第一章植物营养学概述

植物营养学是研究营养物质的吸收、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。植物营养学关注的重点有植物养分的吸收、运输、转化和利用的规律，肥料的种类和性质，施肥技术与作物产量品质、与生态环境的关系等。

●1.1为什么要学习植物营养学？

（1）植物营养学与农业生产息息相关，能够科学指导施肥，保护生态环境，是研究植物营养与施肥的科学。（2）广义的植物营养学范畴较广，包括了植物营养原理，土壤肥料学，作物施肥学和植物营养研究法等几方面内容。（3）植物营养学研究所采用的方法主要有，生物田间试验法，生物模拟法，化学分析法，生物数理统计法，核素计数法，酶学诊断法等，同时，现场勘查、问卷调查等调查研究法也在植物营养学的研究中心发挥重要作用。

●1.2植物营养学的发展概况

一个多世纪以来，在经历了古典时期、新古典发展时期、现代植物营养发展时期这几个阶段后，植物营养学从零散的经验和现象的描述到揭示机理，建立了完整的学科体系。如今，植物营养学已经发展成为一个高度分化又高度综合的学科体系，除了化学、物理学、植物遗传学等基础学科之外，植物生理学、生物化学、生态学、分子生物学等学科知识的相互渗透，已经成为植物营养学研究的一种新动态。这种新动态一方面分化出诸如植物营养生理、植物营养生态、植物营养遗传等许多交叉学科，另一方面各学科的综合应用，也促进了植物营养学逐渐发展为一门体系更为完整，内容更加丰富，颇具现代科技特点的学科。

第二章植物的营养成分

本节学习：植物体的养分组成，植物必需营养元素及其主要功能，植物的有益元素简介，植物的碳、氢、氧营养。

●2.1植物的组成和必需营养元素

国内外公认的高等植物必需的营养元素有17种。它们是碳carbon (C)，氢hydrogen (H)，氧oxygen (O)，氮nitrogen (N)，磷phosphorus (P)，硫sulfur (S)，钾potassium (K)， 钙calcium (Ca)，镁magnesium (Mg)，铁iron(Fe)，锰manganese (Mn)，硼boron(B)，锌zinc(Zn)，钼molybdenum (Mo)，铜copper (Cu)，氯chlorine (Cl)，镍nickel (Ni )。

●2.2碳、氢、氧

碳、氢、氧 是植物有机体的主要组分，占干物质总重量的90%以上。碳、氢、氧的重要营养功能。

第三章植物对养分的吸收

根系是植物吸收养分和水分的主要器官，也是养分和水分在植物体内运输的重要部位，它在土壤中能固定植物，保证植物正常受光和生长，并能作为养分的储藏库。在有些植物根细胞内还进行着许多复杂的生物化学过程，或是合成某些植物激素和生物碱等。根系也有抵御外来损伤(如化学物质毒害等)的功能。本章讨论根系吸收养分的机理及其影响因素，和植物的根外营养。

●3.1植物根系对养分的吸收机制

根系是植物吸收养分的主要部分，根系对养分的吸收一般包括 养分向根表面的迁移、养分进入质外体、养分进入共质体 3个过程，本节中先学习养分向根表面的迁移。

●3.2影响养分吸收的因素

本节学习根系吸收养分中养分进入质外体和养分进入共质体这两个过程。

●3.3植物的根外营养

植物除了可以从根部吸收养分外，还能通过叶片或茎吸收养分，这种营养方式称为植物的根外营养，本节主要讲解植物的叶部营养。

第四章养分的运输和分配

植物根系从介质中吸收的矿质养分，一部分在根细胞中被同化利用；另一部分经皮层组织进入木质部输导系统向地上部输送，供应地上部生长发育所需要。同时，植物地上部绿色组织合成的光合产物及部分矿质养分则可通过韧皮部系统运输到根部，构成植物体内的物质循环系统，调节着养分在植物体内的分配。习惯上，养分在植物体内的转移过程称为运输。

●4.1养分的短距离运输

根外介质中的养分从根表皮细胞进入根内，再经皮层组织到达中柱的迁移过程叫养分的横向运输，由于其迁移距离短，又称为短距离运输，我们可以总结为，短距离运输是养分在细胞或组织水平的转移过程。

●4.2养分的长距离运输

养分从根经木质部或韧皮部到达地上部的运输、以及养分从地上部经韧皮部向根的运输过程，称为养分的纵向运输。由于其迁移距离较长，又称为长距离运输或运转，我们可以总结为，长距离运输是养分在器官水平的转移过程。

●4.3养分运输的整体调节

养分在韧皮部中可以继续向上运输到需要养分的器官或部位，也可以向下再回到根部，形成养分在植物体内的循环。本节学习植物体内养分的循环和整体调节。

第五章植物的氮素营养与氮肥

植物需要多种营养元素﹐而氮素尤为重要。从世界范围看，在所有必需营养元素中，氮是限制植物生长和形成产量的首要因素，它对改善产品品质也有明显作用。氮肥是农业生产中需要量最大的化肥品种，它对提高作物产量，改善农产品品质有重要作用。了解氮肥的种类、性质及其施入土壤后的变化，从而采用合理的施用技术，对减少氮素损失及减轻氮肥对环境的危害，不断提高氮肥利用率，有着重要的现实意义。

●5.1植物的氮素营养

本节的学习内容是植物的氮素营养，本节有3个学习内容：1、植物体内氮的含量与分布，2、氮的营养功能，3、植物缺氮与供氮过多的症状与危害。

●5.2氮肥及其合理施用

本节学习土壤中的氮素及其转化、硝态氮肥、铵态氮肥。

第六章植物的磷素营养与磷肥

磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一，它既是植物体内许多重要有机化合物的组分，同时又以多种方式参与植物体内各种代谢过程。磷对作物高产及保持品种的优良特性有明显作用。

●6.1植物的磷素营养

本节学习植物体内磷的含量、形态与分布和磷的营养功能，植物对磷的吸收和利用以及植物磷素营养失调症状。

●6.2磷肥及其合理施用

本节学习土壤中的磷素及其转化，磷肥的种类与性质，以及磷肥的合理施用。

第七章植物的钾素营养与钾肥

钾不仅是植物生长发育所必需的营养元素，而且是肥料三要素之一。许多植物需钾量都很大，它在植物体内的含量仅次于氮。农作物产量和改进品质均有明显的 作用。由于钾具有提高产品品质和适应外界不良环境的能力，因此它有品质元素和抗逆元素之称。本章主要介绍钾素的生理功能与植物对钾素的吸收利用，土壤中钾素形态、转化及其有效性，钾肥的种类、性质和合理施用。

●7.1植物的钾素营养

本节学习植物体内钾的含量与分布，钾的营养功能，钾素营养失调症状。

●7.2钾肥及其合理施用

本节学习植物体内钾的含量与分布，钾的营养功能，钾素营养失调症状。

第八章植物必需的中量营养元素

中量营养元素的平均含量占植物干物重在0.1%到0.5%之间，它们是钙、镁、硫。

●8.1植物的钙素营养与钙肥

本节的学习内容有：植物体内钙的含量、形态和分布；钙的营养功能；植物的缺钙症状；土壤中的钙；钙肥及其施用。

●8.2植物的镁素营养与镁肥

本节的主要学习内容有：植物体内镁的含量和分布；镁的营养功能；植物对镁的需求与缺镁症状；土壤中的镁；镁肥及其施用。

●8.3植物的硫素营养与硫肥

本节的学习内容主要有：植物体内硫的含量、形态与分布；硫的同化；硫的营养功能；植物对硫的需求及硫素营养失调症状；土壤中的硫和硫肥及其合理施用。

第九章植物必需的微量营养元素

微量营养元素的平均含量一般在0.1%以下，有的只含0.1mg/kg，它们是铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯和镍。

●9.1植物的铁素营养与铁肥

本节的学习内容主要有：植物体内铁的含量与分布；铁的营养功能；植物铁素营养失调症状及其丰缺指标；土壤中的铁；铁肥及其施用技术。

●9.2植物的硼素营养与硼肥

硼属于类金属元素，与铁、锰、锌、铜等微量元素不同，硼不是酶的组成，不以酶的方式参与营养生理作用，至今尚未发现含硼的酶类；它不能通过与酶或其他有机物的螯合发生反应；没有化合价的变化，不参与电子传递；也没有氧化还原的能力。那么硼在植物体内的含量是多少？有怎样重要的营养功能？植物缺硼又会有什么表现？生产实践中施用硼肥有怎样的技术手段？这就是我们本节需要解决的问题。

●9.3植物的锰素营养与锰肥

本节的学习内容主要有：植物体内锰的含量及分布；锰的生理功能；植物锰的营养失调症状及其丰缺指标；土壤中的锰；锰肥及其合理施用

●9.4植物的铜素营养与桐肥

本节的学习内容主要有：植物体内铜的含量与分布；铜的营养功能；植物铜的营养失调症状；土壤中的铜；铜肥及其合理施用。

●9.5植物的锌素营养与梓肥

本节的学习内容主要有：植物体内锌的含量与分布；锌的营养功能；植物锌的营养失调症状；土壤中的锌；锌肥及其合理施用。

●9.6植物的钼素营养与钼肥

本节的学习内容主要有：植物体内钼的含量和分布；植物对钼的吸收与运输；钼的营养功能；植物钼营养失调症状；钼肥的合理施用。

●9.7植物的氯素与镍素营养

本节的学习内容主要有：植物体内氯的含量与分布；氯的营养功能；植物氯营养失调症状；土壤中的氯；含氯化肥及其施用；植物体内镍的含量与分布；镍的营养功能；植物对镍的吸收、运输和分配；植物对镍的需求。

第十章有益元素

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、铝等。

●10.1植物的硅素营养与含硅肥料

本节的学习内容主要有：植物体内硅的含量、分布和形态；植物对硅的吸收与运输；硅的营养功能；植物的硅素营养失调症状；硅肥种类及其施用；植物体内钴的含量；钴的营养功能；植物对钴的需求。

●10.2植物的钠素营养与铝素营养

本节的学习内容主要有：植物体内钠的含量；钠的营养功能；植物对钠的适应机理；钠肥的施用；植物体内铝的含量与分布；铝的营养功能；铝的毒害。

●10.3植物的硒素营养

硒虽然不是高等植物必需的营养元素，但它是人体必需的营养元素，近年来科学家们发现硒对结肠癌、皮肤癌、肝癌、乳腺癌等多种癌症具有明显的抑制和防护作用，被称之为微量元素中的“防癌之王”，富硒农产品也日益得到人们的关注。本节学习植物的硒素营养。

第十一章土壤养分的生物有效性

20 世纪下半叶，随着植物营养学与植物生理学的发展，对于“土壤有效养分”的研究不只停留于养分形态的化学分析，而是延伸到植物根如何从土壤中获取养分的过程，以及植物从土壤中能得到多少养分，进而提出了矿质态养分向根迁移的方式与速率问题。植物根系对土壤养分的生物有效性的影响，以及“根际”与“土体”之间养分有效性的差异等。总之，进入了对养分吸收的主体——植物与“土壤养分有效性”相互作用的综合研究。提出并发展了“土壤养分生物有效性”概念。

●11.1土壤养分的生物有效性

本节的学习内容主要有：土壤养分的化学有效性和空间有效性和植物根际养分的有效性。

第十二章植物营养性状的遗传学特征

进入21世纪，人口与生态环境的矛盾日益突出。随着人口的不断增长，人均耕地面积越来越少，要在有限的耕地上生产出足够养活众多人口的粮食，必须提高作物单产。充分发掘和利用植物自身的抗逆能力，通过遗传和育种的手段对植物加以改良，在有限的养分水分等资源条件下提高作物产量，提高资源利用率，是解决这一问题的有效途径之一。对于铁﹑磷等养分而言，土壤中的全量并不低，但常处于难以利用的状态，施入的磷肥和铁肥也易被土壤固定，利用率较低，利用养分高效植物，可以提高这类养分资源的利用率，减少投入。此外，世界范围内土地退化问题日趋严重，挖掘植物耐养分胁迫及毒害元素的能力，对于生态重建具有重要意义。在此背景下，植物营养遗传学应运而生并迅速发展。

●12.1植物营养性状的遗传学特征

本节的学习内容主要有：植物营养性状的基因型和表现型；植物营养性状的基因型差异；植物养分效率差异的生理学基础；植物养分效率差异的遗传学基础。

●12.2植物营养遗传特性的改良途径

植物的营养性状是遗传的，因而可以通过遗传学手段对作物进行改良，以提高养分效率。总体上讲，现代遗传育种原理和方法可以有效地用于改良植物营养性状。但在选择过程中，除了考虑农艺性状综合性状外，还要注意选择植物营养性状的特异性指标。本节学习植物营养遗传特性的改良途径：常规育种、细胞遗传学方法、植物遗传工程。

第十三章植物对逆境土壤的适应性

植物正常生长发育离不开良好的土壤环境。但在自然界中，植物生长的上壤往往存在着各种各样的障碍因素：例如，盐碱土中有高浓度的盐分；酸性土壤中有高浓度的H+、Al3+、Mn2+等；淹水土壤中有过量的还原性物质和Fe2+等；石灰性土壤中缺乏足够的有效磷、铁和锌等。这些具有植物生长障碍因素的土壤统称为逆境土壤。逆境土壤分布面积广泛，改良难度大，因此，已成为农业生产发展的限制因素。植物在长期进化过程中对各种逆境产生了一定的适应能力。某些植物在一定程度上能够忍耐上述不良的逆境条件。了解植物对土壤环境的生理反应和抗逆机理，对发展农业生产是十分重要的。

●13.1植物对酸性土壤和淹水土壤的适应

本节学习酸性土壤和淹水土壤的概念、主要障碍因子、以及植物对酸性土壤和淹水土壤的适应机理。

●13.2植物对盐渍土和石灰性土壤的适应

本节学习盐渍土和石灰性土壤的概念、主要障碍因子、以及植物盐渍土和石灰性土壤的适应机理。