土壤肥料学（肥料部分）  资源与环境学院     刘春生 CSliu@sdau.edu.cn 第一章  绪论 第一节  植物营养学与农业生产 第二节  植物营养学的发展概况 第三节  植物营养学的范畴 第四节  植物营养学的主要研究方法 第五节  植物营养学的任务 第六节  肥料学的基础知识   第一节  植物营养学与农业生产        一、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。   第一节  植物营养学与农业生产  二、植物营养学与农业生产         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、分配和能力转化的规律，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。  第一节  植物营养学与农业生产  ★  我国人口众多，必须增加粮食产量  ★  增加粮食产量的途径：扩大耕地面积（包括改良中、      低产田）或提高单位面积产量  ★   根据我国情，继续扩大耕地面积的潜力不大，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年以来，我国化肥工业      发展迅速，粮食总产量迅速增加（见图1-1）。近十      几年来，由于我国种植结构的变化，粮、棉、油的种      植面积有所减少，而瓜、菜果园的面积发展较快，从      而出现粮食总产量滞后于化肥用量增长的势头。 第一节  植物营养学与农业生产                                    第一节  植物营养学与农业生产  施肥不仅能提高土壤肥力，而且也是提高作物单位面积产量的重要措施。 据FAO的统计，化肥在农作物增产的总份额中占40%-60%。  中国农科院土肥所统计，我国1951-1980间化肥总用量与粮食总产量的相关系数为0.964。   第一节  植物营养学与农业生产  化肥每亩施用量与粮食每亩产量的相关系数为0.98。 目前全国各地粮食生产水平相差很大，北京、上海、江苏、浙江属高产区，如上海和浙江年平均每公顷产量均在11250kg以上，而全国仍有3300多万hm2耕地产量仍在每公顷1500kg以下。一方面充分说明提高单产有很大的潜力，另一方面也展示了改造低产田的战略意义。     第一节  植物营养学与农业生产     生产实践表明，提高作物单产的重要措施之一是要创作一个良好的营养环境，保证及时满足作物对养分的需求。 多年来的实践证明，获得作物高产和优质产品的关键，很大程度上取决于养分的平衡供应。它必须以植物营养理论为指导，以各类植物的营养特性与不同土壤供肥状况为施肥的重要依据。只有在正确理论指导下的施肥才能明显地提高产量、改善品质、保护环境，并建立良好的生态系统，造福人类；反之，盲目施肥往往不仅不能增产，反而浪费资源，破坏生态环境。     第二节  植物营养学的发展概况 一、植物营养的早期探索    植物“生长要素”?的探讨（1630-1750）  □ 尼古拉斯（Nicholas，1401-1446）是第一个从事植物营养研究的人，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。 □ 海尔蒙特（Van?Helmont，1577-1644）的柳条试验：早期对植物营养本质的科学探索，最有代表性的是比利时Van?Helmont于1940在布鲁塞尔进行的著名的柳条试验，证明水是植物生长必需的。   □ Glauber（德国），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。     第二节  植物营养学的发展概况 一、植物营养的早期探索    植物“生长要素”?的探讨（1630-1750）  □ 伍德沃德（Woodward，?1665-1782，英国， ）不同来源水分试验---土壤中有营养物质。             发现植物在含有泥沙的河水中比在雨水中长得好，而且在含有盐分的下水道中长德更好，因而他认为土和盐都有营养作用。  □ Tull?土壤耕翻实践---土壤颗粒大小的影响 。        第二节  植物营养学的发展概况 一、植物营养的早期探索      植物营养物质的探寻（1750-1800）  □ Home认为植物营养物质包括，空气?、水、土、各种盐类、油、“固定形态的火” （燃素）。 □ 德国泰伊尔（Von Thaer,1752-1828）的腐殖质营养学说。认为土壤肥力取决于腐殖质的含量，腐殖质是土壤中唯一的植物营养物质；而石灰，碱类和其他含盐物质只起见接作用，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。这一学说当时在欧洲曾风行一时，但也有不少学者持反对意见。   第二节  植物营养学的发展概况 一、植物营养的早期探索      植物营养物质的探寻（1750-1800）  □ 荷兰Jan?Ingen-Housz（1730-1799），植物对空气的净化与浊化，光的重要性。通过比较化学放氧和植物放氧（尽管他们当时还不知道氧的名称和性质，只知道为一种“燃素”），指出绿色植物在光和某些物质的共同参与下，将叶子中的“固定空气”（CO2）分解成“燃素空气”（O2）。这是光合作用理论的雏形，说明空气也是植物营养物质的一种来源。 第二节  植物营养学的发展概况 一、植物营养的早期探索      植物营养物质的探寻（1750-1800）  □ 对柳条试验的解释 首先将新化学理论应用于植物营养的是瑞士化学家索秀尔de Saussure（1767-1845）。1840年，他将植物种在含有不同浓度CO2的空气中，一段时间后测量空气中剩余的CO2含量和植物体中的碳含量，证明植物中的碳素来源于空气中的CO2。同时他又精确测定植物灰分的组成，发现植物灰分的组成随植物年龄及土壤成分不同而异，说明矿质元素（灰分）来自于土壤，而且矿物质进入植物体不是偶然的现象，而是选择吸收的结果。因此他得出结论：植物体中的碳、氧、氢来自于空气和水，而矿质元素则来自于土壤。自此，柳条试验的问题得到澄清。 第二节  植物营养学的发展概况 一、植物营养的早期探索      植物营养物质的探寻（1750-1800）  □ 西尼比尔（Jean?Seenebier）,1791发现植物死于不流动的水中，这是一个溶液培养试验的重要实践。  □  Woodward 和Saussure都是用溶液培养方法研究植物营养的先驱。 第二节  植物营养学的发展概况 二、植物矿质营养学说的建立和发展     矿质营养学说的创立（1840）  □ 1840 年，一个植物营养学界值得纪念的年份。德国著名化学家李比希（Justus von Leibig, 1803-1873)应邀参加英国科学发展学会所举办的有机化学学术会。会上发表了发表了题为“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”，否定了当时流行的腐殖质营养学说。提出了“养分归还学说”。
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