植物营养肥料学
第一章：绪论
1、植物营养学：是研究营养物质对植物的营养作用，研究植物对营养物质的吸收、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。
2、植物营养学主要任务：阐明植物体与外界环境之间营养物质交换和能量交换的具体过程，以及体内营养物质运输、分配和能量转化的规律，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。
3、肥料：直接或间接供给植物所需养分，改善土壤性状，以提高作物产量和改善产品品质的物质。
4、泰伊尔(Von Thaer)－19世纪初期，“腐殖质营养学说”： 土壤肥力决定于腐殖质的含量，因此腐殖质是土壤中植物养分的唯一来源，矿物质不过起间接作用，以加速腐殖质的转化和溶解，使之成为易被植物吸收的物质。
5、植物矿物质营养学说-要点：土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料，厩肥及其它有机肥料对于植物生长所起的作用，并不是由于其中所含的有机质，而是由于这些有机质在分解时所形成的矿物质。 意义：
① 理论上，否定了当时流行的“腐殖质学说”，说明了植物营养的本质；是植物营养学新旧时代的分界线和转折点，使维持土壤肥力的手段从施用有机肥料向施用无机肥料转变有了坚实的基础；
② 实践上促进了化肥工业的创立和发展；推动了农业生产的发展。在农业产量的增加份额中，有40％～60％归功于化肥的施用。植物矿物质营养学说具有划时代的意义。 6、养分归还学说-要点：
①随着作物的每次收获，必然要从土壤中取走大量养分， ②如果不正确地归还土壤的养分，地力就将逐渐下降， ③要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分。 意义：对恢复和维持土壤肥力有积极作用 7、最小养分律（1843年），要点：
①作物产量的高低受土壤中相对含量最低的养分所制约。也就是说，决定作物产量的是土壤中相对含量最少的养分。
②而最小养分会随条件变化而变化，如果增施不含最小养分的肥料，不但难以增产，还会降低施肥的效益。
意义：指出作物产量与养分供应上的矛盾，表明施肥要有针对性，应合理施肥。 8、李比希观点认识的不足与局限性：尚未认识到养分之间的相互关系；对豆科作物在提高土壤肥力方面的作用认识不足；过于强调矿质养分作用，对腐殖质作用认识不够。 9、罗宗洛－20世纪20～30年代，在氮素营养及微量元素方面做了大量工作。
10、植物营养学的范畴：植物营养生理学；植物根际营养；植物营养遗传学；植物营养生态学；植物的土壤营养；肥料及现代施肥技术。
植物营养学研究的最终目的：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。
11、植物营养学的主要研究方法：
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。
第二章: 植物的营养元素
1、影响植物体内矿质元素种类和含量的因素：
①遗传因素－如：禾本科植物需Si、淀粉植物块茎含K多、豆科植物含N较多等。 ②环境条件（生长环境）－如：盐渍土上生长的植物含Na和Cl较多、沿海的植物含I较多、酸性红壤上的植物含Al和Fe较多。 2、植物必需营养元素的标准：
①必要性：这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史； ②专一性：这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时，植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失
③直接性：这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。
3、植物必需营养元素的种类：非矿质元素C、H、O；植物营养三要素或肥料三要素N、P、K；中量元素：Ca、Mg、S；微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、（Ni）。 4、必需营养元素间的相互关系：
①同等重要律－植物必需营养元素在植物体内的数量不论多少都是同等重要的，生产上要求：平衡供给养分；
②不可代替律－植物的每一种必需营养元素都有特殊的功能，不能被其它元素所代替。生产上要求：全面供给养分
5、有益元素：某些元素适量存在时能促进植物的生长发育；或者是某些特定的植物、在某些特定条件下所必需的，这些类型的元素称为“有益元素”，也称“农学必需元素”。 如硅(Si)，钠(Na)，钴(Co)，硒(Se)，铝(Al)。
第三章 植物对营养物质的吸收
1、植物吸收的养分形式：以离子或无机分子为主，和少部分有机形态的物质。植物吸收养分的部位：矿质养分－根部吸收为主，气态养分－叶部吸收为主。
2、根的类型：从整体上分直根系（根深）和须根系（水平生长）。直根系－能较好地利用深层土壤中的养分；须根系－能较好地利用浅层土壤中的养分。农业生产中常将两种根系类型的植物种在一起。
3、根的构型：指同一根系中不同类型的根（直根系）或不定根（须根系）在生长介质中的空间造型和分布。具体来说，包括立体几何构型和平面几何构型。根构型与养分吸收：不同植物具有不同的根构型，浅根系由于其在表层的根相对较多而更有利于对表层养分的吸收；深根系则相反。
4、根的结构特点：从根尖向根茎基部分为根冠、分生区、伸长区和成熟区(根毛区)和老熟区五个部分。横切面从外向根内可分为表皮、(外)皮层、内皮层和中柱等几个部分。分生区和伸长区：养分吸收的主要区域； 根毛区：吸收养分的数量比其它区段更多。
5、根的生理特性：根的阳离子交换量(CEC)：单位数量根系吸附的阳离子的厘摩尔数(cmol/kg)，一般地，双子叶植物的CEC较高，单子叶植物的较低。
6、根的氧化还原能力：反映根的代谢活动，与植物吸收养分的能力有关。 根的氧化力越强，根的活力和吸收能力就越强。如水稻，具有氧气输导组织，向根分泌O2，使得新生根氧化力强（根呈白色）。而老根病根，氧化力更弱，根呈黑色。 根的还原力，对需还原后才被吸收的养分尤为重要，如Fe3+→Fe2+。试验表明还原力强的作物在石灰性土壤上不易缺铁。
7、根际：由于植物根系的影响而使其理化生物性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤。 根际效应：在根际中，植物根系不仅影响介质土壤中的无机养分的溶解度，也影响土壤生物的活性，从而构成一个“根际效应”。 8、根际pH环境：影响因素有呼吸作用和根系有机酸分泌。当根系选择吸收阴离子>阳离子时，根际pH上升，当吸收阳离子>阴离子，根际pH下降。根际pH变化对养分的有效性的影响：
① 石灰性土壤施用铵态氮肥、钾肥，pH下降，使多种营养因素的生物有效性增加； ② 酸性土壤施用硝态氮肥，pH上升，磷的有效性提高；
③ 豆科作物在固氮过程中酸化了根际，提高了难溶性磷的利用率；
④ 豆科植物在缺磷条件下，根系不正常生长形成簇状根或排根，分泌H能量较强，有效的降低根际pH，并溶解土壤中的难溶性磷。
9、根系分泌物种类：无机物(CO2、矿质盐类(细胞膜受损时才大量外渗));有机物(糖类、蛋白质及酶、氨基酸、有机酸等) 。 根系分泌物的农业意义:
①生物的能源和营养材料; ②促进养分有效化;
③间作或混作中有互利作用。 10、根际微生物对植物吸收养分的影响：
(1) 矿化有机物（释放CO2和无机养分）；
＋
(2) 产生和分泌有机酸（络合金属离子，促进养分的吸收和转移；同时，降低土壤pH值，促进难溶性化合物的溶解和养分释放）； (3) 固定和转化大气中的养分（固氮微生物能将空气中的分子态氮转化为植物可利用的形式）；
(4) 产生和释放生理活性物质（促进根系的生长和养分的吸收）。
11、菌根：菌根是土壤真菌与植物根系建立共生关系所形成的共生体，主要类型有外生菌根和内生菌根。作用是促进养分的吸收，因为：
①通过外延菌丝大大增加吸磷表面积； ②降低菌丝际pH值,有利于磷的活化；
③VA真菌膜上运载系统与磷的亲合力高于寄主植物根细胞膜与磷的亲合力； ④植物所吸收的磷以聚磷酸盐的形式在菌丝中运输效率高。
12、根系对养分吸收：养分通过细胞原生质膜进入细胞内的过程。其过程包括：
①土壤养分向根表面的迁移（迁移的3中形式：截获、质流、扩散）； ②养分进入质外体；
③养分进入共质体。钙向根表的迁移主要是质流，而质流与蒸腾作用正相关，由于新叶蒸腾作用弱，因此大白菜缺钙常出现干烧心的现象。氮、磷、钾主要通过扩散的方式迁移至根表，扩散系数：NO3->K+>H2PO4-，因此施用磷肥时要尽量接近根系。
13、质外体：指细胞原生质膜以外的空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。 质外体也被称作自由空间(也称表观自由空间AFS或外层空间)，自由空间指根部某些组织或细胞能允许外部溶液通过自由扩散而进入的那些区域，包括细胞间隙、细胞壁到原生质膜之间的空隙，习惯上可分为水分自由空间和杜南自由空间(水分自由空间是指被水分占据并能和外部介质溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域;杜南自由空间是指质外体中因受电荷影响，养分离子不能自由移动和扩散的那部分区域)。
14、共质体：指原生质膜以内的物质和空间，包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。胞间连丝是指相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间物质运输的主要通道。
15、被动吸收：膜外养分顺浓度梯度 (分子) 或电化学势梯度 (离子)、不需消耗代谢能量而自发地 (即没有选择性地) 进入原生质膜的过程。形式：
(1) 简单扩散：如亲脂性分子(O2、N2)、不带电极性小分子 (H2O、CO2 、甘油 ) (2) 易化扩散：在通道蛋白或运输蛋白参与下完成，是被动吸收的主要形式。 被动吸收的动力：离子(分子)的运输动力来自膜间的电化学势(浓度)梯度，当膜两边的电化学势(浓度)梯度相等时，离子(分子)达到动态平衡，净吸收停止。
16主动吸收：膜外养分逆浓度梯度 (分子) 或电化学势梯度 (离子)、需要消耗代谢能量、有选择性地进入原生质膜内的过程。
离子泵：是位于植物细胞原生质膜上的ATP酶，它能逆电化学势将某种离子“泵入”细胞内，同时将另一 种离子“泵出”细胞外。目前发现的离子泵主要分为四种类型： H+-ATP酶；Ca2+-ATP酶；H+-焦磷酸酶；ABC型离子泵。
通常情况下，由于细胞内部带有负电，对于阳离子，它们在细胞内的浓度一般不会超过物理化学平衡浓度( K+例外)，因而大多数是被动吸收；相反，对于阴离子，细胞内的浓度虽然较低，但仍高于物理化学平衡浓度，所以大多数是逆电化学梯度，即主动吸收。