植物营养学是研究植物对营养物质的吸收，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学科。目的是提高作物产量和改良产品质量。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交换和能量交换的具体过程，以及内营养物质运输，分配和能量转化的规律，并在此基础上通过施用合理肥料的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来调节植物体的代谢，提高植物营养效率，从而达到提高作物产量和改善产品品质的目的．
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我国农业生产的历史悠久,在施用肥料促进促进植物生长方面积累了非常丰富的经验,但对植物营养科学理论的探索,最早是从西欧开始的。
尼古拉斯（Nicholas,1401-1446）是第一个从事植物学营养研究的人,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,200年后,海尔蒙特（Van Helmont,1577-1644）于1640年在布鲁塞尔进行了著名的柳条试验,得出柳树的增重来自水而不是来自大气和土壤的结论.虽然这个结论是错误的,但他成功的把科学的试验方法引入了植物营养的领域.
1804年,索秀尔(de Saussure)采用了精确的定量分析方法测定了空气中的二氧化碳含量以及在二氧化碳含量不同的空气中所培养的植物体内碳素不同,证明了植物体内的碳来自空气中的二氧化碳,是植物同化作用的结果.而植物的灰分则来自土壤;碳,氢,氧来自空气和水。
19世纪初期，德国学者泰伊尔(Von Thaer,1752-1828)提出腐殖质营养学说.他认为,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;而矿物质只是起间接作用. 布森高(Boussingault,1802-1887)法国农业化学家是采用田间试验方法研究植物营养的创始人.他采用索秀尔的定量分析方法,研究碳素同化和氮素营养问题.
李比希(Justus von Liebig,1803-1873)国际公认的植物营养科学的奠基人.他提出了植物矿质营养学说、归还学说和最小养分律.
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植物矿质营养学说指出:植物的原始养分只能是矿物质.否定了当时非常流行的腐殖质营养学说.植物矿质营养学说也是植物营养学新旧时代分界线和转折点.
养分归还学说提出:植物以不同的方式从土壤中吸取矿质养分,使土壤中的养分逐渐减少,连续种植会使土壤贫瘠,甚至寸草不生.为了维持养分平衡,就必须把从土壤中带走的矿质养分和氮素以施肥的方式归还给土壤.
最小养分律理论:作物的产量受土壤中相对含量小的养分所控制,作物产量的高低则随最小养分补充量的多少而变化.最小养分律还指出了作物的产量与养分供应上的矛盾,表明施肥应有针对性.
1843年鲁茨创立洛桑试验站.19世纪末生物试验的方法已基本完善.并开始发展为试验网.
Horst Marschner德国霍恩海姆大学（Hohenheim）植物营养所教授，世界著名植物营养学家，现代植物营养学的奠基人。他的研究极大地促进了植物营养从根际过程到养分吸收和利用各领域研究的快速发展，著有《Marschner's Mineral Nutrition of Higher Plants（高等植物矿质营养）》。
一、作物生长发育必需的营养元素 大量营养元素：碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K) 中量营养元素：镁(Mg)、硫(S)、钙(Ca) 微量营养元素：铁(Fe)、锰(Mn)、硼(B)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo)、氯(Cl)
二、养分归还学说 作物以不同方式从土壤中吸收矿质养分，使土壤养分逐渐减少，连续种植会使土壤贫瘠，为了保持土壤肥力，就必须把植物带走的矿质养分以施肥的方式归还土壤。
三、同等重要、不可替代律 不论大、中量元素或微量元素都是同等重要，缺一不可。缺少某一种微量元素，就会产生微量元素缺乏症而导致减产。各营养元素的重要性是一样的，并不因为需要量的多少而改变。作物需要的各种营养元素，在作物体内都有一定的功能，相互之间不能代替。缺少什么营养元素，就必须施用含有该营养元素的肥料。
四、最小养分律和木桶理论 作物的产量是由最缺乏的那个营养元素所决定的。木桶的装水量取决于最短那块木板的高度。
五、最大养分律和报酬递减律 当最小养分的供应量逐步增加时，作物的产量也相应增加，最终可达到一个平衡点。 超过这个平衡点，随着该养分继续增加，作物的产量不仅不增加，反而减少。这是因为另一个养分成为了最小养分。
六、土壤肥力与因子综和作用律 土壤肥力是土壤的基本属性，是土壤从养分条件和环境条件方面供应和协调作物生长的能力。
直接因子：土壤养分、氮磷钾含量等。
间接因子：土壤母质、酸碱度、有机质、 通透性。
外来因子：作物品种、耕作、施肥、气候等。
众多因子综合作用形成了土壤肥力。影响作物产量的众多因子纠缠在一起，因子与因子之间既能相互促进，又能相互制约，而且经常不断变化。 例如，磷的不足，影响氮的肥效，增施钾肥，可以提高氮的吸收，磷肥施用过量，导致锌的沉淀，容易发生缺锌症。
七、主要肥料的生理功能，来自化肥原料源头
1.氮肥(N)：——长叶、绿叶、叶盛(尿素、碳铵、氯化铵)
2.磷肥(P2O5)—长根、增糖(过磷酸钙、 磷酸一铵、磷酸二氢钾)
3.钾肥K2O—壮杆、壮籽粒(氯化钾、 硫酸钾)
4.钙肥Ca——抗病、厚皮(石灰、硝酸钙、氨基酸钙)
5.镁肥Mg——叶绿、协调钾(硫酸镁、硼镁肥)
6.硅肥Si——水稻用壮杆、防倒伏(硅酸钠)
7.硼肥B ——防治花而不实(硼砂、硼酸)
8.锌肥Zn——防治僵苗(七水硫酸锌、一水硫酸锌)
9.钼肥Mo——豆科作物增产(钼酸钠、仲钼酸铵)
10.锰肥Mn、铜肥Cu、铁肥Fe—抗逆性，增强酶活性 (一水硫酸锰、五水硫酸铜、七水硫酸亚铁、氨基酸铁锰)
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