Soil pollution
第二节 植物营养学的范畴与研究方法
一、研究范畴
1. 植物营养生理学
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； 产量生理学：研究主要农作物产量的形成、养分的分 配和调节过程、库-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； 逆境生理学：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 生理变异及适应性变化规律，通过营养调节挖掘植物 抗逆性的基因型潜力。
植物营养学和相关学科的关系
总结：植物营养学的范畴
1. 植物营养生理学 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 6. 肥料及现代施肥技术
研究的最终目的：以植物营养特性为依
据，在原有土壤肥力的基础上，通过施肥 措施，为植物提供良好的营养环境，或通 过生物技术，改良植物的营养特性，并在 其它农业措施的配合下，达到高产、优质、 高效的综合效果，并对环境质量和土壤培 肥作出应有的贡献。
荒漠
草地
花生-玉米间作可改善花生的缺铁失绿症 18
花生-玉米间作的田间景观
禾本科植物在缺铁条件下释放的麦根酸活化根际难溶性铁，提高了与其间 作的双子叶植物的铁吸收量，有利于克服这些双子叶植物的缺铁黄化现象， 揭示了我国传统间套作体系中不同物种间互惠互利的作用机制。
5. 植物的土壤营养
土壤养分行为学：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、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；
二、植物营养学的主要研究方法
(一)调查研究：查阅资料、调查座谈会、现场观察
(二)试验研究
1. 生物田间试验法 2. 生物模拟法：
盆栽试验：土培法、砂培法和水培法 培养试验：分根培养、流动培养和灭菌培养 3. 化学分析法 4. 数理统计法 5. 核素技术法 6. 酶学诊断法
(一)传统研究方法
1. 生物田间试验法
≤1440
高度
允许熟食
4
≤3100
严重
不允许食用
蔬菜亚硝酸盐国际标准：NO2 < 4 mg/kg
3. 植物营养与土壤培肥和生态环境安全
土壤污染 水体污染 大气污染
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。
Eutrophication
肥料
土壤
现代 植物营养学
植物
土壤-植物-肥料的相互作用
植物、土壤和肥料三者之间相互影响，处在动态平衡之中 植物（作物）是施肥对象 土壤是施肥条件 肥料是作物丰产的物质保证
施肥原理与施肥技术是施肥指导
三、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
2、肥料在农业生产中的作用－改善品质
土壤肥力学：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 壤肥力的农业措施与影响条件。
6. 肥料学与现代施肥技术
主要研究各类肥料的理化性状和 农艺评价，在土壤中的行为，对植物 的有效性；建立以有机、无机肥料合 理分配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，推行定量化配方施肥新技术。
钾－－通常被称为“ 品质元素”
施肥与农产品品质和安全
（1）商品品质； （2）营养品质； （3）卫生质量；
植物体内硝酸盐含量的分级：
我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准
（沈明珠，1982）
级别 硝酸盐含量 污染程度 参考卫生性
(mg/kg，鲜重)
1
≤432
轻度
允许生食
2
≤785
中度
允许盐渍,熟食
3
调节施用量
植物生理学
Plant Physiology
土壤学 Soil science
生态学 Ecology
植物土营壤养学学
Plant Nutrition
遗传学
Genetics
分子生物学
环境学
Environmental sciences
Molecular biology
食品科学
Food science
2. 植物根际营养
主要研究根－土界 面微域中养分、水分及 其它物质的转化规律和 生物效应；植物－土壤 －微生物及环境因素之 间物质循环、转化的机 制及调控措施。
3. 植物营养遗传学
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
reality
生和培育出高效营养基
因型植物新品种。
Farmer’s impression
4. 植物营养生态学
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。
不同生态系统地下“透视”
热带雨林 落叶阔叶 针 叶 林
植物营养学
基本概念：
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。
肥料——调节植物营养与培肥改土的 一类物质
二、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、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：提高作物产量，改善产品品质, 减轻环境污染。
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。
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，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