摘要：我国是一个农业大国, 十分重视种植业的发展, 我国的植物营养学研究理念注重对林木病理学、经济林栽培、植物微生物学、养料利用和土壤污染等方面的研究, 为我国农业种植业的发展提供科学的参考。本文对植物营养学概述、研究范围及植物营养学对种植业的重要性进行分析, 并对其相应的研究方法进行阐述。
关键词：植物营养学; 种植业; 基础科学;
1 植物营养学概述及研究范围
植物营养学是种植业中重要的研究内容, 植物营养学研究营养的运转规律, 探讨植物的能量交换。在植物学研究范畴内, 营养是植物生长的关键要素, 植物生长系统是一个营养循环系统, 包含3个基本要素, 即植物、土壤、环境, 营养是贯穿3个系统的重要要素。植物营养学的研究重点是营养物质在土壤中的转变和吸收, 并在植物内发生生理功能, 转变为植物生长的营养要素。在生态学系统中, 营养在生态系统和食物系统中进行循环利用, 通过改善种植方式和改良遗传, 都能够实现营养吸收的优化, 提高种植业的重要效率。
植物营养学的研究范围主要包含以下3个方面: (1) 营养生理学:植物营养要素的循环和流通, 研究营养养分在植物体内的运输和营养分配, 了解营养元素的流通和运转机制。 (2) 产量生理学:主要是研究营养元素吸收和分配对农作物产量的影响, 分析营养元素的分配和调节机制, 并研究内外激素对产量的调控和机理。 (3) 逆境生理学;研究植物在极端生长环境下的营养调节机理, 研究植物在病虫害、低温、干旱和营养不良等环境下的生理调节, 通过营养调节分析植物的遗传潜力。
2 植物营养学对种植业的重要性分析
植物营养学是种植业的基础科学, 是整个种植业研究的重要内容, 营养学是用过研究对营养物质的吸收和转化利用分析能量交换规律, 分析植物和外界的营养交换, 从而提升农作物产量, 并进行针对性的质量改良。植物营养学对种植业的重要性体现在4个方面, 即土壤营养元素分析、植物营养遗传分析、肥料学和施肥技术、植物营养生态学。
2.1 土壤营养元素分析
植物营养学中土壤营养元素是指植物在生长发育中所必须的化学元素, 通常是指N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cu、B、Zn、Mo、Se、Mn、I、Cl等元素, 而碳氢氧3个基本元素的供应则是由空气供给, 不属于土壤营养元素的范畴, 而微量元素也属于植物生长必须的土壤元素。土壤中的营养元素存在状态影响植物吸收的有效性, 只有离子状态的土壤元素才能被植物吸收利用。土壤营养元素行为学是营养学的研究内容之一, 土壤中的各种养分形态直接影响其吸附和固定, 养分的生物有效性是衡量土壤肥力和植物营养吸收的重要标准, 土壤营养元素分析对研究土壤肥力变化及农作物生长具有重要意义。
2.2 植物营养遗传分析
随着人均耕地面积逐渐减少, 对农作物的产量提出了更高的要求, 如何培育植物营养遗传性状, 提高植物营养吸收是植物营养学的研究内容之一。提高农作物产量, 不能单纯依赖于增加营养投入, 更重要的是提高农作物的营养吸收和利用效率, 充分利用植物的营养遗传能力, 挖掘植物的抗逆性, 通过遗传和育种方式改良植物形状, 在有限的营养养分条件下提升农作物产量。铁元素和磷元素是农作物生长的必要元素, 2种元素在土壤中的含量也较高, 但由于营养元素容易被土壤固定, 会造成土壤元素的吸收利用率较低。植物营养遗传分析的研究内容就是研究不同植物种类对矿物质元素的吸收差异性, 分析其植物基因的差异性, 从而筛选出营养吸收更高效的作物品种。
2.3 肥料学和施肥技术
肥料学和施肥技术研究肥料理化性质的差异性, 并针对土壤的行为学差异制定施肥技术, 建立搭配合理的施肥机制, 并通过微量施肥控制提高施肥效果。当前, 肥料施肥建立了计算机控制系统的施肥决策系统, 根据农作物的生长周期和环境变化制定施肥计划。计量施肥是当前植物营养学研究中的施肥方法, 根据农作物的需肥规律和肥料效应进行营养计算, 确定氮、磷、钾和微量元素的搭配比例, 达到最大效率的施肥要求。再者, 肥料的形状和施用也是重要的研究内容, 施肥要综合考虑对农业生产、资源利用和生态环境的协调性。
2.4 植物营养生态学
植物营养生态学是研究养分元素的利用和循环, 研究养分在农作物体内的运输机制和分配机制, 为营养施肥提供科学的参考。同时, 植物营养生态学研究农作产量的影响因素, 重点研究营养分配和调节对农作物产量的影响, 通过调节内部和外部激素刺激优化营养组分吸收和调控。营养生态学的另一个研究重点是逆境生理学, 植物在极端环境下的营养吸收和生长状态, 以此培育植物的抗逆性, 并针对性的培育其遗传性状, 这是植物营养学研究的重要内容之一。
3 植物营养学在种植业的研究方法应用
3.1 生物模拟法
生物模拟法是指借助植物种植研究营养分析, 通常而言, 生物模拟法采用盆钵或者培养盒种植进行研究, 通过真实模拟生物生长分析其营养吸收和分配, 生物模拟法是研究植物营养学的新工具, 为营养学提供了直接的研究证据。同时, 生物模拟法营造了真实的生长环境, 有助于进行能量交换和营养合成的近距离观察。生物模拟法营造的生长环境是人工自然环境难以实现的, 对跟踪养分转移和和合成具有重要意义。
3.2 化学分析法
化学分析法是指对植物生长所需要的土壤和肥料体系进行研究, 重点分析其营养物质的含量和组分对作物生长的影响, 化学分析法建立了营养组分动态分布变化曲线, 检测植物生长中营养元素分布状态。化学分析法常用于检测相对含量为1%以上的组分, 其准确度较高, 设备操作简单, 能够随时进行取样检测, 检测结果计算快捷, 可以和多种仪器结合操作。化学分析法可以研究土界面中养分和水分的营养分布, 并根据营养转化定律, 分析作物环境之间的物质循环和能量转化, 从而为营养学研究提供参考。
3.3 核素技术法
核素技术法是指利用放射性元素和同位素定位的方法进行元素追踪, 从而追踪植物营养组分的吸收、分析和重构, 揭示植物营养学中的物质运动规律。随着研究技术的进步, 核素技术法在不同的研究领域被广泛应用。在植物营养学中应用核素技术法, 能够准确跟踪化学元素的转移和分布, 从而深入剖析能量合成和营养分布的动态图。核素技术法在农业中主要应用于施肥方法和杀虫剂研究, 在植物激素和生长刺激研究中也有较强的应用效果。核素技术能够检测植物内部激素、微量元素、维生素及药物等元素在体内的循环, 从而推断营养元素的合成和分解机制。
3.4 田间试验法
田间试验法是植物营养学研究的基本方法, 同时, 也是采用最为广泛的研究工具, 田间试验法是在真实的自然生长环境下进行营养学分析, 其总结归纳的数据具有典型的适用性, 对农作物提高抗病率和增长具有较强的指导意义。田间试验法工作的内容有土壤中养分的淋洗和环境效应检测, 快速测定土壤中的氮、磷、钾元素, 确定最佳的营养组分配比。
4 结语
综上所述, 植物营养学的研究重点是营养吸收、营养转换、营养结构、营养规律的学课, 探讨植物和外界环境之间的营养和能量交换, 植物营养学的研究目标是实现农业高产和增产, 提高农业种植的生态安全性, 因此, 植物营养学是种植业发展的基础科学。
参考文献
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[2]李庆荣.试论植物营养学是种植业的基础科学[J].科学研究, 2016 (11)
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