植物營養(yǎng)學(xué)解說

植物營養(yǎng)學(xué)植物營養(yǎng)學(xué)是研究植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，運(yùn)輸，轉(zhuǎn)化和利用的規(guī)律及植物與外界環(huán)境之間營養(yǎng)物質(zhì)和能量交換的學(xué)科。目的是提高作物產(chǎn)量和改良產(chǎn)品質(zhì)量。簡介植物營養(yǎng)學(xué)是研究植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，運(yùn)輸，轉(zhuǎn)化和利用的規(guī)律及植物與外界環(huán)境之間營養(yǎng)物質(zhì)和能量交換的學(xué)科。目的是提高作物產(chǎn)量和改良產(chǎn)品質(zhì)量。植物營養(yǎng)學(xué)的主要任務(wù)是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，以及內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸，分配和能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上通過施用合理肥料的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來調(diào)節(jié)植物體的代謝，提高植物營養(yǎng)效率，從而達(dá)到提高作物產(chǎn)量和改善產(chǎn)品品質(zhì)的目的。發(fā)展歷程我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的歷史悠久，在施用肥料促進(jìn)促進(jìn)植物生長方面積累了非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，但對植物營養(yǎng)科學(xué)理論的探索，最早是從西歐開始的。尼古拉斯（Nicholas，1401-1446）是第一個(gè)從事植物學(xué)營養(yǎng)研究的人，他認(rèn)為植物從土壤中吸收養(yǎng)分與吸收水分的某些過程有關(guān)，200年后，海爾蒙特（VanHelmont，1577-1644）于1640年在布魯塞爾進(jìn)行了著名的柳條試驗(yàn)，得出柳樹的增重來自水而不是來自大氣和土壤的結(jié)論。雖然這個(gè)結(jié)論是錯(cuò)誤的，但他成功的把科學(xué)的試驗(yàn)方法引入了植物營養(yǎng)的領(lǐng)域。1804年，索秀爾(deSaussure)采用了精確的定量分析方法測定了空氣中的二氧化碳含量以及在二氧化碳含量不同的空氣中所培養(yǎng)的植物體內(nèi)碳素不同，證明了植物體內(nèi)的碳來自空氣中的二氧化碳，是植物同化作用的結(jié)果。而植物的灰分則來自土壤；碳，氫，氧來自空氣和水。19世紀(jì)初期，德國學(xué)者泰伊爾(VonThaer，1752-1828)提出腐殖質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說。他認(rèn)為，土壤肥力取決于腐殖質(zhì)的含量，腐殖質(zhì)是土壤中唯一的植物營養(yǎng)物質(zhì)；而礦物質(zhì)只是起間接作用。布森高(Boussingault，1802-1887)法國農(nóng)業(yè)化學(xué)家是采用田間試驗(yàn)方法研究植物營養(yǎng)的創(chuàng)始人。他采用索秀爾的定量分析方法，研究碳素同化和氮素營養(yǎng)問題。植物營養(yǎng)學(xué)植物營養(yǎng)學(xué)李比希(JustusvonLiebig，1803-1873)國際公認(rèn)的植物營養(yǎng)科學(xué)的奠基人。他提出了植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說，養(yǎng)分歸還學(xué)說和最小養(yǎng)分律。植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說指出：植物的原始養(yǎng)分只能是礦物質(zhì)。否定了當(dāng)時(shí)非常流行的腐殖質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說。植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說也是植物營養(yǎng)學(xué)新舊時(shí)代分界線和轉(zhuǎn)折點(diǎn)。養(yǎng)分歸還學(xué)說提出：植物以不同的方式從土壤中吸取礦質(zhì)養(yǎng)分，使土壤中的養(yǎng)分逐漸減少，連續(xù)種植會(huì)使土壤貧瘠，甚至寸草不生。為了維持養(yǎng)分平衡，就必須把從土壤中帶走的礦質(zhì)養(yǎng)分和氮素以施肥的方式歸還給土壤。最小養(yǎng)分律理論：作物的產(chǎn)量受土壤中相對含量小的養(yǎng)分所控制，作物產(chǎn)量的高低則隨最小養(yǎng)分補(bǔ)充量的多少而變化。最小養(yǎng)分律還指出了作物的產(chǎn)量與養(yǎng)分供應(yīng)上的矛盾，表明施肥應(yīng)有針對性。1843年魯茨創(chuàng)立洛桑試驗(yàn)站。19世紀(jì)末生物試驗(yàn)的方法已基本完善。并開始發(fā)展為試驗(yàn)網(wǎng)。HorstMarschner（？-1996）德國霍恩海姆大學(xué)（Hohenheim）植物營養(yǎng)所教授，世界著名植物營養(yǎng)學(xué)家，現(xiàn)代植物營養(yǎng)學(xué)的奠基人。他的研究極大地促進(jìn)了植物營養(yǎng)從根際過程到養(yǎng)分吸收和利用各領(lǐng)域研究的快速發(fā)展，著有《Marschner'sMineralNutritionofHigherPlants（高等植物礦質(zhì)營養(yǎng)）》。[1]研究范疇植物營養(yǎng)生理學(xué)(1)營養(yǎng)生理學(xué)：即養(yǎng)分元素的生理功能與養(yǎng)分的再循環(huán)，再利用，養(yǎng)分的吸收，養(yǎng)分在體內(nèi)的長距離和短距離運(yùn)輸，養(yǎng)分的分配等。(2)產(chǎn)量生理學(xué)：即研究主要農(nóng)作物產(chǎn)量的形成，養(yǎng)分的分配和調(diào)節(jié)過程，源-庫關(guān)系及其在產(chǎn)量形成過程中的作用：研究利用各種內(nèi)外激素或調(diào)節(jié)劑對產(chǎn)量形成的調(diào)控和機(jī)理。(3)逆境生理學(xué)：即研究植物在旱，澇，鹽堿，高溫，寒冷，病蟲害，通氣不良，營養(yǎng)缺乏或失調(diào)等逆境條件下的生理變化及適應(yīng)機(jī)理，通過營養(yǎng)調(diào)節(jié)挖掘植物抗逆性的遺傳潛力。[2]植物根際營養(yǎng)研究根-土界面微域中養(yǎng)分，水分以及其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)換規(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)，能量轉(zhuǎn)化的機(jī)理及調(diào)控措施。植物營養(yǎng)遺傳學(xué)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與分子機(jī)理及遺傳規(guī)律。以便篩選和培育出高營養(yǎng)效率植物新品種。植物營養(yǎng)生態(tài)學(xué)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，生物圈中的遷移，轉(zhuǎn)化和循環(huán)規(guī)律；各種養(yǎng)分退化生態(tài)環(huán)境重建過程中的營養(yǎng)機(jī)理，污染土壤和環(huán)境的生物修復(fù)機(jī)理等重金屬和污染物在食物鏈中的富集，遷移規(guī)律及調(diào)控措施。植物的土壤營養(yǎng)(1)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)，其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。(2)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。肥料學(xué)及現(xiàn)代施肥技術(shù)研究各類肥料的理化性狀和農(nóng)藝評價(jià)，在土壤中的行為，對植物的營養(yǎng)性；建立以有機(jī)，無機(jī)肥料合理分配為中心的輪作施肥制以及建立電子計(jì)算機(jī)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)。研究方法生物田間試驗(yàn)法植物營養(yǎng)學(xué)科最基本的研究方法。生物模擬法借助盆缽，培養(yǎng)盒等特殊的裝置種植物進(jìn)行植物營養(yǎng)的研究，通常稱為盆栽試驗(yàn)或培養(yǎng)試驗(yàn)。化學(xué)分析法研究植物，土壤，肥料體系內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的含量，分布與動(dòng)態(tài)變化的必要手段。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法在現(xiàn)代植物營養(yǎng)研究中，數(shù)理統(tǒng)計(jì)已成為指導(dǎo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料不可缺少的手段和方法。核素技術(shù)法利用放射性和穩(wěn)定性同位素的示蹤特性，追蹤他們的變化以揭示物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。酶學(xué)診斷法由于一些營養(yǎng)元素是酶的活化劑，或是對酶結(jié)構(gòu)起穩(wěn)定作用，或有調(diào)節(jié)作用。因此了解植物體內(nèi)某種酶的活性變化就可以反映出植物的營養(yǎng)狀況。課程性質(zhì)課程背景植物營養(yǎng)學(xué)在保障國家糧食安全、促進(jìn)農(nóng)民增產(chǎn)增收、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品、美化生活環(huán)境、促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、協(xié)助營養(yǎng)高效育種、促進(jìn)肥料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展等方面發(fā)揮著重要的作用。[2]課程定位植物營養(yǎng)學(xué)課程是農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的必修課程，通過對土壤養(yǎng)分生物有效性、植物對逆境土壤的適應(yīng)性、作物養(yǎng)分缺乏癥狀、微量元素營養(yǎng)與微肥施用、養(yǎng)分的運(yùn)輸與分配等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者了解植物營養(yǎng)學(xué)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位及其與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，掌握土壤養(yǎng)分生物有效性及植物對營養(yǎng)元素的吸收機(jī)制，掌握各種營養(yǎng)元素的生理功能及營養(yǎng)失調(diào)癥。[2]適應(yīng)專業(yè)植物營養(yǎng)學(xué)課程適合農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)學(xué)習(xí)。[2]課程簡介植物營養(yǎng)學(xué)課程共十七章，共56個(gè)學(xué)時(shí)。第一章至第五章介紹植物營養(yǎng)學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、植物根系的生長與養(yǎng)分有效性、植物的營養(yǎng)特性與施肥方法、植物體內(nèi)養(yǎng)分的循環(huán)、氮肥的合理分配和施用等知識(shí)點(diǎn)；第六