植物营养学(全套633页PPT课件)
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植物营养基础知识PPT课件
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21
(四)同等重要律
对农作物来讲，不论大量元素或微 量元 素，都是同样重要缺一不可的，即使缺少某 一种微量元素，尽管它的需要量很少，仍会 影响某种生理功能而导致减产。
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22
同等重要律对科学合理 施肥的指导意义
各种养分对作物都是同等重要的， 微量 元素、稀有元素和大量元素是同等重要的.
--
23
包括：碳、必氢用要、的性氧元、素专氮。一、性磷、钾直、接钙性、镁、
如：甜菜——钠硫，、水铜稻、—铁—、硅锰，、锌、硼、钼、 氯
--
10
2、植物所需的必需元素的分类
0.1%
大量元素：含量> 0.1% 中量元素：0.01% < 含量 <
微量元素：含量 < 0.01%
--
11
大量元素：碳 氢 氧 氮 磷 钾 中量元素：钙 硫 镁 氯 微量元素：锌 铜 硼 锰 铁 鉬
79
什么是螯合肥？
螯合肥：将螯合技术引入肥料的 生产中，将无机态的中微量元素螯合 成有机态的养分，植株吸收更好，见 效更快。
--
80
稀
施
v
美
--
81
螯合示意图：（EDTA 螯合剂）
EDTA
钙、
氨基酸
镁铁
螯合效果：氨基酸与单质钙、镁、铁紧密结合，
避免被土壤中P磷固定，吸收效果好
--
82
为什么说螯合态的微量 稀有元素吸收好?
脐腐
干烧心
--
35
苦痘病
--
裂瓜
36
由于缺钙引起枣子的裂果
--
37
植物缺钙症状:
顶芽、侧芽、根尖等分生组织易腐烂 死亡，叶尖弯钩状，并相互粘连，干 烧心、筋腐、脐腐等。
《植物营养》课件
水中的氧气含量
水中的氧气含量对植物根部吸收营养有重要作用。在缺氧条件下，植 物根部可能会受损，影响其对养分的吸收能力。
06
植物营养学应用与实践
植物营养在农业生产中的应用
植物营养在农业生产中具有至关重要 的作用，通过合理施肥，可以提高作 物产量和品质，增加经济效益。
植物营养有助于提高作物的抗逆性， 如抗旱、抗寒、抗病虫害等，从而提 高作物的适应性和生存能力。
营养。
降雨
降雨量与降雨频率对植物营养的 影响主要体现在土壤的水分状况 上。适量的雨水有助于保持土壤 湿润，促进植物对养分的吸收。
水对植物营养的影响
水质
水的质量直接影响植物对营养的吸收。硬水含有较高的矿物质，可 能对某些植物造成营养过剩；而软水则可能缺乏必要的矿物质。
灌溉方和喷灌则能够更精确地控制水肥供应。
随着科学技术的进步，植物营养学逐 渐发展成为一门独立的学科，开始出 现专业的植物营养学家和研究机构。
植物营养学的研究内容与意义
研究内容
植物营养学的研究内容包括植物 对矿质营养的吸收、运输和利用 ，植物对有机物的吸收和利用， 以及植物对环境的适应性等。
研究意义
植物营养学的研究对于提高农业 生产的产量和品质、保护生态环 境、促进农业可持续发展等方面 具有重要意义。
植物营养有助于提高土壤肥力，改善 土壤结构，促进土壤微生物活动，从 而保持土壤健康。
植物营养有助于减少环境污染，如减 少化肥和农药的使用，降低土壤和水 源的污染风险。
植物营养在园艺生产中的应用
园艺植物的生长发育和品质也受到植物营养的影响。 合理施肥可以促进花卉、果树等园艺植物的生长和发
育，提高其观赏价值和食用价值。
根系吸收是植物获取营养的主要途径 ，根毛是吸收营养元素的主要部位。
水中的氧气含量对植物根部吸收营养有重要作用。在缺氧条件下，植 物根部可能会受损，影响其对养分的吸收能力。
06
植物营养学应用与实践
植物营养在农业生产中的应用
植物营养在农业生产中具有至关重要 的作用，通过合理施肥，可以提高作 物产量和品质，增加经济效益。
植物营养有助于提高作物的抗逆性， 如抗旱、抗寒、抗病虫害等，从而提 高作物的适应性和生存能力。
营养。
降雨
降雨量与降雨频率对植物营养的 影响主要体现在土壤的水分状况 上。适量的雨水有助于保持土壤 湿润，促进植物对养分的吸收。
水对植物营养的影响
水质
水的质量直接影响植物对营养的吸收。硬水含有较高的矿物质，可 能对某些植物造成营养过剩；而软水则可能缺乏必要的矿物质。
灌溉方和喷灌则能够更精确地控制水肥供应。
随着科学技术的进步，植物营养学逐 渐发展成为一门独立的学科，开始出 现专业的植物营养学家和研究机构。
植物营养学的研究内容与意义
研究内容
植物营养学的研究内容包括植物 对矿质营养的吸收、运输和利用 ，植物对有机物的吸收和利用， 以及植物对环境的适应性等。
研究意义
植物营养学的研究对于提高农业 生产的产量和品质、保护生态环 境、促进农业可持续发展等方面 具有重要意义。
植物营养有助于提高土壤肥力，改善 土壤结构，促进土壤微生物活动，从 而保持土壤健康。
植物营养有助于减少环境污染，如减 少化肥和农药的使用，降低土壤和水 源的污染风险。
植物营养在园艺生产中的应用
园艺植物的生长发育和品质也受到植物营养的影响。 合理施肥可以促进花卉、果树等园艺植物的生长和发
育，提高其观赏价值和食用价值。
根系吸收是植物获取营养的主要途径 ，根毛是吸收营养元素的主要部位。
《植物营养原理》课件
营养元素对农产品品质的影响
例如，氮素影响叶绿素合成，进而影响光合作用和植物生长；磷素对果实着色和 口感有重要作用；钾素可增强植物抗逆性，提高农产品耐贮性。
植物营养与环境保护的关系
植物营养与土壤健康
合理施肥可以改善土壤结构，提高土壤微生物活性，促进土壤养 分循环，从而维护土壤健康。
植物营养与水体保护
、钾等。根系吸收的方式包括主动运输和被动运输。
叶片吸收
02 植物的叶片也能吸收营养元素，如气孔吸收气体营养
元素和水分。
共质体与质外体运输
03
营养元素在植物体内通过共质体和质外体的途径进行
运输。
植物对营养元素的运输和分布
01
短距离运输
营养元素在植物体内的短距离运输主要通过细胞之间的 转移。
02
长距离运输
植物营养与环境互作
探讨植物如何适应不同环境条件下的营养需求 ，以及如何提高植物的抗逆性。
新型肥料与施肥技术
研究新型肥料和施肥技术的开发与应用，以提高肥料利用率和减少环境污染。
未来研究方向与展望
植物营养与全球气候变化
研究气候变化对植物营养的影响，以及如何 通过调整施肥策略来应对气候变化。
植物营养与其他学科的交叉 研究
营养元素在植物体内长距离运输主要通过木质部和韧皮 部进行。
03
元素在植物体内的分布
营养元素在植物体内的分布受到遗传因素、环境因素和 植物生理状态的影响。
植物对营养元素的利用与转化
01
合成代谢
植物利用营养元素合成各种有机 化合物，如蛋白质、核酸、碳水 化合物等。
分解代谢
02
03
元素循环与再利用
分解代谢是植物体内营养元素释 放的过程，如呼吸作用和光合作 用等。
例如，氮素影响叶绿素合成，进而影响光合作用和植物生长；磷素对果实着色和 口感有重要作用；钾素可增强植物抗逆性，提高农产品耐贮性。
植物营养与环境保护的关系
植物营养与土壤健康
合理施肥可以改善土壤结构，提高土壤微生物活性，促进土壤养 分循环，从而维护土壤健康。
植物营养与水体保护
、钾等。根系吸收的方式包括主动运输和被动运输。
叶片吸收
02 植物的叶片也能吸收营养元素，如气孔吸收气体营养
元素和水分。
共质体与质外体运输
03
营养元素在植物体内通过共质体和质外体的途径进行
运输。
植物对营养元素的运输和分布
01
短距离运输
营养元素在植物体内的短距离运输主要通过细胞之间的 转移。
02
长距离运输
植物营养与环境互作
探讨植物如何适应不同环境条件下的营养需求 ，以及如何提高植物的抗逆性。
新型肥料与施肥技术
研究新型肥料和施肥技术的开发与应用，以提高肥料利用率和减少环境污染。
未来研究方向与展望
植物营养与全球气候变化
研究气候变化对植物营养的影响，以及如何 通过调整施肥策略来应对气候变化。
植物营养与其他学科的交叉 研究
营养元素在植物体内长距离运输主要通过木质部和韧皮 部进行。
03
元素在植物体内的分布
营养元素在植物体内的分布受到遗传因素、环境因素和 植物生理状态的影响。
植物对营养元素的利用与转化
01
合成代谢
植物利用营养元素合成各种有机 化合物，如蛋白质、核酸、碳水 化合物等。
分解代谢
02
03
元素循环与再利用
分解代谢是植物体内营养元素释 放的过程，如呼吸作用和光合作 用等。
《植物营养学》幻灯片PPT
四、根系对阴离子的吸收
阴离子呼吸学说:
(瑞典著名植物生理学家 Lundegardh)
阴离子进入与细胞色素系统密切相关， 细胞色素中心局部含有铁原子，铁由二价变 三价，导致细胞色素的复原与氧化，阴离子 便沿着电子传递的相反方向进入细胞。
这一学说有致命的弱点，很少有人赞同。
质子－阴离子“ 共运输
〞
阴离子先同质子结合而质子化，带正
自1844年法国植物学家E.Gris把FeSO4 溶液涂抹在发黄的葡萄叶片上用以矫正因 缺铁引起的黄叶病以来，叶面施肥在生产 实践中的应用及机理的研究有了长足的开 展。1940年，美国开场用尿素作为根外追 肥并获得成功。但某些农业科学家对叶面 肥的作用依旧保持疑心，认为叶面吸收养 分是一个不清楚的过程，只在某些特殊条 件下有一定的效果。事实上，关于叶面渗 透吸收养分机理的研究远远落后于叶面肥 的实际应用。
营养元素
吸收形态
生物化学功能
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
CO2、HCO3-、H2O、 O2、NO3-、NH4+、 N2、SO4=、SO2离子 来自土壤溶液气体来 自大气
是有机物质的主要组成成分，是酶催化过 程中原子团的必需元素。通过氧化还原反 应而同化
微量营养元素：
Fe Mn Cu Zn B Mo Cl(一般占植物干重的0.1%以下)
大量与微量没有严 格的界限,随着环境的变 化微量元素含量可超过 大量元素含量。
两个重要的定律
同等重要律:
必需营养元素在植物体内不管数量多 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。
植物营养学课件- 养分的吸收
➢ 非必需营养元素中一些特定的元素，对特
定植物的生长发育有益，或是某些种类植物所 必需的，这些元素为有益元素。
例：豆科作物-钴；
藜科作物-钠；
硅藻和水稻-硅.
需要注意的问题——
十七种营养元素同等重要，具有不可替代性 有益元素对某些植物种类所必需，或是
对某些植物的生长发育有益。
小结
掌握
• 灰分，必需营养元素，有益元素 • 确定必需营养元素的三个标准 • 目前已确定的必需营养元素及分类
91 98 580 597 1
营养液及玉米、蚕豆根汁液中 离子浓度的变化
离子
外部浓度（mmol/L）
初始
4 天后*
浓度 玉米 蚕豆
根汁液中 浓度（mmol/L）
4 天后
玉米 蚕豆
K+
2.00 0.14 0.67 160 84
Ca2+
1.00 0.94 0.59
3 10
Na2+
0.32 0.51 0.58 0.6
其他元素
必需营养元素 非必需营养元素
有益元素 其它元素
其他元素
第一节 植物的营养成分
一、植物的组成成分 二、必需营养元素的概念
及确定标准 三、必需营养元素的分组及功能
必需营养元素的概念及确定标准
对于植物生长具有必需性、不可替代性 和作用直接性的化学元素称为植物必需营养元素
确定必需营养元素的三条标准*
植物体内电压门控钾离子通道模型
离子载体运输
载体： 细胞膜上能携带离子跨膜的蛋白或其它物质
载体学说 当离子跨膜运输时，离子首先要结合在载体 上，形成载体－离子复合体而将离子转至膜 内释放。 这一结合过程与底物和酶结合的原理相同。
植物营养生长课件
植物营养生长课件
3、贮藏物质的变化 萌发过程中，种子的贮藏物质(淀粉、脂肪和蛋白 质)在相应的酶类催化下发生一系列的变化；大分子→ 小分子；不溶性→可溶性；贮藏部位(胚乳子叶)→胚体， 作为物质和能量的来源。 见下图
4、激素的变化 种子萌发时，IAA、GA、CTK含量上升， ABA 等抑制剂含量下降。 如:未萌发的种子通常不含自由型IAA，但萌发初 期种子内束缚型的IAA即转变为自由型的IAA。 继续
植物营养生长课件
植物营养生长课件
3、药剂处理 某些化学药剂能够破除种子的休眠，如： ①用酒精处理可增加莲子种皮的透性； ②热H2SO4(120-150℃)搅拌棉花种子5分钟，再用 清水冲洗，可使种皮透水透气。 ③用0.5％或0.1％硫脲于20℃下浸泡桃、莴苣的种 子16小时，可打破休眠。 ④用GA处理有效地促进人参、银杏种子萌发。 ⑤用H2O2能破除小型豆科植物的种子休眠。
从植物体上分离下来的被培养的器官、组织、细 胞团等，叫做外植体。
植物营养生长课件
㈠、组织培养的理论依据 植物细胞具有全能性，即植物体的每一个细胞都
有分化成为一个完整植株的潜在能力。
㈡、组织培养的过程 1、配制培养基 通常由五类物质组成： ① 碳源(1-4％的蔗糖)：还有维持渗透势的作用。 ②无机营养：包括大量元素和微量元素。 ③维生素：主要是B1、B6、烟酸和肌醇； ④生长调节剂：IAA类为 2,4-D或NAA，CTK类
→ 细胞质、细胞核被挤至细胞边缘）
CTK促使细胞体积扩大；IAA与GA促进细胞伸 长，ABA与ETH则抑制细胞的伸长。
三、细胞的分化（生长慢）
细胞的分化是指由分生组织的细胞发育成结构与 功能不同的组织细胞的过程。
植物营养生长课件
由分生组织的细胞可分化成薄壁组织、输导组织、 机械组织、保护组织和分泌组织，进而形成各种器官。
3、贮藏物质的变化 萌发过程中，种子的贮藏物质(淀粉、脂肪和蛋白 质)在相应的酶类催化下发生一系列的变化；大分子→ 小分子；不溶性→可溶性；贮藏部位(胚乳子叶)→胚体， 作为物质和能量的来源。 见下图
4、激素的变化 种子萌发时，IAA、GA、CTK含量上升， ABA 等抑制剂含量下降。 如:未萌发的种子通常不含自由型IAA，但萌发初 期种子内束缚型的IAA即转变为自由型的IAA。 继续
植物营养生长课件
植物营养生长课件
3、药剂处理 某些化学药剂能够破除种子的休眠，如： ①用酒精处理可增加莲子种皮的透性； ②热H2SO4(120-150℃)搅拌棉花种子5分钟，再用 清水冲洗，可使种皮透水透气。 ③用0.5％或0.1％硫脲于20℃下浸泡桃、莴苣的种 子16小时，可打破休眠。 ④用GA处理有效地促进人参、银杏种子萌发。 ⑤用H2O2能破除小型豆科植物的种子休眠。
从植物体上分离下来的被培养的器官、组织、细 胞团等，叫做外植体。
植物营养生长课件
㈠、组织培养的理论依据 植物细胞具有全能性，即植物体的每一个细胞都
有分化成为一个完整植株的潜在能力。
㈡、组织培养的过程 1、配制培养基 通常由五类物质组成： ① 碳源(1-4％的蔗糖)：还有维持渗透势的作用。 ②无机营养：包括大量元素和微量元素。 ③维生素：主要是B1、B6、烟酸和肌醇； ④生长调节剂：IAA类为 2,4-D或NAA，CTK类
→ 细胞质、细胞核被挤至细胞边缘）
CTK促使细胞体积扩大；IAA与GA促进细胞伸 长，ABA与ETH则抑制细胞的伸长。
三、细胞的分化（生长慢）
细胞的分化是指由分生组织的细胞发育成结构与 功能不同的组织细胞的过程。
植物营养生长课件
由分生组织的细胞可分化成薄壁组织、输导组织、 机械组织、保护组织和分泌组织，进而形成各种器官。
植物营养学幻灯片课件
37
二、植物营养学的建立 和李比希(Liebig)的工作
38
Justus von Liebig
1803-1873
Giessen's university (with more than 21,000 students) has a long and interesting history. It was founded 1607. The official name "Justus-Liebig-University" stems from the famous German "Justus von Liebig", who became professor in Giessen at the age of 21 and who taught in the agricultural chemistry department for 28 years.
11320 16390 19505 19455 28450 32052 37898 / 7.8 37.3 194.2 536.9 1269.4 1322.2 209 288 306 272 309 327 365
12
1949 54167 1952 57482 1957 64653 1963 72538 1973 91970 1980 98255 1985 104689
23
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
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）。
[课件]第一章 植物营养学与施肥原理PPT
![[课件]第一章 植物营养学与施肥原理PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/8d0efc6ee518964bce847c15.png)
植物的种类、生育期
土壤水分 气候（温度、光）
②土壤溶液中离子态养分的多少
硝态氮、钙、镁主要是由质流供给的，而 且钙、镁供应量常能满足一般作物的需要。 29
3、扩散(diffusion)：土壤溶液中的养分顺着浓度 梯度，由高到低向根表移动的过程。 影响因素：① 养分扩散系数
② 土壤养分离子浓度及梯度
1、有益元素：不是所有高等植物都必需的，但是对某些植 物的生长发育有益，或某些植物在特定条件下所必需的营 养元素称有益元素。
Na — 盐生植物
Si — 水稻
甜菜
芹菜
Co — 豆科植物 Se — 黄芪 Al — 茶树 V — 删列藻 24 黄芪属的其它品种
2、有害元素：某些非必需元素和过量的必需元素。
36
离子泵学说
37
外部溶液
细胞膜
细胞质
液泡膜
液泡
阳离子
反向 运输？
反向 运输
协同 运输 pH5.5 阴离子
协同 运输？ pH7.0~7.5
-120 -180mV
pH5.5
-100mV
植物细胞内电致质子泵（H+-ATP酶）的位置及作用模式
38
四、根系对有机养分的吸收
1 现代研究结果表明：高等植物可以直接吸收利用某些 有机化合物。
肥料：是提供植物必需营养元素或兼有改变土壤性
质提高土壤肥力功能的物质。 作物 品质
肥料 有机肥料 氮肥 化学肥料 磷肥 生物肥料 钾肥 复肥 微肥
产量
肥料分类:
植物利用 直接肥料 间接肥料
基肥（底肥） 施肥时间 种肥（口肥） 追肥：根部追肥、叶面追肥7
有机肥料：含有大量有机质和多种植物所需养分 的改土肥田物质。 化学肥料（矿质肥料）：含有植物必需营养元素 的无机化合物。（合成、天然矿物） 微生物肥料（生物肥）：含有大量有益微生物的 微生物制剂。（可提供营养元素、激素、酶）
植物营养学课件- 绪论
推行新教学法，重视实践和 人才培养
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
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
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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）
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
4 190 170
3 150
粮食产量
6000 180 5000
7
6
200
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。
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
Iron
> 2 billion people affected
Iron 缺乏
Calcium 缺乏(孟加拉国) Rickets（软骨病, 佝偻病）
Zinc 缺乏
改善农产品品质
deficient
normal
Deformed fruit caused by Boron deficiency
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
1985
1984
1991
1990
1997
1996
2003
2002
2009
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
植物营养学
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
过量施用化肥
太湖不再 碧波荡漾
A Global Issue – China’s Food Security
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Βιβλιοθήκη 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 ……
• 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
Lester Brown
1994 • Who will Feed China?
2008 • Will China Starve the World?
2011 • Can the United States Feed China?
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）
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
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
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
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