《植物营养与土壤肥料学》课程教学大纲

1、植物营养与土壤肥料学课程教学大纲一、课程基本信息英文名称Plant nutrition, Soil and Fertilizer课程编号180120070课程类型专业必修课课程学分3学分/2.5学分课程学时63学时/45学时适用专业园艺先修课程植物学后修课程蔬菜育种学、蔬菜栽培学、果树育种学、果树栽培学课程负责人课程团队二、课程性质与定位植物营养与土壤肥料学是一门园艺类学生的专业基础课，它以物理、化学、植物生理学为先修课，为学习栽培学、耕作学以及学生的生产实践、毕业实习等奠定基础。本课程研究土壤的基本性质以及土壤对植物生长的影响和作用，怎样通过合理施肥以改良土壤，营养植物，以达到对土壤的可持续

2、利用并获得高产优质的农产品。本课程主要内容包括植物营养、土壤学和肥料学三部分。植物营养部分主要包括植物营养的基本原理、主要植物营养元素的生理功能等；土壤学部分主要包括土壤的物质组成、物理性质、化学性质、形成、分类、分布等方面的基础知识；肥料学部分主要包括化学肥料和有机肥料的成分与性质、施入土壤后的变化规律及有效使用方法等内容。通过本课程的学习，明确土壤、肥料在农业生产和生态系统中的重要地位；掌握肥料科学的基本理论、基本知识和基本技能，为合理利用和改良培肥土壤、经济合理使用化学肥料和有机肥料打下坚实的基础。三、课程目标1.知识目标学习土壤的组成物质、物理性质、化学性质，了解土壤的形成、分类、分布

3、等方面的知识；掌握根系吸收养分及养分在体内的转移与运输等机理；环境条件对根系吸收养分的影响；根际概念及其在植物营养上的意义；植物对养分胁迫的适应机制及其利用。了解氮、磷、钾等化肥的性质及施用知识；了解微量元素肥料、复合肥料的作用；了解主要有机肥料的性质及施用技术。2.能力目标培养学生从土壤到植物的系统认识，深切了解什么是土壤，土壤的功能是什么，什么是肥料肥料种类有哪些，为什么要向土壤中施肥施肥。能够准确分析不良土壤环境以及植物营养缺乏症状，并针对不同的问题给出合理的解决方法。增强学生学习农学其他专业课程的能力、增强学生分析和解决问题的能力。3.素质目标植物营养与土壤肥学的学习能够提高学生对土壤

4、和农作物生产理解，能够准确分析农作物生长过程中所遇到的多种营养缺乏问题，能够指导农户进行合理适时的改良土壤、施用肥料，有效的改善植物生长状况并避免了农业污染和浪费。为今后在植物栽培、农作物育种、农作物疾病防治以及资源环境等领域的工作打基础。四、主要内容和要求第一章绪论【目的要求】1、掌握土壤的概念、基本特性以及重要性。2、了解土壤科学的发展史、一般研究内容、方法和任务。3、掌握什么是植物营养，植物营养与农业生产的关系。4、了解植物营养学的的发展状况、研究范畴和主要研究方法。【教学设计建议】多媒体教学结合文献介绍什么是植物营养学以及其研究的发展历史。【讲授内容】1、植物营养与土壤肥料学的概念。2

5、、土壤的重要性与功能；土壤、植物和肥料的相互关系。3、植物营养与土壤肥料学的发展史与研究内容。着重讲述李比希对植物营养学创建的贡献以及植物营养学的三大理论。4、让学生充分了解植物营养与土壤肥料学研究的现状，了解我们目前面临的危机、土壤环境的日趋恶劣，帮助学生树立保护土壤、合理施肥、涵养水源的意识。第二章土壤的物理性质与过程【目的要求】1、掌握土壤颗粒、土壤质地、土壤结构等土壤基质的物理特性。2、掌握土壤水分、气体以及热量的状况以及它们的运动过程。【教学设计建议】多媒体教学结合计算专题进行本章节教学。【讲授内容】1、土壤质地与土壤结构。分为土壤三相关系、土壤颗粒、土壤质地、土壤结构、土壤孔隙五部

6、分。2、土壤水。分为土壤含水量、土壤水的能态、土壤水分运动、土壤水分平衡、土壤水的有效性五部分。3、土壤气体。分为土壤气体组成、土壤气体运动两部分。4、土壤热量。分为土壤热性质、土壤热平衡两部分。5、简述土壤力学及其他性质第三章土壤的化学性质与过程【目的要求】1、掌握土壤胶体和表面化学特性。2、掌握土壤胶体离子交换作用，明确CEC的概念和基本规律。3、掌握土壤酸碱性、氧化还原反应以及土壤缓冲性的概念以及影响因素。【教学设计建议】多媒体教学。【讲授内容】1、土壤胶体的类型与性质，分析胶体表面类型与特征，阐述土壤胶体双电层结构，分析土壤可变电荷和永久电荷的来源及性质和土壤胶体的吸附特性、凝聚特性等

7、特征。2、土壤胶体的离子交换反应讲述土壤胶体的交换作用、土壤阳离子交换量的概念，掌握其基本规律，分析土壤阳离子交换作用对土壤肥力的影响和意义。3、土壤酸碱性。讲述土壤酸碱性的成因和分布规律，重点讲述土壤酸性和碱性的类型和指标。4、土壤氧化还原反应。重点介绍土壤氧化还原体系，讲解土壤氧化还原电位的表达式及氧化还原电位与Pe、pH的关系，着重分析氧化还原反应的影响因素。5、土壤缓冲性。介绍土壤狭义和广义的缓冲性以及缓冲曲线的概念，重点讲述土壤缓冲体系和缓冲机制，分析土壤缓冲性的影响因素。第四章土壤的生物化学过程与养分循环【目的要求】1、了解土壤生物的种类、数量表示方法以及土壤生物活性的概念。2、掌

8、握土壤有机质组成、特性与土壤碳素循环过程。3、掌握土壤主要营养元素的转化过程。【教学设计建议】多媒体教学以及土壤动物专题讨论【讲授内容】1、土壤微生物的主要类群和特点；讲述土壤动物的分类方法和主要作用，着重讲述蚯蚓；讲述土壤生物数量表示方法，并评价各方法优缺点；简述土壤中的酶的分类和作用；小组讨论土壤食物网的概念、层级以及其在陆地生态系统中的作用。2、讲述有机质的来源、组成和性质；重点讲述腐殖质的组成与特性；分析土壤有机碳的转化过程和其影响因素。3、重点讲述土壤氮素生物转化过程的主要环节；分析土壤磷的无效化过程的途径，并类比讲述土壤钾的固定现象；整体分析土壤生物在土壤碳、氮、磷循环中的作用；简

9、述土壤钙、镁、硫和微量元素的含量、形态及其主要转化过程。第五章土壤的形成与发育【目的要求】1、了解土壤母质的来源与类型。2、掌握土壤的形成因素。3、掌握土壤的形成过程。4、了解土壤的发育过程。【教学设计建议】多媒体教学结合文献介绍土壤的形成【讲授内容】1、介绍常见的成土矿物和岩石种类，着重强调风化作用的类型以及几种重要的土壤母质沉积体和特征，进而明确土壤的起源。2、简介土壤发生学理论，着重讲述母质、气候、生物、地形、时间和人为因素对土壤形成发育的影响，进一步揭示土壤形成的动力。3、介绍常见的土壤成土过程，并分析不同过程中的物理、化学反应，着重讲述地质大循环和生物小循环的概念，并强调土壤的形成时

10、两者矛盾统一的结果，从而揭示不同类型土壤形成的机制。4、讲解土壤刨面的构形以及土壤发生学层次的特征及专用编号。第六章土壤分类【目的要求】1、了解土壤分类系统。2、了解中国土壤分布规律。3、了解中国的主要土壤类型的特性【教学设计建议】多媒体教学【讲授内容】1、介绍土壤分类的原则，着重介绍中国土壤分类系统、美国系统分类以及中国系统分类等分类系统特点。2、简介中国土壤水平地带性、垂直地带性和区域地带性。了解土壤的地带性分布对于农业区划和因地制宜开发土壤资源有重要指导意义。3、讲述不同土壤类型的地理分布、面积、主要成土过程以及理化特性等方面，从而分析我国主要土壤类型的特征。第七章土壤管理与肥力调控【目

11、的要求】1、掌握土壤肥力的概念，了解其分类和评价方法。2、了解土壤耕作和耕性调控。3、掌握农业生产中质地和结构不良土壤的改良方法。4、掌握土壤水、气、热状况的综合调控方法。5、了解土壤生物活性与土传病害的防治。6、掌握土壤有机质含量调节的原则和管理措施，了解土壤酸碱性对土壤肥力的影响。7、掌握土壤养分状况的综合调控。【教学设计建议】多媒体教学【讲授内容】1、明确土壤肥力是土壤的本质属性，是土壤管理的目标，是农业可持续发展的基础的观点。2、简述土壤的耕性和耕作概念。着重讲述土壤耕性改良方法。3、举例说明不良土壤质地的生产性状，着重强调团粒结构的重要性以及结构不良土壤的改良方法。4、分析改良土壤水

12、、热、气状况的根本措施是改变土壤结构的物理性状，而条件土壤水分是条件土壤水、热、气状况最有效、最关键的措施。5、图例土传病害的种类与防治以及连作障碍的治理方法。6、重点讲述土壤有机质对土壤肥力、作物品质、环境保护的影响；分析提高土壤有机质的原则和途径，并强调增施有机肥以培肥土壤的科学道理。简述土壤酸碱性对土壤肥力的多方面影响。7、讲述土壤养分的概念以及有效养分的表示方法，并简述土壤养分循环和平衡施肥的原理；着重强调土壤养分综合调控的措施。图例精准农业与土壤养分管理的关系；论述资源宏观关系的内容、途径和策略。第八章大量营养元素【目的要求】1、掌握植物的必需营养成分。2、掌握碳、氢、氧元素的营养功

13、能。3、重点掌握氮元素的营养功能以及植物对氮的吸收、同化和运输过程。4、重点掌握磷元素的营养功能以及植物对磷的吸收和利用过程。5、重点掌握钾元素的营养功能以及植物对钾的吸收和利用过程。5、重点掌握植物缺氮、磷、钾时的一般症状。【教学设计建议】多媒体教学结合缺素植物症状观察进行本章节教学。【讲授内容】1、植物的组成以及什么是植物的必需营养元素，强调确定是否为植物必须营养元素的三要点，总体简述植物必须营养元素的功能。2、碳在植物体内的营养功能，以及补充碳素养分的重要性；氢在植物体内的营养功能以及氢离子过量对植物的危害；氧在植物体内的营养功能以及活性氧的危害和消除。3、简述植物体内氮的含量和分布；强

14、调氮在植物体内的营养功能；重点讲述植物对氮的吸收、同化和运输过程，对比分析植物对硝态氮、铵态氮以及酰胺态氮的吸收和同化机理；从作物种类和环境反应两方面比较硝态氮和铵态氮的营养作用；理论、图片和实验三者结合讲述植物缺氮症状以及供氮过多的危害。4、简述植物体内磷的含量和分布；强调磷在植物体内的营养功能，重点分析其提高作物抗逆性和适应性的功能；强调作物对磷的吸收和利用过程，分析影响植物磷吸收的主要因素；理论、图片和实验三者结合讲述植物缺磷症状以及供磷过多的危害。5、简述植物体内钾的含量和分布；强调钾在植物体内的营养功能，重点分析其增强植物抗逆性以及调节气孔开闭的功能；简述钾与作物品质的相互关系；理论

15、、图片和实验三者结合讲述植物缺钾症状。第九章中量营养元素【目的要求】1、掌握哪些元素属于植物中量元素。2、掌握钙元素的营养功能以及植物的缺钙症状。3、掌握镁元素的营养功能以及植物的缺镁症状。4、掌握硫元素的营养功能以及植物的缺硫症状。【教学设计建议】多媒体教学。【讲授内容】1、简述植物体内钙的含量和分布；强调钙在植物体内的营养功能，着重点出其在稳定细胞膜以及稳固细胞壁中的作用；分析植物对钙的需求，并理论、图片和实验三者结合重点强调植物缺钙症状。2、简述植物体内镁的含量和分布；强调镁在植物体内的营养功能，着重点出其叶绿素合成过程中的关键作用；分析植物对镁的需求，并理论、图片和实验三者结合重点强调

16、植物缺镁症状。3、简述植物体内硫的含量和分布；结合文献分析硫在土壤环境和植物体内的同化过程；强调硫在植物体内的营养功能；分析植物对硫的需求，理论、图片和实验三者结合重点强调植物缺硫症状，并比较其与缺氮症状的差异。第十章微量营养元素【目的要求】1、掌握哪些元素属于植物微量元素。2、掌握铁元素的营养功能以及植物对缺铁和铁毒的反应。3、掌握硼元素的营养功能以及植物对缺硼现象。4、掌握锰元素的营养功能以及植物对缺锰和锰毒的反应。5、掌握铜元素的营养功能以及植物对缺铜和铜毒的反应。6、掌握锌元素的营养功能以及植物对缺锌和锌毒的反应。7、掌握钼元素的营养功能以及植物对缺钼和钼毒的反应。8、掌握氯元素的营养

17、功能以及植物对缺氯和氯毒的反应。【教学设计建议】多媒体教学与缺素试验相结合【讲授内容】1、简述植物体内铁的含量和分布；强调铁在植物体内的营养功能，着重点出其参与植物体内电子传递的作用；理论、图片和实验三者结合重点强调植物缺铁症状以及植物应对缺铁的环境的两种机理；分析亚铁过量对植物的毒害作用。2、简述硼元素的特点以及植物体内硼的含量和分布；强调硼在植物体内的营养功能，着重点出其在生殖器官的建成和发育过程中的作用；理论、图片和实验三者结合重点强调植物缺硼症状。3、简述植物体内锰的含量和分布；强调铁在植物体内的营养功能；理论、图片和实验三者结合重点强调植物缺锰症状；分析有效锰过量对植物的毒害作用。4

18、、简述植物体内铜的含量和分布；强调铜在植物体内的营养功能；理论、图片和实验三者结合重点强调植物缺铜症状；分析铜过量对植物的毒害作用。5、简述植物体内锌的含量和分布；强调锌在植物体内的营养功能，着重强调其在生长素代谢中的作用；理论、图片和实验三者结合重点强调植物缺锌症状；分析有效锌过量对植物的毒害作用。6、简述植物体内钼的含量和分布；强调钼在植物体内的营养功能，着重强调其参与根瘤菌的固氮作用以及在繁殖器官建成中的作用；理论、图片和实验三者结合重点强调植物缺钼症状，介绍植物缺钼的典型病症；分析钼过量对植物的毒害作用。7、简述植物体内氯的含量和分布；强调氯在植物体内的营养功能；理论、图片和实验三者结

19、合重点强调植物缺钼症状，介绍植物缺氯和氯毒害时的典型症状。第十一章有益元素【目的要求】1、掌握有益元素的概念。2、掌握有益元素的种类以及其对应的植物。3、了解有益元素的营养功能。【教学设计建议】多媒体教学【讲授内容】1、简述有益元素硅的在植物体内的含量、分布和形态；介绍硅在植物体内的吸收和运输；简介硅的营养功能，着重强调其与其他养分的相互作用；重点分析物对硅的需求。2、简述有益元素钠的在植物体内的含量、分布和形态；介绍钠在植物体内的吸收和运输；简介钠的营养功能，着重强调钠对于钾的功能代替作用；分析植物对钠的适应性机理。3、简述有益元素钴的在植物体内的含量、分布和形态；简介钴的营养功能，着重强调

20、钴对于豆科植物根瘤菌固氮的功能；分析植物对钴的需求。4、简述有益元素镍的在植物体内的含量、分布和形态；简介镍的营养功能，着重强调能够催化尿素讲解的功能；介绍镍在植物体内的吸收、运输和分配；分析植物对镍的需求。5、简述有益元素硒的在植物体内的含量、分布和形态；介绍硒在植物体内的吸收和运输过程，着重讲解耐硒植物与不耐硒植物同化硒的差异；简介硒的营养功能；分析植物对镍的需求。6、简述有益元素铝的在植物体内的含量、分布和形态；介绍铝的营养功能；着重强调铝离子的毒害作用。第十二章土壤养分的生物有效性【目的要求】1、掌握土壤有效养分的概念。2、掌握植物获取土壤养分的三种形式。3、掌握植物根际的概念以及根际

21、养分的有效性。【教学设计建议】多媒体教学【讲授内容】1、土壤养分的化学有效性：简述什么是化学有效养分，如何获得，以及化学有效养分在植物生产中的作用。重点强调养分的强度因素和容量因素；分析土壤养分缓冲的因素。2、土壤养分的空间有效性：着重强调植物获取养分的三种形式为截获、质流和扩散，后两者是养分向根表迁移的方式；分析不同迁移方式对植物养分吸收的贡献，并逐一列举影响养分移动性的因素。3、根系生长和养分有效性：简述植物根的特点，并阐述影响根系生长的环境因素。4、植物根际养分的有效性：强调根际的概念，并结合例证说明根际养分有效性与土体养分有效性的差异，其影响因素是什么。第十三章养分的吸收运输和分配【目

22、的要求】1、掌握养分进入根细胞的机理。2、明确影响植物养分吸收的因素。3、掌握养分在植物体内的长距离和短距离运输过程4、掌握养分在植物体内的循环过程。【教学设计建议】多媒体教学【讲授内容】1、养分进入细胞的机理：讲解养分离子在根质外体的移动；强调离子的跨膜运输过程，重点介绍离子载体和离子泵运输通道；。2、举例说明影响养分吸收的因素包括：介质中的养分浓度、温度、光照、水分、通气状况、土壤反应、离子理化性状与根的代谢作用、离子间的拮抗作用以及苗龄与生育阶段。3、简述叶片构成，重点强调叶片对养分的吸收以及叶面营养的特点和应用；并分析影响根外营养的因素。4、结合文献讲解植物短距离和长距离运输的动力、运

23、输机理以及影响因素。5、以硝态氮为例讲解养分在植物体内的循环过程；进而阐述养分在植物体内的再利用过程，分析养分再利用与缺素之间的关系。第十四章植物对逆境土壤的适应性【目的要求】1、掌握四种植物逆境土壤。2、掌握各种逆境土壤的主要障碍因子。3、掌握植物对逆境土壤的适应机理。【教学设计建议】多媒体教学结合小组讨论分析逆境土壤及植物对其适应机理【讲授内容】1、介绍植物逆境土壤有酸性土壤、盐渍土、石灰性土壤和淹水、渍水土壤。2、强调酸性土壤的主要障碍因子，重点讲述各种障碍因子对植物的毒害作用；强调植物对酸性土壤的适应机理，特别是耐铝机制。3、强调盐渍土的主要障碍因子，重点讲述各种钠离子对植物的毒害作用

24、以及单盐毒害作用；举例说明分析植物的七种耐盐机制。4、强调石灰性的主要障碍因子，重点讲述植物应对石灰性土壤上缺铁环境而形成的两种铁吸收机理。5、介绍淹水、渍水土壤对植物的不良影响，说明其障碍因子主要由缺氧引起；重点讲述植物对淹水条件的反应以及植物对缺氧环境的形态学和生理学适应机理。第十五章氮、磷、钾肥【目的要求】1、掌握氮肥的种类、性质以及使用，明确氮肥在土壤中的转化过程以及有效施用措施。2、掌握磷肥的种类、性质以及使用，明确磷肥在土壤中的转化过程以及有效施用措施。3、掌握钾肥的种类、性质以及使用，明确钾肥在土壤中的转化过程以及有效施用措施。【教学设计建议】多媒体教学【讲授内容】1、分别介绍铵

25、态氮肥、硝态氮肥以及酰胺态氮肥的种类、其物理化学性质以及适用土壤和植物类型；举例讲解控释和缓释氮肥的概念、发展以及形成原理；重点强调氮肥在土壤中的转化过程，明确氮肥的损失途径；讲述氮肥对作物生长的影响，并举例分析如何有效施用氮肥。2、分别介绍水溶性磷肥、枸溶性磷肥以及难溶性磷肥的概念、种类、其物理化学性质以及适用土壤和植物类型；重点强调磷肥在土壤中的转化过程，明确肥料磷在土壤中的固定与释放，分析其生物学转化过程；讲授磷肥对作物生长的影响，并举例分析如何有效施用磷肥。3、简介不同种类钾肥的物理化学性质以及适用土壤和植物类型；重点强调钾肥在土壤中的转化过程，明确肥料钾在土壤中的固定与流失过程；讲授

26、钾肥对作物生长的影响，并举例分析如何有效施用钾肥。第十六章复混肥料与有机肥料【目的要求】1、掌握复混肥料的概念、优缺点，明确其肥效及合理施用方式。2、掌握有机肥料的种类、优缺点，生产技术，及合理施用方式。3、掌握绿肥在持续农业中的运用，其栽培方法及有效利用手段。【教学设计建议】多媒体教学【讲授内容】1、介绍复混肥料的概念，明确什么是二元、三元、多元以及多功能复混肥料；具体介绍复混肥料的种类与性质，明确复合肥料、混合肥料以及掺和肥料的差异；重点阐述复混肥料的优缺点以及发展方向，并分析如何有效施用复混肥料。2、讲授绿肥在持续农业中的重要性；介绍绿肥种类以及栽培方式；重点分析如何有效利用绿肥。3、讲

27、授什么是有机肥，小组讨论常见的农家肥种类和生产方法；明确秸秆以及粪尿类的不同处理方式；结合图片、视频讲解堆肥技术及其参数调控。五、教学条件为完成课程目标的要求，以学生基础知识的掌握和创新能力培养为主线，设置多媒体教学设备将枯燥的知识传授给学生，实验室面积及实验仪器设备能够满足培养方案中实践环节内容的要求，并且有设施完全的试验田，可以保证学生野外实验安全顺利进行，能够培养学生的思考能力、动手能力和创新能力。以符合本学科的认知规律和满足主要技能训练的需要。六、学时分配建议表理论教学内容学时第一章绪论2第二章土壤的物理性质与过程4第三章土壤的化学性质与过程4第四章土壤生物化学过程与养分循环4第五章土

28、壤的形成与发育2第六章土壤分类2第七章土壤管理与肥力调控4第八章大量营养元素4第九章中量营养元素2第十章微量营养元素2第十一章有益元素2第十二章土壤养分的生物有效性2第十三章养分的吸收运输和分配2第十四章植物对逆境土壤的适应性2第十五章氮、磷、钾肥5第十六章复混肥料与有机肥料2合计45七、实施建议1、教学组织教学过程中综合运用多种方法，以学生的兴趣为先导将课程内容讲解透彻。以多媒体讲授方法为主要手段，适当结合课堂练习、讨论等形式，采用实物演示、具体案例分析、动画及视频资源将本课程知识具体而直观的传授给学生。课后的习题和思考题可根据具体学时数和教学内容适当选择，以学生课后独立完成为主，教师适当批改。在参考教材的基础上，充分利用校内外的实验室培养学生将理论应用于实践和解决具体问题的能力。同时通过讲解最新的文献，将本领域的发展方向和最前沿的科研进展介绍给学生，开拓其国际化视野、培养其具自主获取知识的习惯和能力并其进一步深造打下坚实的基础。2、教材选