1、绪绪 论论植物营养研究法的发展植物营养研究法的发展概况和课程要求概况和课程要求为什么学习植物营养研究法为什么学习植物营养研究法引入新课程引入新课程l学习植物营养研究法的目的l学习植物营养研究法的意义农化研究法与植物营养研究法的关系农化研究法与植物营养研究法的关系l前期叫农业化学l后期叫植物营养l侧重点不同还是其它原因？l请大家思考第一节第一节 植物营养研究法的发展概况植物营养研究法的发展概况 我国农业生产的历史悠久，在施我国农业生产的历史悠久，在施用肥料促进植物生长方面积累了丰富的经用肥料促进植物生长方面积累了丰富的经验，但对植物营养科学理论的探索，最早验，但对植物营养科学理论的探索，最早是从
2、西欧开始的。当时，科学家研究植物是从西欧开始的。当时，科学家研究植物营养主要是围绕着植物生长发育究竟需要营养主要是围绕着植物生长发育究竟需要什么物质，所需的物质是矿物质养分还是什么物质，所需的物质是矿物质养分还是有机物质养分等间题进行的有机物质养分等间题进行的 。一、植物营养研究方法的早期建立一、植物营养研究方法的早期建立1.1.布森高布森高(Boussingault)(Boussingault)18341834年，开创了田间试验年，开创了田间试验2.2.鲁茨鲁茨(Lawes)Lawes)18431843年创立英国洛桑试验站年创立英国洛桑试验站3.3.萨克斯萨克斯(Sachs)Sachs)和克
3、诺普和克诺普(Knop)Knop)18601860年和年和18611861年，年，水培试验研究的先躯水培试验研究的先躯4.4.普良尼施尼柯夫普良尼施尼柯夫2020世纪初，主张把植物土壤肥世纪初，主张把植物土壤肥料联系起来研究，提出料联系起来研究，提出“肥肥土，土肥苗肥肥土，土肥苗”的观点，形成的观点，形成了了“生理学路线的农业化学派生理学路线的农业化学派”5.5.罗宗洛罗宗洛2020世纪世纪20203030年代，在氮素营养及微量元素年代，在氮素营养及微量元素方面做了大量工作方面做了大量工作6.6.阿农阿农(Arnon)Arnon)和斯道特和斯道特(Stout)Stout)19391939年，提
4、出高等植年，提出高等植物必需营养元素的三条标准物必需营养元素的三条标准英国洛桑试验站英国洛桑试验站鲁茨鲁茨(Lawes)Lawes)7.7.植物必需微量元素的发现和确定：植物必需微量元素的发现和确定：18601860，1922192219381938，19541954 8.8.霍格兰霍格兰(Hoagland)(Hoagland)和和阿农阿农(Arnon)Arnon)2020世纪世纪20203030年代年代，研究营养液中营养元素的比例和浓度，发表了许多标准的营养研究营养液中营养元素的比例和浓度，发表了许多标准的营养液配方，沿用至今液配方，沿用至今9.9.元素功能等方面研究：元素功能等方面研究：深
5、入理解了深入理解了1616种必需营养元素得营养生理作用；种必需营养元素得营养生理作用；明确了有益元素及其与有害元素间的差异；明确了有益元素及其与有害元素间的差异；加强了中量元素得研究；加强了中量元素得研究；认识了营养元素之间相互作用的重要性；认识了营养元素之间相互作用的重要性；微量元素的功能研究进展迅速；微量元素的功能研究进展迅速；完善了养分跨膜运输理论，更新了许多传统概念完善了养分跨膜运输理论，更新了许多传统概念10.10.根系研究工作进展迅速：根系研究工作进展迅速：海得尔海得尔(Hiltner)(Hiltner)在在19041904年提出根际得概念；年提出根际得概念；德国马斯纳德国马斯纳(
6、H.Marschner)(H.Marschner)自自2020世纪世纪8080年代年代以来，系统地开展了植物根际营养的研究；以来，系统地开展了植物根际营养的研究；11.11.创立创立“植物营养遗传学植物营养遗传学”：美国的爱泼斯坦美国的爱泼斯坦(E.Epstien)(E.Epstien)在在植物的矿质营养植物的矿质营养(1972(1972年年)一书中详细叙述了植物营养一书中详细叙述了植物营养遗传性状；遗传性状；我国的严小龙等编著了我国的严小龙等编著了植物营养遗传学植物营养遗传学，我校，我校植物营养遗传方面的研究在国内外处于领先地位植物营养遗传方面的研究在国内外处于领先地位12.12.提出提出“
7、植物营养生态学植物营养生态学”：研究研究植物土壤及其环境植物土壤及其环境的相的相互关系；互关系；RorisonRorison在在植物矿质营养的生态问题植物矿质营养的生态问题(1969)(1969)一书一书总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总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研究的热点Dennis HoaglandUniversity of California“植物营养遗传学植物营养遗传学”和“植物营养生态学植物营养生态学”都是都是2121世纪人类重要的研究课题世纪人类重要的研究课题Emanuel Epstein:University of Ca
8、liforniaVon ThaerAlbrecht Thaer wurde 1752 in Celle Albrecht Thaer wurde 1752 in Celle(Niedersachsen)geboren.Er studierte(Niedersachsen)geboren.Er studierte in Gin Gttingen Medizin und liettingen Medizin und lie sich sich dann in seiner Heimat als Arzt nieder,dann in seiner Heimat als Arzt nieder,wo
9、 er sehr erfolgreich praktizierte wo er sehr erfolgreich praktizierte und bald zum kund bald zum kniglichen Leibarzt und niglichen Leibarzt und Stadtphysikus ernannt wurde.Stadtphysikus ernannt wurde.杰出学者，光辉著作杰出学者，光辉著作纪念农业化学奠基者纪念农业化学奠基者 尤尤李比希逝世李比希逝世110110周年周年(金善宝，金善宝，1983)1983)Justus von LiebigJustu
10、s von Liebig1803-18731803-1873二、李比希对植物营养研究法的贡献二、李比希对植物营养研究法的贡献 作物产量的高低作物产量的高低受土壤中相对含受土壤中相对含量最低的养分所量最低的养分所制约。也就是说，制约。也就是说，决定作物产量的决定作物产量的是土壤中相对含是土壤中相对含量最少的养分。量最少的养分。最小养分律示意图最小养分律示意图最小养分律最小养分律（18431843年）年）三植物营养研究法科近年来的发展趋势三植物营养研究法科近年来的发展趋势 100100多年来，植物营养学从零散的经验和多年来，植物营养学从零散的经验和现象描述到揭示机理，最后建立起完整的学科现象描述到
11、揭示机理，最后建立起完整的学科体系，它经历了植物营养研究的古典时期体系，它经历了植物营养研究的古典时期(19(19世世纪纪)、新古典发展时期、新古典发展时期(20(20世纪前半叶世纪前半叶)和现代植和现代植物营养发展时期物营养发展时期(20(20世纪世纪5050年代以后年代以后)。在现代。在现代植物营养发展时期，植物营养学科逐渐与其他植物营养发展时期，植物营养学科逐渐与其他学科相互渗透，形成许多新的研究领域并获得学科相互渗透，形成许多新的研究领域并获得大量成果。经过长期积累并不断充实，植物营大量成果。经过长期积累并不断充实，植物营养学已逐渐发展形成一门体系更为完整，内容养学已逐渐发展形成一门体
12、系更为完整，内容更加丰富，并具有现代科技特点的一门学科。更加丰富，并具有现代科技特点的一门学科。第二节第二节 植物营养学主要研究方法植物营养学主要研究方法植物营养学是农业生物学中的一个重植物营养学是农业生物学中的一个重要分支。它是一门与多种学科相互联系、相要分支。它是一门与多种学科相互联系、相互交叉和相互渗透的学科。研究植物营养学互交叉和相互渗透的学科。研究植物营养学的最终目的在于以植物营养特性为依据，在的最终目的在于以植物营养特性为依据，在土壤供肥的基础上，通过施肥措施，为植物土壤供肥的基础上，通过施肥措施，为植物提供良好的营养环境，在其他农业技术措施提供良好的营养环境，在其他农业技术措施的
13、配合下，达到高产、优质、高效的综合效的配合下，达到高产、优质、高效的综合效果，并对环境质量和土壤培肥做出应有的贡果，并对环境质量和土壤培肥做出应有的贡献。献。一、主要的研究范畴一、主要的研究范畴l1.1.植物营养生理学主要研究植物营养生理学主要研究：(1)(1)营养生理学营养生理学 (2)(2)产量生理学产量生理学(3)(3)逆境生理学逆境生理学l2.2.植物根际营养植物根际营养 l3.3.植物营养遗传学植物营养遗传学 l4.4.植物营养生态学植物营养生态学 l5.5.植物的土壤营养主要研究：植物的土壤营养主要研究：(1)(1)土壤养分行为学土壤养分行为学 (2)(2)土壤肥力学土壤肥力学 l
14、 6.6.肥料学及现代施肥技术肥料学及现代施肥技术 营养元素生理学：营养元素生理学：研究养分元素的营养生理功能与养分的再循研究养分元素的营养生理功能与养分的再循环、再利用，养分的吸收、养分在植物体内的长距离与短距离环、再利用，养分的吸收、养分在植物体内的长距离与短距离运输、养分的分配等；运输、养分的分配等；产量生理学：产量生理学：研究主要农作物产量的形成、养分的分配和调节研究主要农作物产量的形成、养分的分配和调节过程、库过程、库-源关系及其在产量形成过程中的作用；研究利用各源关系及其在产量形成过程中的作用；研究利用各种内外源激素或调节剂对产量形成过程的调控和机理；种内外源激素或调节剂对产量形成
15、过程的调控和机理；逆境生理学：逆境生理学：研究植物在旱、涝、盐碱、高温、寒冷、病虫害、研究植物在旱、涝、盐碱、高温、寒冷、病虫害、通气不良、营养不足或失调等逆境条件下的生理变异及适应性通气不良、营养不足或失调等逆境条件下的生理变异及适应性变化规律，通过营养调节挖掘植物抗逆性的基因型潜力。变化规律，通过营养调节挖掘植物抗逆性的基因型潜力。主要研究主要研究根土界根土界面面微域中养分、水分及微域中养分、水分及其它物质的转化规律和其它物质的转化规律和生物效应；生物效应；植物土壤植物土壤微生物及环境因素微生物及环境因素之之间物质循环、转化的机间物质循环、转化的机制及调控措施。制及调控措施。主要研究不同植
16、物种类及品种的主要研究不同植物种类及品种的矿质营养矿质营养效率基因型差异的生理生化特征、生态变异和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遗传控制机理，以便筛选和培育出高效营养基，以便筛选和培育出高效营养基因型植物新品种。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，其中包括种养分和环境生态系统的关系，其中包括重金属和污重金属和污染物染物在食物链中的富集、迁移规律和调控措施。在食物链中的富集、迁移规律和调控措施。土
17、壤养分行为学：土壤养分行为学：土壤中各种养分的形态、含量、土壤中各种养分的形态、含量、吸附固定等转化和迁移的规律；有效养分的形态、吸附固定等转化和迁移的规律；有效养分的形态、形成过程及影响因素；各种养分的生物有效性以及形成过程及影响因素；各种养分的生物有效性以及土壤肥力水平与植物营养的关系；土壤肥力水平与植物营养的关系；土壤肥力学：土壤肥力学：研究在农业耕作条件下，施肥对土壤研究在农业耕作条件下，施肥对土壤肥力演变的影响；阐明维持和提高土壤肥力的农业肥力演变的影响；阐明维持和提高土壤肥力的农业措施与影响条件。措施与影响条件。主要研究各类肥料的理化性状和农艺评价，主要研究各类肥料的理化性状和农艺
18、评价，在土壤中的行为，对植物的有效性；建立以在土壤中的行为，对植物的有效性；建立以有机、有机、无机肥料合理分配无机肥料合理分配为中心的轮作施肥制度以及建为中心的轮作施肥制度以及建立电子计算机作物施肥决策与咨询系统，推行立电子计算机作物施肥决策与咨询系统，推行定定量化配方施肥新技术量化配方施肥新技术。二、传统与现代研究方法及评价二、传统与现代研究方法及评价(一一)传统研究方法传统研究方法l1.1.生物田间试验法生物田间试验法l2.2.生物模拟法：生物模拟法：盆栽试验：盆栽试验：土培法、砂培法和水培法土培法、砂培法和水培法培养试验：培养试验：分根培养、流动培养和灭菌培养分根培养、流动培养和灭菌培养
19、l3.3.化学分析法化学分析法l4.4.数理统计法数理统计法l5.5.核素技术法核素技术法l6.6.酶学诊断法酶学诊断法在田间自然条件下进行，是植物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；营养学科中最基本的研究方法；试验条件最接近农业生产要求，试验条件最接近农业生产要求，能较客观地反映生产实际，所得结果对能较客观地反映生产实际，所得结果对生产有直接的指导意义；生产有直接的指导意义；田间自然条件有时很难控制，不适合田间自然条件有时很难控制，不适合进行单因素试验。此法应与其它方法结合进行单因素试验。此法应与其它方法结合起来运用。起来运用。运用特殊装置，给予特殊条件便于调控运用特殊装
20、置，给予特殊条件便于调控水、肥、气、热和光照等因素，有利于开展水、肥、气、热和光照等因素，有利于开展单因子的研究，多用于田间条件下难以进行单因子的研究，多用于田间条件下难以进行的探索性试验。的探索性试验。所得结果往往带有所得结果往往带有一定局限性，需要进一步一定局限性，需要进一步在田间试验中验证，然后在田间试验中验证，然后再应用于生产。再应用于生产。研究植物、土壤和肥料体系内营养物质研究植物、土壤和肥料体系内营养物质含量、形态、分布与动态变化的含量、形态、分布与动态变化的必要手段必要手段，是进行是进行植物营养诊断植物营养诊断所不可少的方法。所不可少的方法。在大多数情况下，此法在大多数情况下，此
21、法应与其它方法结合运用，但应与其它方法结合运用，但手续繁多，工作量大。近十手续繁多，工作量大。近十几年来，有各种几年来，有各种自动化测试自动化测试仪器仪器相继问世，从而克服了相继问世，从而克服了这一缺点。这一缺点。指导试验设计，检验试验数据；指导试验设计，检验试验数据；帮助试验者评定试验结果的可靠性；作出帮助试验者评定试验结果的可靠性；作出正确的科学结论。正确的科学结论。计算机技术的应计算机技术的应用，可进行大量数据用，可进行大量数据处理，可进行数学模处理，可进行数学模拟，建立数学模型等。拟，建立数学模型等。利用放射性和稳定性同位素的示踪特性，揭利用放射性和稳定性同位素的示踪特性，揭示养分运动
22、的规律；示养分运动的规律；缩短试验进程，解决其它试验方法难以深入缩短试验进程，解决其它试验方法难以深入的问题的问题。通过酶活性的变化了解植物体内养分的丰缺状通过酶活性的变化了解植物体内养分的丰缺状况，反应灵敏，能及时提供信息况，反应灵敏，能及时提供信息专一性较差，需累积经验专一性较差，需累积经验。(二二)现代研究方法现代研究方法近十几年来，研究植物营养的方法和技术有了近十几年来，研究植物营养的方法和技术有了很大的发展，如示踪技术、很大的发展，如示踪技术、X X光衍射、电子探针、光衍射、电子探针、电镜观察以及各种精密仪器，如电超滤电镜观察以及各种精密仪器，如电超滤(EUF)(EUF)仪、仪、等离子发射光谱仪等离子发射光谱仪(ICP)(ICP)、色谱仪、流动分析仪等、色谱仪、流动分析仪等的问世，使植物营养研究工作的手段有了明显的的问世，使植物营养研究工作的手段有了明显的提高和改善，这无疑能加速植物营养学学科向纵提高和改善，这无疑能加速植物营养学学科向纵深发展。深发展。第三节第三节 植物营养研究法的课程要求植物营养研究法的课程要求l学好植物营养学，紧跟植物营养研究的前沿l坚持理论联系实际l做到勤于查阅文献，了解植物营养研究的最新方法
