体所需的化学元素称为营养元素。
3. 植物营养学：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。
4. 必需营养元素：植物生长发育必不可少的元素。
5. 氧自由基（活性氧）：由氧转化而来的氧代谢产物及其衍生的含氧物质，由于它们都含氧，且具有比氧还要活泼的化学特性，所以统称为活性氧。
固氮酶：是豆科作物固氮所必需的，它由两个对氧敏感的非血红蛋白所组成。
一个是含铁和钼的蛋白，也称钼铁蛋白；另一个是铁氧蛋白。
6. 有益元素：在16种必需的营养元素之外还有一些营养元素，它们对某些植物的生长发育具有良好的刺激作用，或为某些植物种类、在某些特定条件下所必需，但不是所有植物所必需，人们称之为“有益元素" （目前主要包括硅、钠、钴、硒、镍、铝等 6 种。
）7. 生物有效养分：指存在于土壤的离子库中，在作物生长期内能够移动到位置紧挨植物根的一些矿质养分。
8. 化学有效养分：指土壤中存在的矿质态养分。
（化学有效养分主要包括可溶性的离子态与简单分子态养分；易分解态和交换吸附态养分以及某些气态养分。
）9. 截获：指根直接从所接触的土壤中获取养分而不通过运输。
10. 质流：植物的蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与原土体之间出现明显的水势差，此种压力差异导致土壤溶液中的养分随着水流向根表迁移，称为质流。
11. 养分的扩散作用：当根系通过截获和质流作用所获得养分不能满足植物需求时，随着根系不断地吸收，根际有效养分的浓度明显降低，并在根表垂直的方向上出现养分浓度的梯度差，从而引起土体养分顺浓度梯度向根表迁移，这种养分的迁移方式叫养分的扩散作用。
12. 根际：指受植物根系活动的影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。
13. 根分泌物：指植物生长过程中，根向生长基质中释放的有机物质的总称。
植物营养学
粮食产量(万吨 万吨) 粮食产量 万吨0,000,000 140,000,000 120,000,000 100,000,000 80,000,000 60,000,000 40,000,000 20,000,000 0
Nitrogenous Fertilizers Potash Fertilizers
营养研究的人(植物吸收养分与吸收水分的过程有关 营养研究的人 植物吸收养分与吸收水分的过程有关) 植物吸收养分与吸收水分的过程有关
2. 海尔蒙特 海尔蒙特(Van Helmont)－－ －－1643年－1648年， 年 年
柳条试验
Van Helmont’s willow tree experiment
11. 创立“植物营养遗传学”：美国的爱泼斯坦 创立“植物营养遗传学” 美国的爱泼斯坦(E. Epstien)在 在 植物的矿质营养》 《植物的矿质营养》( 1972年)一书中详细叙述了植物营养遗传 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》 性状；我国的严小龙等编著了《植物营养遗传学》 12. 提出“植物营养生态学”：研究植物－土壤及其环境的相 提出“植物营养生态学” 研究植物 土壤及其环境的相 植物－ 互关系； 互关系；Rorison在《植物矿质营养的生态问题》(1969)一书总 在 植物矿质营养的生态问题》 一书总 结了当时植物营养生态的研究成果； 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
二、肥料 (fertilizers)
1. 含义：直接或间接供给植物所需 含义： 养分，改善土壤性状， 养分，改善土壤性状，以提高植 物产量和改善产品品质的物质。 物产量和改善产品品质的物质。 2. 肥料生产和消费情况
1975年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化 年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化
第二节 植物的营养
Fig. 38.4
三、 水和矿物质的摄取
2、根的结构与功能
（1）根尖及其分区 根尖是指从根的顶端到着生根毛的部分，根尖是根中生命
活动最旺盛、最重要的部分。根的伸长、根对水分、养料 的吸收、根内组织的形成等主要都是在根尖进行的。 根据 形态与功能的差异，将根尖分为四个区
根 冠 root cap 分生区 Meristematic zone 伸长区 elongation zone 成熟区 maturation zone
CO2在大气中含量极少（0.03％)，因此植物体的结构适应 于尽可能多地捕获CO2。表现在：
宽大、扁平的叶片 海绵组织细胞间隙很大
有利于叶吸收CO2 及CO2, O2和水气的内外交换
表皮有很多气孔
几乎使一切进行光合作用的叶肉细胞都能通到叶片外部的大气。
一、碳素营养——二氧化碳的摄取
1、叶的结构和功能
Summary of primary and secondary growth during the development of a root from a vascular plant
（4） 根的次生生长与次生结构
（Secondary growth and Secondary structure)
Leaf architecture
叶片的解剖结构
气孔器的结构
如何调节促进CO2吸收和水分蒸发之间的平衡？
2、CO2的吸收与水分散失的调节
气孔开关的机制与调节 影响气孔开关的因素
① 水量 水量充足，气孔开，干旱缺水，气孔闭。 ② CO2的浓度 浓度高，闭；浓度低，开； ③ 保卫细胞中K+的浓度 ④ 保卫细胞中淀粉水解的机制
离子出入细胞膜的影响因素： ① 膜内外的离子浓度 ② 膜的电位差
(完整版)植物营养学
第一章绪论1．什么是植物营养？什么是植物营养学？答：植物营养：植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的化学物质，并用以维持其生命活动的过程。
植物营养学：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．李比希提出的植物营养“三大学说”各自的含义是什么？答：矿质营养学说：驳斥了当时流行的“腐殖质营养学说”，认为植物最初的营养物质是矿物质，而非腐殖质。
养分归还学说：作物的每次收获必然要从土壤中取走大量养分；若不及时归还被带走的养分，土壤地力将逐渐下降；要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分。
最小养分律：植物的生长量或产量受环境中最缺少的养分的限制，并随之增减而增减。
环境中最缺少的养分称为最小养分。
3．试述植物营养学的研究范畴与研究方法。
答：研究范畴：植物营养生理学（营养元素生理学、产量生理学、逆境生理学）；植物根际营养（根-土界面、植物-土壤-微生物及环境因素）；植物营养遗传学；植物营养生态学；植物的土壤营养（土壤养分行为学、土壤肥力学）；肥料学与现代施肥技术。
研究方法：生物田间试验法（在田间自然条件下进行，是植物营养学科中最基本的研究方法）；生物模拟试验法（运用特殊装置，给予特殊条件便于调控水、肥、气、热和光照等因素）；化学分析法；数理统计法；核素分析法（同位素标记）；酶学诊断法第二章植物的元素营养1．什么是植物的必需元素？其判别标准是什么？答：植物必需元素：对植物生长具有必需性、不可替代性和直接营养作用的化学元素。
其判别标准是：①必要性：这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的；如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史。
②专一性：这种元素的功能不能由其它元素所代替；缺乏这种元素时，植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。
③直接性：这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。
2．高等植物的必需元素有哪些？大量元素与微量元素是如何划分的？为什么将N、P、K称为“肥料三要素”？答：高等植物必需营养元素目前有16（17）种：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、（镍）。
植物的营养方式
一、植物的营养获取方式是什么？
1、根系吸收
植物可以根据土壤中的根系吸收营养物质，当肥料被埋入土壤中之后，在一定的条件下被分解成植物能吸收的营养元素，被根系转化利用，从而达到补充养分的目的，这种方式所获取的营养更加丰富。
2、叶面吸收
植物还可以通过叶片获得营养，即光合作用的产生，当植物的叶片进行光合作用时，会吸收空气中的水分、氧气、二氧化碳等，将其转化为体内的化学能，形成自养生物，叶片吸收营养的效率比根系更快。
3、营养种类
植物在生长过程中，所需要的营养元素有16种之多，其中最为主要的有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锌、锰、铜、硼等，其中碳元素在干物质中占比为35%，是植物生命活动的基本要素。
4、植物组成
植物由六大器官组成，分别为根、茎、叶、花、果实、种子，其中茎是植物体的中轴部分，一般直立或匍匐于水中，根是植物的营养器官，常位于地下，茎则可以将根部吸收到的养分运输到各个营养器官。
植物获取营养物质的方式
植物获取营养物质的方式
植物获取营养物质的方式主要有以下几种：
1. 光合作用：植物通过光合作用将阳光能转化为化学能，将二氧化碳和水合成有机物质，如葡萄糖等。
这些有机物质可以作为能量来源和碳源满足植物的生长发育需求。
2. 吸收水分和无机盐：植物通过根系吸收土壤中的水分和溶解在水中的无机盐，如氮、磷、钾等。
这些无机盐在植物体内起着调节生长发育和维持身体功能的重要作用。
3. 气体交换：植物通过气孔吸收空气中的二氧化碳，并释放氧气。
二氧化碳是光合作用的重要原料，植物通过气体交换调节植物体内的二氧化碳和氧气浓度。
4. 同化有机物质：植物可以通过与其他生物的互动，如与微生物共生，以获取有机物质。
例如，一些植物与根际土壤中的微生物形成共生关系，微生物通过分解有机物质提供植物所需的营养物质。
5. 肠胃消化：一些特殊的植物，如肉食植物，通过捕捉昆虫或小型动物，进行消化吸收来获取营养物质。
总之，植物通过光合作用、吸收水分和无机盐、气体交换、同化有机物质以及肠胃消化等多种方式来获取营养物质以满足其生长发育的需要。
植物营养学名词解释
翻译并用汉语解释植物营养（Plant nutrition ）:植物生长和代谢所需要的化学物质的供应和吸收。
植物营养学（subject of plant nutrition):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(fertilizer)：通常把施入土壤中或喷洒在作物地上部分，能直接或间接供给作物养分，增加作物产量，改善产品品质或能改变土壤性状，提高土壤肥力的物质称为肥料。
植物有益元素（beneficial elements of plants)有益元素（beneficial element of plants）：在非必需营养元素中有一些元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必需，这些元素被称为有益元素。
根际效应(Rhizosphere)指受植物根系活动的影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。
根际效应：在根际中，植物根系不仅影响介质土壤中的无机养分的溶解度，也影响土壤生物的活性，从而构成一个“根际效应”。
大量元素(macronutrient )微量元素(micronutrient)被动吸收（passive absorption）: 膜外养分顺浓度梯度(分子) 或电化学势梯度(离子)不需消耗代谢能量而自发地(即没有选择性地) 进入原生质膜的过程。
主动吸收（active absorption）: 膜外养分逆浓度梯度(分子) 或电化学势梯度(离子)、需要消耗代谢能量、有选择性地进入原生质膜内的过程。
转运子(transporter): 是指植物的细胞膜上具有控制溶质或信息出入膜的蛋白质体系。
离子间的拮抗作用（ion antagonism）: 指在溶液中某一离子的存在能抑制另一离子吸收的现象。
离子间的协助作用（ion synergism）: 指在溶液中某一离子的存在有利于根系对另一些离子的吸收。
这种作用主要表现在阳离子和阴离子之间，以及阳离子与阳离子之间。
植物营养
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。
矿质营养学说：腐殖质是在地球上有了植物以后才出现的，而不是在植物出现以前，因此植物的原始养分只能是矿物质。
养分归还学说：植物以不同的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，否则由于不断地栽培植物，势必会引起土壤养分的损耗，而使土壤变得十分贫瘠，产量很低，甚至寸草不生，如通过施肥使之归还，就能维持土壤养分平衡。
最小养分率：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。
最小养分率指出了作物产量与养分供应上的矛盾，表明施肥应有针对性。
确定必须营养元素的3个标准：1）这种化学元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。
缺少这种元素植物就不能完成其生命周期。
对高等植物来说，即由种子萌发到再结出种子的过程。
2）缺乏这种元素后，植物会表现出特有的症状，而且其他任何一种化学元素均不能代替其作用，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。
3）这种元素必须是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。
有益元素：对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必须的非必需营养元素。
藜科植物需要钠；豆科植物需要钴；蕨类植物和茶树需要铝；硅藻和水稻需要硅；紫云英需要硒。
16种必需营养元素：碳氢氧氮磷钾（大）钙镁硫（中）铁硼锰铜锌钼氯（微）N植物体内氮素主要存在于蛋白质和叶绿素中。
作物体内氮素的含量与分布明显受施氮水平和施氮时期的影响。
氮的营养功能1）蛋白质的重要组分氮素是一切有机体不可缺少的元素，所以它被称为生命元素。
2）核酸和核蛋白的成分3）叶绿素的组分元素当植物缺氮时，体内叶绿素含量下降，叶片黄化，光合作用强度减弱，光合产物减少，从而使作物产量明显降低。
植物三大基本营养元素
植物三大基本营养元素
植物的生长需要特定的养分，其中包括三大基本营养元素：氮（N）、磷（P）和钾（K），它们是植物生长和发育的重要营养因子。
以下是
关于这三种元素的更多信息。
氮（N）是植物的重要组成部分，它参与植物的组织形成和发育，特别是叶片、根和幼苗的生长。
氮也可以用来制造特定的蛋白质，这些蛋白质有助于叶片和根的生长和开花。
氮也可以增加植物的生长速度，特别是叶片，促进植物的开花和结果。
磷（P）是植物生长和发育的重要元素，也是植物抵御衰老和病
害的重要因素。
它参与植物的细胞分裂，有助于植物吸收其他元素和激素。
磷还可以增强植物的根系，有助于叶片的生长和开花，促进植物的发育和强壮。
钾（K）是元素中最重要的三种元素之一，它可以帮助植物吸收
其他元素，特别是氮和磷，并参与植物的膜运转。
钾可以增强植物的免疫力，使植物抵御病害，减少病虫蛀害。
它也有助于促进植物的开花和结果，增加植物果实和种子的质量和数量。
除了三大基本营养元素外，其他元素，如铜、锌、铁和硫也被认为是植物的重要营养。
它们的作用主要是协助植物的光合作用，有助于植物的叶片和根的生长，也可以增加植物的免疫力，有利于植物抵御病害。
植物生长所需要的营养元素实际上是一个大类，它们共同组成了植物在营养上的全部要求。
氮、磷和钾是三大基本营养元素，它们参
与植物细胞分裂和发育，有助于植物的发育、开花和结果，以及促进植物对病虫害的抵抗力。
其他元素如铜、锌、铁和硫也可以帮助植物的成长和发育，充分发挥植物的潜能。
因此，正确的控制和维护植物的生长所需的三大基本营养元素的比例，是植物健康发育的基础。
名词解释植物的营养
名词解释植物的营养植物的营养是指植物通过吸收养分来维持生长和发育的过程。
植物的营养主要包括无机营养和有机营养两方面。
首先，植物的无机营养是指植物从土壤或水中吸收的无机物质。
这些无机物质包括氮、磷、钾等多种元素。
氮素是植物生长的主要元素之一，它是植物合成蛋白质和核酸的重要组成部分。
磷素则是植物生长过程中能量传递和储存的关键元素。
钾素则参与调节植物的水分平衡和调节酶活性等方面。
除了氮、磷、钾外，植物还需要吸收一些微量元素，如铁、锌、锰等，这些微量元素虽然在植物中的含量很少，但对植物生长影响巨大。
其次，植物的有机营养是指植物通过光合作用合成的有机物质，主要包括碳水化合物、脂类和蛋白质。
光合作用是植物通过吸收光能将二氧化碳和水转化为含能物质的过程，同时释放氧气。
植物通过光合作用合成的葡萄糖是植物生长发育所需能量的主要来源，也是植物合成其他有机物质的重要原料。
除了光合作用合成有机物质外，植物还需要吸收土壤中的一些有机物质。
土壤中的有机物质是由动植物残体和微生物代谢产物等分解形成的，其中含有丰富的有机碳、氮、磷等元素。
植物通过根系吸收土壤中的有机物质，并通过代谢过程将其转化为自身所需的有机物质。
植物的营养过程中还存在一种特殊的营养方式，即共生营养。
共生营养是指植物与其他生物之间进行共生关系，相互依赖共同获取营养的现象。
例如，植物与根瘤菌之间的共生关系。
根瘤菌能够与植物根系共存，并通过与植物根系形成根瘤结节，将大气中的氮转化为植物能够吸收利用的形式，从而为植物提供氮源。
相似地，植物与菌丝共生的真菌也能够帮助植物吸收养分，提高植物的营养水平。
总之，植物的营养是一个复杂、多元的过程。
通过吸收无机营养和有机营养，以及与其他生物的共生关系，植物能够满足自身生长发育所需的营养要求。
这一过程不仅使植物能够生存和繁衍，也为人类提供了丰富的食物和环境。
因此，研究植物的营养对于促进农业生产、改善人类生活具有重要意义。
植物营养学整理重点
第二章植物的营养元素影响植物体内矿质元素种类和含量的因素：1. 遗传因素 2. 环境条件（生长环境）第二节植物的必需营养元素一、植物必需营养元素的标准及种类（一）标准（定义）1.这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。
如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史－－必要性2.这种元素的功能不能由其它元素所代替。
缺乏这种元素时，植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失－－专一性3.这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用－－直接性（二）种类和含量目前已确认的有17种铜铁锰硼锌钼镍氯碳氢氧氮磷钾钙镁硫大量元素：C、H、O －－天然营养元素非矿质元素来自空气和水N、P、K －－植物营养三要素或肥料三要素Ca、Mg、S －－中量元素微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、 B、Mo、Cl、（Ni）植物必需营养元素的各种功能一般通过植物的外部形态表现出来。
而当植物缺乏或过量吸收某一元素时，会出现特定的外部症状，这些症状统称为“植物营养失调症”，包括“营养元素缺乏症”和“元素毒害症”四、必需营养元素间的相互关系1. 同等重要律－－植物必需营养元素在植物体内的数量不论多少都是同等重要的生产上要求：平衡供给养分2. 不可代替律－－植物的每一种必需营养元素都有特殊的功能，不能被其它元素所代替生产上要求：全面供给养分第三节植物的有益元素一、有益元素的概念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，这些类型的元素称为“有益元素”。
（表）本章复习题：1. 影响植物体中矿质元素含量的因素主要是和。
2. 植物必需营养元素的判断标准可概括为性、性和性。
3. 植物必需营养元素有种，其中称为植物营养三要素或肥料三要素。
4. 植物必需营养元素间的相互关系表现为和。
5. 植物的有益元素中，硅(Si) 对于水稻、钠(Na) 对于甜菜、钴(Co) 对于豆科作物、铝(Al) 对于茶树均是有益的第三章植物对营养物质的吸收植物吸收的养分形式：离子或无机分子－－为主有机形态的物质－－少部分植物吸收养分的部位：矿质养分－－根为主，叶也可根部吸收气态养分－－叶为主，根也可叶部吸收第一节植物根系的营养特性（一）根的类型从整体上分：1）直根系2）须根系从个体上分：1）定根2)不定根(三）根的构型：指同一根系中不同类型的根（直根系）或不定根（须根系）在生长介质中的空间造型和分布。
第一节植物营养课件
概念 ：是指在作物生长过程中施用的肥料。
追肥的作用主要是为了供应作物某个时期对养分 的大量需要，或者补充基肥的不足。 多以速效性化肥 为主。
追肥所使用的肥料种类繁多，形式各样。最常见 到的是颗粒状可溶性肥料和缓释肥。
追肥方法：
• 撒施结合灌水 • 条施 • 穴施 • 随水灌施 • 沟施 • 根外追肥等
宽城职教中心
最小养分律特点：
⑴最小养分是指按植物对养分的需要量来讲，是土壤供给能 力最低的一种。 ⑵最小养分不是固定不变的，而是随条件的变化而变化的。 我国建国初期缺氮、60年代缺磷、70年代缺钾、目前缺微 量元素。 ⑶如果不是最小养分的元素，数量增加再多，也不能进一步 提高植物的产量，而且还会降低施肥的经济效益。
木桶效应
宽城职教中心
宽城职教中心
（三）报酬递减律
宽城职教中心
报酬递减律：投入一定土地或土壤上的劳动力和投资， 所得到的报酬随投入量的增加而递减。
这是作为最少养分律的补充提出来的。即其他养 分充足时，增施某种养分，产量会随之增加，但增加 并不完全是直线的，随着养分的不断增加而产量的增 加率却逐渐下降，即养分量达到最高产量的需要量 （最适量），产量则不再增加。如果超过最高产量的
（五）同等重要不可替代律
宽城职教中心
植物必需的营养元素中，每一种营养元素在植 物新陈代谢上都各有其独特功能，它们对植物生长 的作用是同等重要，彼此之间是不能互相代替的。
三、施肥的环节与方法
宽城职教中心
（一）基肥：
概念：作物播种或定植前结合土壤耕作施用的肥料。
主要是培肥土壤和供给作物整个生长期中所需 要的养分，施用量占作物全生育期施肥量的绝大部 分，基肥应该以有机肥为主，包括人、畜禽粪，杂 草堆肥，秸秆沤肥等。这些肥料肥效长，有机质含 量高，还含有氮、磷、钾和各种微量元素。
植物营养学
名词解释1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。
2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。
3肥料：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。
4有益元素：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，这些类型的元素称为“有益元素”，也称“农学必需元素”。
5重金属：原子密度大于5.0g·cm-3 约45种元素；现在，“重金属”一般泛指能够引起环境污染的金属元素，如Al，原子密度只有1.5g·cm-3。
环境污染方面所指的重金属：主要是生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr以及类金属As(五毒），还包括具有毒性的重金属Zn、Cu、Co、Ni、V等污染物6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。
7根际效应：在根际中，植物根系不仅影响介质土壤中的无机养分的溶解度，也影响土壤生物的活性，从而构成一个“根际效应”。
“根际效应”反过来又强烈地影响着植物对养分的吸收。
8截获：是指植物根系在生长过程中直接接触养分而使养分转移至根表的过程。
9质流：是指由于水分吸收形成的水流而引起养分离子向根表迁移的过程。
10扩散：是指由于植物根系对养分离子的吸收，导致根表离子浓度下降，从而形成土体－根表之间的浓度梯度，使养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表迁移的过程。
11质外体：指细胞原生质膜以外的空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。
12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。
13胞间连丝：相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间物质运输的主要通道。
14被动吸收：膜外养分顺浓度梯度（分子）或电化学势梯度（离子）、不需消耗代谢能量而自发地（即没有选择性地）进入原生质膜的过程。
15主动吸收：膜外养分逆浓度梯度或电化学势梯度、需要消耗代谢能量、有选择性地进入原生质膜内的过程。
植物的营养和生长调控
、钾主要通过土壤供应。
02
中量元素
钙、镁、硫，在植物体内含量介于大量元素和微量元素之间，一般在植
物干重中占百分之零点几到百分之几。这些元素也是植物生长发育所必
需的，主要通过土壤供应。
03
微量元素
铁、锰、锌、铜、硼、钼等，在植物体内含量很少，一般占植物干重的
千分之几到万分之几。虽然含量少，但它们在植物生长发育过程中起着
内源调节物质
多胺
参与植物生长和发育的调节，如细胞分裂、伸长 和分化等。
酶类
参与植物体内的各种代谢过程，如光合作用、呼 吸作用等，对植物生长和发育至关重要。
ABCD
酚类化合物
具有抗氧化和抗菌作用，对植物生长有积极影响 。
植物抗逆蛋白
在植物受到逆境胁迫时表达，提高植物的抗逆性 。
03
营养与生长调控的关系
02
植物生长调控因子
植物激素
赤霉素
促进茎的伸长、引起植株快速 生长、解除休眠和促进花粉萌 发等生理作用。
脱落酸
抑制细胞分裂，促进叶和果实 的衰老和脱落。
生长素
促进细胞伸长和分裂，影响植 物的向光性和顶端优势。
细胞分裂素
促进细胞分裂和扩大，诱导芽 的分化，延缓叶片衰老。
乙烯
促进果实成熟，促进器官脱落 和衰老。
生长调节剂研发
研发新型、高效、安全的植物生长调 节剂，实现植物生长的精准调控。
多学科交叉融合
加强植物营养学、植物生理学、分子 生物学等多学科的交叉融合，推动植 物生长调控领域的创新发展。
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通过喷施植物生长调节剂，可控制植 物的生长速度、株型和叶面积等，提 高植物抗逆性。
生物技术在植物营养和生长调控中的应用
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第二节 作物矿物质营养的基本特点
一、不同作物的营养特点 1、数量：作物需16种必需元素是通性； 但作物不同所要求的量不同： 块根、块茎类作物如：马铃薯、甘蔗需钾多； 以收获叶子为主的蔬菜、茶、桑需氮多； 豆类作物能固氮，需氮少，需磷、钾多； 油菜、甜菜需硼多； 大豆、马铃薯需钙多； 水稻需硅多。
二、植物必需的营养元素
自然界的元素在植物体内几乎都能 找到，但并非全部必需。可以用除去某 一元素的营养液进行培养试验，通过作 物生长和发育的情况判断。 D.I.Arnon(阿农)和P.R.Stout(斯托 特 )1939年提出了判断植物必需营养元 素的三条标准：
1.缺少这种元素，作物生长发育受阻，不能 完成生活周期。
Cl + NH4 NO2HNO3 亚硝化细菌 硝化细菌
反硝化
HNO2
流失
N2 N2O
挥发
氯离子抑制反硝化作用示意图
♣油菜、萝卜、大豆、田菁：对难溶性磷
肥利用力强，小麦、谷子差。
二、作物体内矿质养分的运转与分配
少部分根利用 根吸收养分
多数以离子、氨基酸、酰胺、己 糖磷酸脂形式进入茎中柱导管 叶肉细胞利用 地上各部分 少量随光合产物通过叶脉 筛管 叶柄 茎 根
第二章 植物营养
第一节 植物生长发育必需的营养元素
第二节 植物矿物质营养的基本特点 第三节 作物营养的阶段性和连续性
第二章 植物营养
植物生长发育从环境中吸收营养物 质，施肥是满足植物营养的手段。要合 理施肥，就要研究作物需要什么营养元 素，植物怎样吸收这些元素以及受哪些 环境条件的影响
第一节 植物生长必需的营养元素
CO2 大气 H2O 土壤 水 CO2 O2 大气和土壤空气 NH4+ NO3土壤 H2PO4- HPO42土壤 K+ 土壤 SO42+ 土壤 Ca2+ 土壤 Mg2＋ 土壤
45 6 45 1.5 0.2 1.0 0.1 0.5 0.2
微量营养元素
种类 Cl Fe Mn B Zn Cu Mo Ni
实践证明，获得作物高产和优质产品的关 键，很大程度上取决于养分的平衡供应。它 必须以植物营养理论为指导，以各类植物的 营养特性与不同土壤供肥状况为施肥的重要 依据。 只有在正确理论指导下的施肥才能明显地 提高产量、改善品质、保护环境，并建立良 好的生态系统，造福人类；反之，盲目施肥 往往不仅不能增产，反而浪费资源，破坏生 态环境。
2.缺少这种元素，作物出现某些特定症状， 只有补充该元素才能恢复正常或预防。 3.该元素在植物营养生理上表现出直接的效 果，而不是改善了植物生长的环境条件而 产生的间接效果。
目前认为植物必需营养元素有17种
（大、中量元素9种，微量元素8种）：
大量营养元素 主要吸收形态 主要来源 在干物质中的含量
C H O N P K S Ca Mg
♣ 在上述养分循环中，优先分配于代谢 旺盛，合成能力和长势强的生长中心。 如：分蘖期增加分蘖数，拔节期增加有效分蘖。
♣ 营养元素不足时，新形成的生长中心 会摄取前一个生长中心的养分。 如：开花期氮不足，会摄取茎叶养分，使茎叶早
第五节 肥料学基础知识
（二）研究内容：
计量施肥与施肥技术
根据作物的养分平衡原理，土壤的肥力水
平或其肥料的效应函数，计算预计产量的 施肥量。
肥料的施用方法及有效施用技术。
基肥
含义
目的
施用原则 肥料种类 施用方法
播前或定植前 施用的肥料
种肥
播时或定植时施 用的肥料
追肥
生长过程中施 用的肥料
满足各生育期 对养分要求 促生长 化肥为主 ， 腐熟的有机肥 根外追肥， 条施、穴施
♣马铃薯：以NH4+为好，马铃薯喜S，施氮肥应优
选 (NH4)2SO4，不宜用NH4Cl。
♣忌Cl作物：茶、烟草、柑桔、甜菜、甘薯、甘蔗、
葡萄等。
♣甜菜： 以NO3-为好，因喜Na＋，施用氮肥优选
硝酸钠。
♣烟草： 硝酸根有利燃烧，NH4+促进芳香族挥发油
形成 （香味），优选NH4NO3。 ♣水稻： 优选NH4Cl，因S形成H2S毒害根系，Cl－ 抑制亚硝化细菌的活性。
有机肥与化学肥料比较
有机肥 化学肥料 ①含有机质多，有直接的改良 ①只供作物矿物质养分，没有 土壤功能； 直接的改土功能； ②含多种养分，但养分含量低； ②养分含量高，但养分种类单 一； ③供肥时间长，但肥效缓慢； ④既能供给作物养分促进作物 ③肥效快，供应数量多，但肥 效不持久； 生长，又能保水、保肥、改 良土壤。 ④养分浓度大，但容易挥发、 淋失或固定，利用率不高。
三、必需元素的作用
1、构成作物活体的结构物质及生活物质: C H O N S Ca Mg 如纤维素、半纤维素、木质素、果胶等 蛋白质、氨基酸、核酸、脂类、叶绿素等 2、加速作物体内代谢 : Zn Cu Mn Cl Mo B Fe Ca Mg K…. 是酶的辅基 或活化基 3、对作物具特殊功能的元素: K Ca Mg …. 调节渗透势，增强抗逆性
第二节 植物营养学的范畴
1 植物营养生理学
营养生理学、 产量生理学、逆境生理学
2 3 4 5
植物根际营养 根-土界面微域 植物营养遗传学与分子生物学 植物营养生态学 植物的土壤营养
土壤养分行为学 土壤肥力学
6 肥料与施肥技术
第三节 植物营养学的研究方法
生物田间试验法 生物模拟试验法 化学分析法 数理统计法 核素技术法 酶学诊断法
土壤肥料学
（肥料部分）
植物营养 资源与环境学院 刘春生 CSliu@ 与肥料学
第一章 植物营养绪论
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 植物营养学与农业生产 植物营养学的范畴 植物营养学的主要研究方法 植物营养学的任务 肥料学的基础知识
第一节 植物营养学与农业生产
一、什么是植物营养学
我国人口众多，必须增加粮食产量 ★ 增加粮食产量的途径：扩大耕地面积（包括改良中、 低产田）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不大，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年以来，我国化肥工业 发展迅速，粮食总产量迅速增加。近十几年来，由于 我国种植结构的变化，粮、棉、油的种植面积有所减 少， 而瓜、菜果园的面积发展较快，从而出现化肥用量更快 增长的势头。
科学解决存在的问题而进行生产指导。
2、试验研究： 生物试验、化学试验、生物
物理试验。
第五节 肥料学基础知识
生物试验：田间试验：小区进行
培养试验：网室、温室的沙培、水培
化学试验：常规分析：土壤、肥料的N P K …
化学速测：营养诊断
生物物理试验：利用15N 、32P …等示踪肥料
，研究肥料的吸收利用规律
★
第一节 植物营养学与农业生产
施肥不仅能提高土壤肥力，而且也是提高
作物单位面积产量的重要措施。 据FAO的统计，化肥在农作物增产的总份 额中占40%-60%。
生产实践表明，提高作物单产的重要措施之一是 要创作一个良好的营养环境，保证及时满足作物 对养分的需求。
第一节 植物营养学与农业生产
第五节 肥料学基础知识
（二）研究内容： ★ 各种肥料的成分、性质； ★ 肥料施入土壤中的变化、被吸收的形态； ★ 肥效的维持时间。 ♣ 按作用把肥料分为直接肥料和间接肥料： ◊直接肥料为直接营养作物的肥料，如氮、磷、 钾化肥。 ◊间接肥料为通过改善土壤的水、肥、气、热状 况达到营养作物目的的肥料，如石灰、石膏。 ◊有机肥为二者作用都有的肥料。
第五节 肥料学基础知识
肥料是植物的粮食，是农业生产的基础 资料之一，要实现农业生产的优质高效及农业 的可持续性发展，需要合理施肥，培肥土壤， 也就需要了解作物的营养特性及肥料方面的专 门知识，因而需要学习肥料学。
第五节 肥料学基础知识
一、肥料学的基本概念及研究内容
（一）基本概念： ★ 肥料学是研究植物营养与肥料施用的科学。 ★ 直接或间接供给作物所需养分，改善土壤 性状，以提高作物产量和改善作物品质的 物质，都可称为肥料。
1. 2.
3.
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。
第一节 植物营养学与农业生产
一、植物体内元素组成及含量 水分 75％－95％
（95％－99％） C H O N
干物质
（ 5％－25％） 灰分元素 Ca K Si P S Cl Al Na Fe…
★灰分元素：将植物干物质进行煅烧后，C H O N以气体形态挥发（气态元素）残留下的 不挥发的物质称灰分，灰分中的元素称灰分 元素。 ★ 植物体中元素有七十多种，含量相差很大， 这与： 植物的种类有关，如：盐生植物含钠多、豆 科植物含氮多、水稻含硅多，马铃薯、甜菜 含钾多； 环境有关，如：红壤土上的植物含铝多；施 肥可以增加植物体内该元素的含量。
盆栽试验
第四节 植物营养学的任务
□ 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 □ 阐明植物体内营养物质运输、分配和能量转 化的规律 □ 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； □ 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。 □ 提高作物产量，改善产品品质,减轻环境污染。
在农业生产中，有些有益元素对作物的产量构成 和产品品质有着举足轻重的作用，有人称这些元素为 “农学必须元素”。如，硅对水稻、甘蔗等作物的生 长发育影响很大，缺少时作物的产量和品质会有不同 程度的下降。国内外都有将硅肥应用于农业生产的报 道。