植物矿质营养学说的建立在线视频

同学们好

我是来自中国农业大学

资源与环境学院的张俊伶

今天我们开始学习

植物营养学的绪论

本节课的重点是

植物矿质营养理论的建立

植物营养学非常的重要

作物产量的提高

和植物营养密切相关

从图中可以看出

随着施肥量的增加

我国粮食产量直线升高

其他的投入也相应的增加

可以说施肥保证了粮食安全

但是施肥不科学

不合理

会引起系列问题

例如过量的施肥会导致森林死亡

土壤酸化

大气沉降

水体富营养化等环境问题

农产品营养品质也会下降

严重影响人体健康

在当前绿色发展

和乡村振兴的新形势下

高产优质人体健康

环境健康可持续

成为农业可持续发展的新命题

那么在未来

植物营养

将与其他学科的知识实现交叉

共同解决农业发展面临的新问题

植物营养学的内涵

指的是

植物从外界环境当中

吸取其生长发育所需要的养分

用于维持其生命活动

营养元素

指

植物体用于维持正常的新陈代谢

完成它的生命周期所需要的化学元素

植物的生长发育和人体生长发育一样

都需要理解这么几个问题

首先

植物生长需要什么

需要多少

什么时候需要

哪里需要

为什么需要

有什么样的功能

因此我们可以看得出来

因此我们可以看得出来

总结起来

强调了

营养元素的形态

营养元素的数量

在时间和空间上的重要性

植物营养学的主要任务

就是要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

以及植物体内营养物质

运输分配和能量转化的这样一个规律

在此基础上

还要通过施肥的手段

为植物补充充足的养分

创造一个很好的营养环境

或者是借助

遗传改良的手段来调节植物体的代谢

提高营养效率

从而达到明显的

提高作物产量和改善产品品质的

目的

理解植物营养

对合理优化作物和土壤管理

非常重要

举个例子

比如说蚕豆和玉米间作

两种作物互惠

happy together

小麦子和玉米之间有竞争的作用

在这样一个缺铁的土壤上

在这样一个缺铁的土壤上

禾本科植物没有出现黄化现象

花生却出现了黄化

可以看出

不同作物有不同的特性

不同的适应性

这门课程

也是一个解植物语的课程

在植物营养学的发展史上

存在着有机、无机之争

有机营养还是无机营养的争论

实验结果 推理演绎

不同方法之间

也进行了无数的比较

今天

我们都知道无机营养非常重要

有机营养也同样不容忽视

在植物营养学的研究中

正确的研究方法和手段非常重要

这对所有的学科都是一样的

否则就会得出错误的结论

比如说

在植物营养学的发展史上

一个重要的

海尔蒙特的柳树条实验

通过灌水发现

柳树的生物量经过种植之后会增加

在这个实验中

忽视了土壤中矿质养分的作用

得出

植物营养主要是依靠水

这样一个结论

在植物营养的发展史上

化学分析非常重要

在17种必需营养元素

发现的过程中

都离不开化学分析手段的进步

尤其是对微量营养元素

由于在土壤中的浓度比较低

培养介质中这些元素

又容易被试剂或者是被其他的污染

需要非常纯的试剂和实验条件

才能够发现它的重要性

植物营养学的发展和学术体系的形成

离不开许多科学家的努力

这节课重点讲述代表性人物

李比希的三个学说

也对英国洛桑实验站的

百年农业做个简单的介绍

李比希是德国著名的化学家

全球公认的植物营养科学的奠基人

1840年

他在英国伦敦有机化学年会上

讲述了

Organic Chemistry and it's

application to Agriculture

and Physiology

提出了重要的

植物营养矿质营养学说

从事农业化学28年

促进了化肥工业的发展

对全球粮食安全

有着极大的推动作用

李比希的三个学说非常重要

首先是确立了矿质营养学说

驳斥了当时比较流行的

腐殖质营养学说

植物营养最初的是矿物质

而不是腐殖质

这个学说就极大地推动了

化肥工业的发展

第二个学说就是养分归还学说

指的是植物以不同方式

从土壤中吸收矿质养分

土壤中的养分就会逐渐减少

连续种植会使土壤变得贫瘠

为了保持土壤的肥力

必须把植物带走的矿质养分

以施肥的方式归还给土壤

这个学说强调了施肥

的必须性

李比希的最后一个学说

就是最小养分律

这个学说又称为木桶理论

他指的是作物产量

受土壤当中相对含量最少养分

所控制

作物含量的高低

会随着最小养分补充量的多少而变化

这个学说

在德国科学界又被称为Sprengel

Liebig Law of Minimum

最主要的是

Sprengel应该也有贡献

这个学说强调了施肥要有针对性

类似于医学上的对症下药

那就是植物需要什么营养元素

就补充什么营养元素

李比希的重要功绩在于

他确定了植物矿质营养学说

建立了植物营养学科

从而促进了化肥工业的兴起

在李比希的时代

磷肥工业

1842年

英国洛桑实验站Lawes

发明了磷肥的生产方法

生产出了普通过磷酸钙和过磷酸钙

氮肥工业

Haber bosch合成氨反应

1913年

第一个合成氨工厂就建立了

同时在法国也发现了钾盐矿

可以看出

化肥工业从此兴起

李比希的一个特点就是

它能够把理论和实践紧密结合

他提出的养分归还学说

和最小养分律

在今天对我们合理施肥

仍具有着非常重要的指导意义

同时也可以看出

李比希非常擅长化学

他能够把化学应用于农业

使化学能够融合在农业科学中

实现了学科之间的交叉

同时

李比希

又推行新的教学方法

把理论实践紧密结合

他同时重视人才的培养

当然

李比希也有他认识上的一些不足

比如说

没有认识到养分之间的相互关系

李比希他否定了

关于豆科植物固氮的一个理论

对豆科植物在

提高土壤肥力方面的作用认识不足

今天都知道豆科植物

它能够补充土壤当中的氮素

在土壤肥力方面

有很好的补充作用

李比希过于强调了矿质养分的作用

对腐殖质的作用认识不足

今天都知道

腐殖质也有它非常重要的作用

因此

可以看出

在整个发展的过程中

今天重点介绍

是李比希

实际上植物营养学的发展

离不开全世界科学家的努力和贡献

比如

今天的营养液培养

还在使用Hoagland的营养液

Hoagland是美国的科学家

极大地推动了营养元素的发现

和对营养功能的研究

美国加州的Epstein教授

开展了

植物营养养分吸收机制的研究

同时推动了植物营养遗传性状的研究

1904年Hiltner提出了

根际的概念

至此

根际营养

方兴未艾

今天分子生物学、组学的发展

也极大地推动了植物营养理论的发展

我们国家植物营养学的发展

也离不开科学家们的努力

七十年代以来

我们国家的植物营养学进入了

快速发展的时期

一些先进的研究手段

极大地推动了植物营养学的发展

丰富了植物营养学的内涵

由于我们国家植物种类繁多

土壤类型多种多样

因此也形成了

特色鲜明的植物营养科学研究

在植物营养发展史上

值得一提的

是很多的长期定位试验

其中

全球知名的英国洛桑实验站

是由Lawes和Gilbert建立的

到现在已经有百年的试验站

从洛桑实验站的发展

他积累了大量的可持续发展的经验

从图中可以看得出来

使用化肥非常重要

使用有机肥

对培肥土壤也很重要

一些土壤改良剂、耕作措施的改变

除草剂的施用

微生物的调控

等等这些管理措施

在整个发展的过程中

在增产中

都起了非常关键的作用

在这节的最后

希望同学们思考这样一个问题

李比希的理论

在今天对现代农业是否还具有指导作用