植物营养学的发展概况

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1、第一章绪论第一节植物营养学的发展概况我国农业生产的历史悠久，在施用肥料促进植物生长方面积累了丰富的经验，但对植物营养科学理论的探索，最早是从西欧开始的。当时，科学家研究植物营养主要是围绕着植物生长发育究竟需要什么物质，所需的物质是矿物质养分还是有机物质养分等问题进行的。一、介绍植物营养学的早期研究尼古拉斯(Nicholas,1401-1446)是第一个从事植物营养研究的人，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年以后，海尔蒙特(VanHelmont,1577-1644)于1640年在布鲁塞尔进行了著名的柳条试验。他在一个装有20010(90.72kg)土的陶土盆中，插上一

2、枝5磅(2.27kg)重的柳条，除浇雨水外不加任何东西，并在盆上盖有带气孔的马自铁板，以防止其他物质落人。5年后，柳条长成了1644(74.39kg)重的柳树，而土壤仅减少了2盎司（即56.7g,1盎司=28.35g）。由于他没有认识到柳树从大气中摄取碳素以及从土壤中获得所必需的营养元素，所以他得出柳树增重是来自水而不是来自大气和土壤的错误结论。尽管他的结论并不正确，但他的重要功绩在于把科学的试验方法引人了植物营养研究的领域。1661和1680年，罗伯特·波义尔（RobertBoyle）曾做过相似的试验，他根据植物体含有矿质灰分的事实，对植物仅从水中获得物质的见解表示怀疑。1804年，索秀尔

3、(deSaussure)采用精确的定量方法测定了空气中的CO2含量以及在含不同数量CO2的空气中所培养的植物体内碳素含量以后，他证明植物体内的碳素来自大气中的CO2，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。至此，海尔蒙特柳条试验的问题才算得到澄清。19世纪初期，欧洲十分流行德国学者泰伊尔（VonThaer，1752-1828)的腐殖质营养学说。他认为，土壤肥力取决于腐殖质的含量，腐殖质是土壤中惟一的植物营养物质；而矿物质只是起间接作用，即它可加速腐殖质的转化和溶解，使其变成易被植物吸收的物质这一学说当时在欧洲曾风行一时，但也有不少学者持反对意见。法国的农业化学家

4、布森高(Boussingault,1802-1887)是采用田间试验方法研究植物营养的创始人。1834年，他在自己的庄园里创建了世界上第一个农业试验站。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。他运用田间试验的技术，并首先把化学测定方法从实验室运用到田间试验中，以揭示自然界的奥秘，提高人们对氮素营养的认识。他确认豆科作物可利用空气中的氮素，并能提高土壤的含氮量；谷类作物则不能利用空气中的氮素，只能吸收土壤中的氮素，并使之不断减少。他通过计算不同轮作中氮素循环的平衡账后指出，豆科作物在轮作中的作用。布森高对氮素营养的见解至今仍具有重要意义。此后，不少科学家曾用溶液培养方法研究过植

5、物营养。例如，西尼比尔(Senebier，1791)发现植物死于不流动的水中，这是一个溶液培养试验的重要实践。索秀尔在1804年充实了这一见解，提出假如把栗树苗的根暴露在CO2而不是空气中，树苗几天内就会死去。后来萨克斯(Sachs)率先强调了溶液培养中根系适当通气的重要性。伍德沃德（Woodward)和索秀尔都是用溶液培养方法研究植物营养的先驱。二、李比希对植物营养学的贡献李比希(JustusvonLiebig,1803-1873)是德国著名的化学家，国际公认的植物营养科学的奠基人。他于1840年在伦敦英国有机化学年会上发表了题为“化学在农业和生理学上的应用”的著名论文，提出了植物矿质营养

6、学说，并否定了当时流行的腐殖质营养学说。他指出，腐殖质是在地球上有了植物以后才出现的，而不是在植物出现以前，因此植物的原始养分只能是矿物质。这就是矿质营养学说的主要论点。他还进一步提出了养分归还学说，他指出：植物以不同的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和氮素以施肥的方式归还给土壤，否则由于不断地栽培植物，势必会引起土壤养分的损耗，而使土壤变得十分贫瘠，产量很低，甚至寸草不生，如通过施肥使之归还，就能维持土壤养分平衡。养分归还学说对恢复和维持土壤肥力有积极意义。李比希提出的矿质营养学说是植物营养学新旧时代的分界线和

7、转折点，它使得植物营养学以崭新的面貌出现在农业科学的领域之中。李比希在1843年《化学在农业和生理学上的应用》一书的第3版中提出了“最小养分律”。这一理论的中心意思是，作物产量受土壤中相对含量最少的养分所控制，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”指出了作物产量与养分供应上的矛盾，表明施肥应有针对性。150多年前，李比希提出的这一卓越见解，作为农业发展的基本理论，至今仍不失其光彩。李比希