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。

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。

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。

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》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。

授课大纲? 第一章绪论? 植物营养学的基本概念（植物营养学、肥料）? 植物营养学的发展概况（李比希的三个学说）? 植物营养学的范畴及研究方法本章复习题：1. 植物营养学是研究植物对营养物质、、和的规律，以及植物与之间营养物质和能量交换的科学。

2. 肥料具有、和等作用。

3. 李比希创立的学说，在理论上否定了学说，说明了植物营养的本质是；在实践上，促进了和的发展，因此，具有划时代的意义。

4. 根据李比希的养分归还学说，今后归还土壤养分的方式应该是。

5. 最小养分律告诉我们，施肥应该。

6. 植物营养学的主要研究方法有和。

第二章植物对营养物质的吸收主要内容：1、植物的营养元素（了解/掌握）2、植物根系的营养特性了解3、植物根系对养分的吸收掌握4、影响植物吸收养分的因素了解/掌握5、植物叶部对养分的吸收了解6、植物的营养特性与施肥方法了解/掌握第三章营养物质在植物体内的运输和分配* 主要内容：1、养分的短距离运输了解/掌握* 2、养分的长距离运输了解/掌握* 3、植物体内养分的循环了解/掌握* 4、养分的再利用了解/掌握第四章土壤养分生物有效性第五章矿质营养与植物生长、产量和品质的关系一、矿质养分供应的生长效应曲线二、影响养分效应的因素第二节库源关系与产量一、同化物在韧皮部中的运输及其调节二、库-源关系的转化三、植物激素在库-源关系调节中的作用第三节矿质营养对库——源及其相互关系的影响第四节矿质营养与品质的关系（一）氮肥与品质的关系（二）磷肥与品质的关系（三）钾肥与品质的关系（四）钙、镁、硫与品质的关系（五）微量元素与品质的关系二、矿质营养与种子活力和品质的关系第六章植物对逆境土壤的适应性第七章植物营养性状的遗传学特性与改良第八章植物的氮素营养与氮肥主要内容：1. 植物的氮素营养掌握2. 土壤中的氮素及其转化了解 (结合土壤学掌握转化)3. 氮肥的种类、性质与施用掌握4. 氮肥施用对环境的影响了解5. 氮肥的合理分配和施用掌握本章小结：1. 植物的氮素营养 (掌握)2. 土壤中的氮素及其转化3. 氮肥的种类、性质与施用 (掌握)4. 氮肥施用对环境的影响5. 氮肥的合理分配和施用 (掌握) 本章复习题：1. 氮素是植物体中、、、等的组成成分。

植物营养学发展历史植物营养学的发展历史可以追溯到古代农业时期，当时人们已经意识到植物生长需要特定的条件和养分。

然而，植物营养学作为一门科学学科，是在19世纪末期开始发展的。

以下是一些关键的时间节点：1.15世纪：尼古拉斯开始从事植物营养的研究，他认为植物从土壤中吸收养分与吸收水分的某些过程有关。

2.1640年：海尔蒙特在布鲁塞尔进行了著名的柳条试验，得出柳树增重来自水而不是来自大气和土壤的错误结论。

尽管他的结论并不正确，但他的重要功绩在于把科学的试验方法引人了植物营养研究的领域。

3.1804年：索秀尔证明了植物体内的碳来自大气中的CO2，是植物同化作用的结果；而植物的灰分则来自土壤；碳、氢、氧来自空气和水。

4.19世纪初期：德国学者泰伊尔提出了腐殖质营养学说，认为土壤肥力取决于腐殖质的含量，腐殖质是土壤中惟一的植物营养物质；而矿物质只是起间接作用，即它可加速腐殖质的转化和溶解，使其变成易被植物吸收的物质。

5.1834年：法国的农业化学家布森高第一次采用田间试验方法研究植物营养，首先把化学测定方法从实验室运用到田间试验中，确认豆科作物可利用空气中的氮素，并能提高土壤的含氮量；谷类作物则不能利用空气中的氮素，只能吸收土壤中的氮素，并使之不断减少。

布森高对氮素营养的见解至今仍具有重要意义。

6.随后，不少科学家用溶液培养方法研究过植物营养。

7.1840年：李比希在伦敦英国有机化学年会上发表了题为“化学在农业和生理学上的应用”的著名论文，提出了植物矿质营养学说，并否定了当时流行的腐殖质营养学说。

他指出，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。

植物学现状与未来发展趋势探究植物学，作为研究植物的学科，一直是生态学和生物学的重要分支。

它不仅涉及到植物的形态、结构、功能、发育和遗传，更涉及植物与生态环境之间的相互作用。

随着人类对自然环境的破坏和全球气候变化的加剧，植物学已经成为了解决生态环境问题的重要手段之一。

本文将探讨当前植物学的现状和未来发展趋势。

一、植物学的现状1. 植物多样性研究成果显著植物多样性是植物学的基础，也是保护生物多样性的重要内容。

随着科学技术的不断进步，植物多样性研究日益深入，研究成果也越来越显著。

例如，2019年，中国科学家利用各种信息和数据，建立了覆盖亚热带主要生态区域的“中国亚热带树木物种名录”，该物种名录涵盖了亚热带地区所有已知的树木类群和非乔木植物类群，共收录了6359个名称、214种命名异名和465个物种组合等信息，为亚热带地区生物多样性保护提供了重要依据。

2. 超分子系统学研究引领植物分类学发展超分子系统学是指利用不同的基因和分子标记，研究生物分类学和进化历史的分子系统学方法。

目前，超分子系统学在植物分类学中得到广泛应用，不断推动植物分类学的发展。

例如，2016年，来自中国和非洲的科技人员利用超分子系统学方法，对88个品种的南非菖蒲族植物进行了进化系统分析，推测其祖先具有很强的耐旱和耐盐性。

另外，超分子系统学还可以为大规模、全面和全球性的物种鉴定提供科学化和高效化的技术支持。

3. 植物基因编辑技术处于探索阶段植物基因编辑技术是基因编辑技术的一种，通过改变植物基因的DNA序列，达到特定的目的，如提高抗病性、提高产量等。

近年来，基因编辑技术在医学、农业、生态环境等领域的应用受到广泛关注。

然而，由于涉及到生物伦理学和安全性等问题，植物基因编辑技术的推广还需要经过长时间的探索和实践。

二、植物学的未来发展趋势1. 建立更加全面的植物基因组数据库基因组数据库是植物基因组学研究的重要基础，天然植物的基因组数据库中涵盖了大量的遗传信息和功能基因。

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》课程教学大纲Plant Nutrition一、课程基本信息— 1 —二、教学目标（一）知识目标— 2 —通过专业课程的学习，使学生系统地掌握植物营养和施肥的基础理论和实践技能，及本学科的国内外研究动态和发展前沿；并为后续学好作物作物施肥原理与技术等专业课程打下坚实的理论基础。

（二）能力目标培养学生掌握各营养元素的诊断技术、各种肥料的科学施用技术等。

（三）素质目标培养学生成为热爱科学、献身农业，有创业精神、创新精神和合作精神的高素质专业人才。

三、基本要求（一）了解植物营养与肥料和农业生产、生态环境的关系；（二）理解植物的营养过程，以及植物对酸性土壤、石灰性土壤、盐碱地和重金属等逆境的适应性机理和植物营养性状的遗传改良等；（三）掌握植物营养的基本原理和发展、植物营养与外界环境的关系；各营养元素的营养功能和诊断技术、各种肥料的性质和施用特点等。

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和环境的关系1学时知识点：植物营养与合理施肥的关系、施肥在农业生产中的地位、施肥对生态环境的影响第二节植物营养学的发展概况1学时知识点：植物矿物质营养学说、养分归还学说、最小养分律第三节植物营养学的范畴和研究方法1学时知识点：植物营养学的研究领域、田间试验法、生物模拟法、土培法和营养液培养法的适用范围本章小结重点：植物营养学的建立和李比希三大学说难点：李比希三大学说思考题：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。

— 3 —作业：教师酌情而定建议教学方法：教师重点讲授、学生参与、案例分析第二章养分的吸收6学时第一节植物的营养元素0.5学时知识点：必需营养元素、有益营养元素、营养元素的一般功能、营养元素之间的相互关系第二节植物根系的营养特性1学时知识点：根的类型、数量、构型与养分吸收的关系；根际效应；根际pH和Eh环境；根系分泌物；菌根第三节植物根系对养分的吸收 1.5学时知识点：养分在土壤中的迁移、根自由空间养分的移动、离子的被动吸收、离子的主动吸收第四节影响养分吸收的因素2学时知识点：介质中养分浓度、温度、光照、水分、通气状况、土壤pH、离子理化性状与根的代谢作用、离子间的相互作用、苗龄与生育阶段第五节植物的根外营养0.5学时知识点：植物叶片的结构和组成、叶片对气态养分的吸收、叶片对矿质养分的吸收、叶片营养的特点及应用、影响根外营养元素吸收的因素第六节植物的营养特性与施肥方法0.5学时知识点：植物营养的差异、现代施肥方法本章小结重点：1.植物对养分的吸收；2.影响养分吸收的因素难点：植物吸收养分的机理思考题：哪些因素会影响养分的吸收？如何影响？作业：教师酌情而定教学方法：教师重点讲授、学生参与、案例分析第三章养分的运输与分配3学时第一节养分的短距离运输0.5学时— 4 —知识点：养分的运输途径、养分的运输部位、离子释放到木质部的机理、影响因素第二节养分的长距离运输0.5学时知识点：木质部运输、韧皮部部运输第三节植物体内养分的循环和再利用2学时知识点：植物体内矿质养分循环的意义、养分利用的过程、养分再利用的重要性、养分再利用与生殖生长本章小结重点：1.植物体内养分循环 2.植物体内养分再利用对其生长和农业生产的意义难点：1．养分的长短距离运输的异同及其各自的途径、动力、极力和影响因素；2．各矿质元素在植物体内的移动性、再利用特点和缺素部位的关系。

《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）。