《植物营养学》教学大纲

一、基本信息

课程名称		植物营养学				课程编号	ARGE3205
英文名称		Plant Nutrition				课程类型	科类基础课
总学时	54	理论学时		54	实验学时		实践学时
学分	3	预修课程	植物生理学、土壤学			适用对象	农业资源与环境
课程简介		本课程主要讲授植物必需营养元素的主要营养功能，植物对养分离子的吸收、运输、分配、同化与再利用，土壤养分元素的化学和生物有效性与养分供应，氮、磷、钾、中量元素和微量元素肥料的性质、入土转化与合理施用，复混肥料的生产工艺性质一施用，有机肥料的主要种类、性质与合理施用，分子生物学在植物营养研究上的应用。

二、教学目标及任务

了解植物营养发展的动态，植物必需营养元素的营养功能，植物营养元素缺乏与过剩的主要症状，分子生物学在植物营养研究上的应用。掌握植物根系和叶片对养分的吸收、运输、分配、同化与再利用，土壤养分的有效性及其影响因素，氮磷钾肥、中量元素肥料、微量元素肥料、复混肥料及有机肥料的性质与合理施用，应用分子生物学技术研究养分的高效吸收利用。要求学生通过本课程的学习，能够将植物营养原理与肥料的合理施用有机地结合起来，具有综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

三、学时分配

教学课时分配

章节	章节内容	讲课	实验	实践	合计
绪论		2
第一章	植物对养分的吸收	6
第二章	养分的运输与分配	2
第三章	土壤养分供应	5
第四章	氮素营养与氮肥	6
第五章	磷素营养与磷肥	5
第六章	钾素营养与钾肥	4
第七章	钙镁硫营养与钙镁硫元素肥料	4
第八章	微量元素营养与微肥	6
第九章	植物的有益元素	2
第十章	复混肥料	2
第十一章	有机肥料	6
第十二章	植物营养的分子生物学基础	4
合计		54

四、教学内容及教学要求 

绪论

第一节  植物营养学的发展史

1.       植物营养学研究的早期探索

2.       植物营养学说的建立和李比希的工作

3.       植物营养学的发展

习题要点：矿质营养学说。

第二节  植物营养的基本原理

1.  植物必需的营养元素

2.       施肥原理

习题要点：必需营养元素的标准、最小养分律。

第三节  我国肥料施用与发展

1.  肥料的来源与分类

2.       肥料试验和研究

3.       我国肥料生产概况

4.       我国肥料施用概况

习题要点：肥料的种类，肥料试验方法。

第四节  植物营养学的范畴和主要的研究方法

1.  植物营养学的范畴

2.       植物营养学主要的研究方法

习题要点：植物营养研究方法。

第五节  植物营养展望

本章重点、难点：必需营养元素的概念，植物营养学研究的范畴，植物营养学的研究方法。

本章教学要求：了解植物营养学的发展史和研究前沿，植物营养学的范畴，植物营养学及其相关学说和概念的含义；理解植物营养的基本原理与主要的植物营养研究方法；掌握养分归还学说，必需营养元素的标准，最小养分律、肥料的生理性质等。

第一章  植物对养分的吸收

第一节  根细胞质膜的结构与组成

1.        结构

2.        组成

习题要点：根系形态与养分吸收，根细胞膜结构、自由空间。

第二节  养分离子的跨膜运输

1.        离子泵

2.        简单扩散

3.        离子通道

4.        运输蛋白

习题要点：电化学势、质子驱动力、质子泵、协同运输。

第三节  植物养分吸收的动力学研究

习题要点：吸收动力学曲线，吸收动力学参数。

第四节  植物的有机营养

1.       植物对有机氮的吸收

2.       植物对有机磷的吸收

习题要点：有机氮营养作用与吸收机制。

第五节 植物的叶面营养

1.       叶片的结构与组成

2.       叶片对气态养分的吸收

3.       叶片对矿质养分的吸收

4.       叶面营养的特点与应用

5.       影响叶面营养的因素

习题要点：叶面营养的特点、使用条件与注意事项。

第六节  影响植物养分吸收的因素

1.       光照

2.       温度

3.       土壤通气性

4.       水分

5.       pH

6.       离子间的相互作用

7.       植物营养阶段

习题要点：环境因素、土壤特性及植物营养阶段与养分吸收。

本章重点、难点：养分离子跨膜运输、养分吸收动力学、影响养分吸收的因素。

本章教学要求：了解根的细胞结构，理解，植物根外营养的概念、特性及影响因素，掌握植物吸收养分的机理与影响因素。

第二章  养分的运输与分配

第一节  养分的短距离运输

1.       运输途径

2.       运输部位

3.       养分进入木质部

习题要点：共质体途径、质外体运输、影响短距离运输的因素。

第二节 养分的长距离运输

1.       木质部运输

2.       韧皮部运输

习题要点：压力流学说、木质部和韧皮部汁液组成。

第三节 植物体内养分循环与再利用

1.       植物体内养分循环

2.       植物体内养分再利用

习题要点：植物体内养分的再利用过程。

第四节  库-源关系

1.       同化产物的运输与调节

2.       源-库的转化

3.       植物激素在源-库关系中的调节作用

4.       源-库关系与产量形成

习题要点：源与库的概念。

本章重点、难点：短距离运输途径、长距离运输、植物体内养分循环、库-源关系。

本章教学要求：了解养分运输的途径与部位，理解并掌握植物养分的运输与分配、养分的循环与再利用、库-源关系。

第三章  土壤养分供应

第一节  土壤养分的有效性

1.       土壤养分的化学有效性

2.       土壤养分的生物有效性

习题要点：土壤养分的化学有效性与生物有效性、强度因素、容量因素及缓冲容量。

第二节 土壤养分的移动

1.       截获

2.       扩散

3.       质流

习题要点：主要养分离子向根表的迁移方式、累积、亏缺。

第三节  影响土壤养分有效性的因素

1.       土壤

2.       植物根系

习题要点：根系特性与土壤养分有效性。

第四节  根际

1.       基本概念

2.       离子浓度与分布

3.       根系分泌物

4.       根际pH和Eh

5.       有机碳的供应根际微生物

6.       VA-菌根

习题要点：根际、根系分泌物、根际微生物。

本章重点、难点：土壤养分的生物有效性、养分迁移方式及其影响因素、根际。

本章教学要求：理解并掌握土壤养分生物有效性、养分的强度因素、容量因素及缓冲容量的含义，掌握土壤养分迁移方式及其对供应养分的贡献。理解植物根系生长特性与养分有效性之间的关系，掌握根际概念及其特性，根系分泌物的概念及其对土壤养分有效性的影响，根际微生物及其对土壤养分有效性的影响。

第四章  氮素营养与氮肥

第一节  植物中的氮

1.       氮的生理功能

2.       氮的吸收与同化

3.       铵与硝的营养特点

4.       植物缺氮与氮素过剩症状

习题要点：氮素营养功能化、氮的吸收与同化、植物氮素营养失调症。

第二节  土壤中的氮

1.       氮的含量与形态

2.       土壤氮素来源与氮素平衡

3.       土壤氮素转化

习题要点：有机氮的矿化作用与氮素生物固持、硝化作用与反硝化作用、固定态铵。

第三节  氮肥的种类与施用

1.       氮肥的种类与施用

2.       氮肥在土壤中的转化

3.       氮肥施用技术

习题要点：氮肥利用率、氮肥的种类、特性与合理施用、氮肥入土转化。

本章重点、难点：植对铵态氮和硝态氮的吸收与同化、植物缺氮的症状、土壤氮素转化、氮肥的损失途径、氮肥利用率及提高氮肥利用率途径。

本章教学要求：了解植物氮素营养功能、理解并掌握氮肥的种类、特性、在土壤中的转化及其对植物生长、产量、品质与环境的影响，综合所学知识熟练掌握氮肥合理施用技术。

第五章  磷素营养与磷肥

第一节 植物中的磷

1.       磷的生理功能

2.       磷的吸收与同化

习题要点：磷素功能、磷的吸收与同化、植物磷素营养失调症。

第二节 土壤中的磷

1.       土壤中磷的含量与形态

2.       土壤中磷的转化

习题要点：土壤无机磷与有机磷的转化。

第三节  磷肥的种类与施用

1.       磷肥的种类

2.       磷肥的施用

习题要点：常用磷肥的种类、特性与合理施用、磷肥入土转化。

本章重点、难点：磷在土壤中的转化与固定、植物缺磷反应、合理施用磷肥的原则、提高磷肥利用率的途径。

本章教学要求：了解植物和土壤中磷的含量、形态，理解并掌握磷肥的种类、特性、在土壤中的转化及其对植物生长、产量、品质与环境的影响，综合所学知识熟练掌握磷肥合理施用技术。

第六章  钾素营养与钾肥

第一节 植物中的钾

1.       钾的生理功能

2.       钾的吸收与再利用

习题要点：钾的营养功能、植物缺钾症。

第二节  土壤中的钾

1.       钾的含量与形态

2.       钾的转化

习题要点：土壤有效钾、固定态钾。

第三节  钾肥的种类与施用

1.       钾肥的种类

2.       钾肥的施用

习题要点：氯化钾、硫酸钾、草木灰。

本章重点、难点：钾与作物品质、钾与植物抗性、钾在土壤中的固定、钾肥的种类、特性与合理施用。

本章教学要求：了解植物和土壤中钾的含量、形态，掌握钾肥的种类、特性、在土壤中的转化及其对植物生长、产量与品质的影响，综合所学知识熟练掌握钾肥合理施用技术。

第七章  钙镁硫营养与钙镁硫元素肥料

第一节  钙

1.       植物中的钙

2.       土壤中的钙

3.       钙肥及其施用

习题要点：钙调蛋白（第二信使）、钙肥施用。

第二节  镁

1.       植物中的镁

2.       土壤中的镁

3.       镁肥及其施用

习题要点：镁的营养功能、缺镁的发生部位与典型症状。

第三节  硫

1.       植物中的硫

2.       土壤中的硫

3.       硫肥及其施用

习题要点：植物缺硫的主要症状。

本章重点、难点：植物体内的分布特点、生理性缺钙、缺决的土壤条件、植物对硫的需求特性、钙镁硫的营养诊断。

本章教学要求：理解并掌握钙、镁、硫、硅肥的种类、特性、在土壤中的转化及其对植物生长、产量、品质与环境的影响，掌握其合理施用技术。

第八章  微量元素营养与微肥

第一节 铁

1.       植物中的铁

2.       土壤中的铁

习题要点：铁的营养功能、植物耐缺铁的机理。

第二节  锌

1.       植物中的锌

2.       土壤中的锌

习题要点：植物缺锌症、土壤中锌的形态与转化。

第三节  硼

1.       植物中的硼

2.       土壤中的硼

习题要点：植物缺硼症、土壤中硼的形态与转化。

第四节  锰

1.       植物中的锰

2.       土壤中的锰

习题要点：土壤中锰的形态与转化及有效性调节。

第五节  铜

1.       植物中的铜

2.       土壤中的铜

习题要点：土壤中铜的形态与转化。

第六节  钼

1.       植物中的钼

2.       土壤中的钼

习题要点：植物缺钼症、土壤中钼的形态与转化。

第七节  影响微量元素有效性的因素

1.       土壤pH

2.       土壤Eh

3.       土壤有机质

4.       土壤水分

习题要点：影响土壤微量元素肥料有效性的因素与有效性的调节。

第九节  微量元素肥料及其施用

1.       微量元素肥料的种类与性质

2.       微量元素肥料的施用

习题要点：施用微量元素肥料的原则。

本章重点、难点：微量元素的营养特点，微量元素缺乏的土壤条件，植物缺乏B、Zn、Fe、Mo的特征，微量元素在土壤中的固定，微量元素肥料的施用方法， 微量元素营养丰缺的诊断。

本章教学要求：了解微量元素的营养功能，理解并掌握微肥的种类、特性、在土壤中的转化及其对植物生长、产量与品质的影响，熟练掌握微肥合理施用技术。

第九章  植物的有益元素

第一节 硅

1.       植物体内硅的含量、形态和分布

2.       硅的营养功能

3.       植物对硅的吸收与运输

4.       硅肥及其施用

习题要点：硅的吸收与运输、硅肥使用。

第二节  钠

1.       植物体内钠的含量

2.       钠的营养功能

3.       钠肥及其施用

习题要点：钠的营养作用。

第三节  铝

1.       植物体内铝的含量与分布

2.       铝的营养功能

3.       铝对植物的毒害

习题要点：铝毒。

第四节  硒

1.       植物体内硒的含量、形态和分布

2.       硒的营养功能

3.       植物对硒的吸收与运输

4.       硒肥及其施用

习题要点：硒的营养功能、吸收与运输。

第五节  钴

1.       植物体内钴的含量

2.       钴的营养功能

3.       植物对钴的吸收与运输

习题要点：钴的营养功能

本章重点、难点：植物有益营养元素作用及亏缺和过量的症状。

本章教学要求：了解硅、钠、钴、硒的营养功能，理解硅、硒肥的特性与合理施用。

第十章  复混肥料

第一节 概述

1.       基本概念

2.       国家标准

3.       复混肥料的特点

习题要点：复混肥料的定义、养分表示方式、类型，复混肥料有哪些主要特点。

第二节  复混肥料的种类和性质

1.       复合肥料

2.       混合肥料

习题要点：掺混复肥、肥料混合要注意哪些方面。

第三节  复混肥料的肥效与施用

1.       复混肥料的肥效

2.       复混肥料的合理施用

习题要点：如何合理施用复混肥料

本章重点、难点：复合肥料的特点，复合肥料的种类和施用，混和肥料的配置原则。

本章教学要求：理解并掌握复合肥料和混合肥料的概念、特性及其合理施用技术，掌握复合肥料和混合肥料的发展动向。

第十一章  有机肥料

第一节  固体废弃物类型

1.       农业废弃物

2.       市政有机废弃物

习题要点：肥料资源化利用的固体有机废弃物。

第二节   有机肥料的生产方法

1.       简易农肥化技术

2.       高温好氧堆肥技术

3.       厌氧分解技术

习题要点：高温堆肥

第三节 有机肥料的利用

1.       提供养分元素

2.       改善土壤肥力性状

习题要点：有机肥料的作用、在土壤中的转化与合理施用。

第四节  施用有机肥料造成的环境问题

1.       重金属

2.       病原微生物

3.       微量有机污染物

习题要点：有机肥中的重金属、病原微生物、抗生素。

本章重点、难点：有机肥料的特点与的作用、有机肥料在土壤中的转化、有机肥料的合理施用、农业废弃物综合利用、有机肥料的种类、特性与合理施用。

本章教学要求：理解有机肥料的种类、特性、在土壤中的转化及其对植物生长、产量、品质与环境的影响，掌握其合理施用技术，并能综合所学知识进一步探讨合理施肥技术。

第十二章  植物营养的分子生物学基础

第一节  基本概念

1.       分子遗传标记

2.       基因工程

习题要点：基因、基因型、表现型、养分效率。

第二节   分子生物学在植物营养上的应用

1.       分子遗传标记技术在植物营养性状研究中的应用

2.       基因工程技术在植物营养性状研究中的应用

习题要点：RFLP、PCR、RAPD、AFLP。

本章重点、难点：植物营养的遗传特性与改良、RFLP、PCR。

本章教学要求：理解植物营养的遗传变异性和基因潜力、植物营养效率基因型差异的形态学、生理学和遗传学特性，掌握营养遗传特性的研究技术和改良方法。

 

 

五、考核方式及要求 

期末笔试70%，平时课堂互动提问20%，学生趣味知识题10%。

六、推荐教材及教学参考书 

教  材：《植物营养学》（上/下册），陆景陵/胡霭堂编著，中国农业大学出版社，2003年，标准书号：781066512X/7810665138。

参考书：《高等植物的矿质营养》，H. Marschner编著，曹一平，等译，北京农业大学出版社，1991年，标准书号：7-81002-201-6。

《土壤植物营养学原理和施肥》，鲁如坤编著，化学工业出版社，1998年，标准书号：7502520740。

《Soil Fertility and Fertilization》，John L. Havlin编著，Prentice Hall，2004年，标准书号：0130278246。

《Mineral Nutrition of High Plants》，H. Marschne编著，Acedemic Press，1997年，标准书号：9780124735439。

 

大纲修订人：徐阳春

大纲审定人：李荣

修订日期：2015年4月12日