1、植物營養生理學
主要研究植物對養分的吸收運輸分配和調控；營養元素的生理功能及其缺乏和過剩的症狀和發生機理，以及這些過程與環境因子的相互作用；重點研究植物在旱澇鹽鹼高溫冷害病蟲害通氣不良營養缺乏或毒害等環境脅迫條件下的植物營養生理學及適應性變化規律，新無機營養元素和有機化合物的生理功能及營養機理等，為合理施肥提供依據。
2、植物營養遺傳學特徵
應用植物營養遺傳學原理，採用營養動力學，酶學和分子生物學方法，開展高產作物耐缺氮磷鉀鋅及其它營養元素的營養遺傳特徵，作物品種篩選及調控營養機理研究，為高效節肥品種選育提供科學依據。
3、復合肥料及各種新型肥料的肥效機理及施用技術研究
結合化工和農業部門以及生產需要對復合肥及新型肥料的肥效及作用機理進行研究，為工農業生產提供依據。主要包括：三元復合肥肥效增產機理；鈣鎂硫硅，微量元素稀土及SeGeCo等元素肥料作用機理環境效應施用方法和技術研究；商品有機肥有機-無機復合肥生產工藝肥效機理以及對引進國外先進技術及新型肥料進行試驗研究。為肥料生產和施用提供依據。
4、提高肥料利用率技術研究
主要是針對氮肥利用率低損失浪費嚴重，開展平衡施肥與計算機推薦施肥技術開發，解決當前農業生產技術和應用問題。
5、土壤生物量氮與氮素循環及調節作用
主要研究不同施肥條件下土壤生物量氮的動態及其周轉的氮量，微生物周轉氮與作物吸收關系，土壤養分養分的生物有效性，肥料中氮利用率以及在土壤-作物系統循環和施肥調控。
6、新型高效緩效肥料研製及工業廢渣農業利用
結合各種材料特點和作物營養規律，開展長效肥控效肥緩效肥磁性肥葉面肥葯肥以及有機無機復合肥等的配方及生產技術研究。充分利用我國自然資源和工業廢物開展研究，如鋅硼鐵錳鉬等工業礦渣鋼渣草碳褐煤等資源利用與開發。
7、組織培養與無土栽培營養配方（組合）及應用技術
組織培養及無土栽培成功的關鍵技術之一是優化營養配方的篩選，應用植物營養學原理，對一些經濟類植物進行營養液組合研究，是植物營養學研究的內容之一。幾年來已經建立了一些研究實驗室手段並積累了一些工作經驗。
8、植物營養診斷與推薦施肥技術研究與開發
根據植物營養失調症特徵和葉片顏色變化規律進行定性和定量診斷施肥；土壤作物化學診斷方法；精準農業及施肥技術；土壤植株營養快速診斷方法及速測儀應用；DRIS技術營養圖譜信息系統及診斷應用技術。
9、施肥對環境質量影響及良性生態循環施肥技術研究
在長期肥料定位試驗基礎上，開展施肥對土壤環境質量影響，施肥對土壤農產品中重金屬含量影響，施肥與溫室效應等研究，為合理施肥，改善農業生產環境質量和生態農業提供依據。
10、土壤氮的MIT過程
結合肥料長期定位試驗開展 不同有機物料中氮在土壤中的礦化過程（氨化作用硝化作用），礦化氮的微生物和礦物固持作用（微生物體氮礦物固定態銨），長期不同施肥對土壤氮的礦化勢(N0)有機氮組成及其作物有效性的影響，不同礦化階段的凈礦化率凈殘留率及影響土壤氮MIT過程的因素的研究。
B. 植物營養和施肥學科是怎樣建立的
19世紀初，雖然泰伊爾的腐殖質營養學說佔主導地位，但當時的許多科學家乃至哲學家仍嘗試通過其他途徑來揭開植物究竟需要什麼這個謎。瑞典哲學家和歷史學家塞內比埃指出，范埃爾蒙的試驗中，柳樹重量增加的原因是由於空氣，而不僅僅是水。索絮爾經過深入研究發現，植物通過呼吸作用吸收氧氣，放出二氧化碳，但在光照條件下，植物可吸收二氧化碳而同時放出氧氣；如果將植物保持在無二氧化碳的環境中，它們會死亡。同時指出，土壤供給植物的僅僅是一小部分養料，而且包括灰分和氮素；還認為植物根系的作用並非是一種過濾器，而是一種選擇性的滲透膜，水分的進入快於鹽類。法國化學家布森高通過各種田間小區試驗和化學分析，計算了從雨水、土壤和空氣中得到的植物營養元素的數量，分析了作物各生長階段的元素組成，製成了養分平衡表。同時發現，豆科作物能在土壤中積累氮素，並指出這些氮素來自空氣，進而提出了氮素營養學說；還認為植物固定的碳來自空氣，而與有機肥料中的碳無關。上述一系列試驗結果和結論，不僅有力地批駁了腐殖質營養學說，而且為植物營養和施肥學科的建立奠定了良好的基礎。
1840年，德國科學家李比希在總結前人研究成果的基礎上撰寫出版了《化學在農業和植物生理學上的應用》一書，批判了腐殖質營養學說，提出了植物的礦質營養學說，其主要觀點有：植物不是以腐殖質為營養，而是以礦物質為營養；進入植物體內的礦物質不是偶然的，而是為植物生長和形成產量所必需的；植物需要10種營養元素，除了碳、氫和氧以外，其他營養元素是植物從土壤中以鹽的形態吸收的；植物種類不同，對營養的需要量也不同，需要量的多少可通過測定營養正常的植物的組成來確定；對於植物的正常生長來說，多數土壤所提供的養料是不足的，通過施肥供給養料可以克服土壤養分的缺乏；有機物質（腐殖質）的作用在於改良土壤，並通過分解提供礦質營養和二氧化碳。李比希還提出了「歸還學說」和「最小養分律」。「歸還學說」認為，由於不斷地栽培和收獲作物，攜走了作物從土壤中攝取的礦質營養，土壤養分將越來越少，如果不把這些營養歸還給土壤，土壤將變得十分貧瘠。因此必須把作物收獲所帶走的養料全部歸還給土壤。這一論斷為化肥工業的興起和化學肥料的施用奠定了理論基礎。「最小養分律」則認為，作物產量的高低決定於最小（最缺乏）的營養因子，如果這一因子得不到滿足，即使其他因子充足，作物產量也不可能提高。
1858年，克諾普和薩克斯根據礦質營養學說，在用礦質鹽類製成的人工營養介質上栽培植物完全成熟，證明了礦質營養學說的成功。李比希的礦質營養學說和布森高的氮素營養學說的創立，標志植物營養與施肥學科的真正建立，是學科發展史上的一大里程碑。
19世紀60年代，薩克斯和克諾普提出了溶液培養的研究方法，使植物必需的10種營養元素得以確定。同期，俄國化學家門捷列夫通過田間試驗，認為要根據土壤肥力合理分配和施用肥料。
20世紀初，高純度化學葯品被用以配製培養液，到1954年氯被確定為植物必需的微量營養元素為止，公認的植物必需營養元素已增至16種，即：碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯（近年又增加了鎳）。與此同時，各種植物必需營養元素對植物的營養作用和生理功能也進一步明確；植物必需微量營養元素的發現，還為許多早期施肥失敗現象和不知名的植物病症找到了原因。20世紀20年代，蘇聯植物生理學家季米里亞捷夫設計出專用於研究植物營養與施肥的植物營養室，並通過研究得出結論認為：肥料是植物營養的源泉，合理施肥能改善植物體內的代謝活動和對外界不良環境的抗性。同期，蘇聯農業化學家普里亞尼什尼柯夫以植物與其生活的外界環境條件相統一為理論基礎，闡述了土壤、肥料和植物三者之間的相互關系，並強調指出，通過合理施肥能調節營養物質在植物體內和土壤中的變化和作用，改善植物生長發育的內在和外界條件，達到提高作物產量和品質的目的。這一論斷在科學技術發達的今天，對植物營養與施肥學科的發展，尤其是對施肥技術的發展以及植物生長因子綜合理論的實踐仍具有廣泛的現實意義。
李比希的礦質營養學說為化肥工業的興起奠定了理論基礎。1843年，第一種人造肥料——過磷酸鈣在英國投產，在此後的約一個半世紀中，全世界已生產和施用了數十種含有單一的植物必需營養元素的化肥和含有兩種或兩種以上植物必需營養元素的復合肥料。尤其是第一次世界大戰以後，化肥的生產量和施用量猛增，作物的產量也大幅度上升。據FAO（1999）報道，1995年以來全世界化肥的年總施用量已超過1.37億t，其中氮肥（N）8200餘萬t，磷肥（P2O5）3300萬t，鉀肥（K2O）2200萬t。
隨著植物生理學、生物化學、生物物理學、有機高分子化學、遺傳學、分子生物學等學科與植物營養學的相互滲透，電子顯微鏡、電子探針、質譜、色譜（尤其是高效液相色譜）、核磁共振、同位素示蹤、地理信息系統、電子計算機等各項技術在植物營養與施肥學科中的應用，植物營養與施肥學科的內容日趨廣泛，研究更為深入，並產生了一系列新興的學科分支，如植物營養遺傳、根際微環境、植物有機營養等。植物生長因子綜合理論（包括植物營養與施肥理論）的運用，可能在近期內實現一場新的農業革命；遺傳工程（包括植物營養基因工程）在農業上的應用將是農業上更大的變革。農業生態系統和農業生態平衡概念的明確和觀點的樹立，進一步推動植物營養與施肥學科在綜合性和宏觀性方面（如養分的循環與平衡、施肥的環境效應、土壤資源的維護和改良等）的研究，將為農業的可持續發展提供可靠的保證。同時，也將使植物營養與施肥學科的理論體系日趨完善，並發展成為一門具有現代科技特徵的科學。
C. 果樹營養診斷的方法及應用范圍有哪些
答：目前果樹營養診斷的方法及應用范圍：
（1）果樹缺素外部症狀鑒定
在果樹營養診斷技術的發展過程中，最原始和最常用的方法是果樹外部症狀的鑒定，其做法是通過生產上缺素症狀觀察或田間試驗、培養實驗中果樹某種營養元素盈虧狀況。這種方法簡單易行，但較粗放，精確度不高，鑒定者必須有豐富的實踐經驗，而且只能應用於出現典型症狀的情況下。當樹體缺乏某些營養元素而不表現典型（潛在缺乏）症狀時，容易誤診。因此，這種方法只作參考。
（2）田間試驗法
田間試驗是診斷果樹需肥的基本方法，也是校驗其他診斷方法的基礎，特別是長期的定位試驗，更能表示果樹對肥料的實際反應。果樹田間測土配方施肥試驗，可以通過土壤施肥，也可通過根外追肥。田間試驗不足之處是費力、費時、費事；而且在一個地區試驗點過少時，代表性差，其試驗結果的推廣應用就有一定的局限性。
（3）培養試驗法
培養試驗又稱盆栽試驗，按其培養介質可分為水培、砂培和土培試驗。由於試驗條件能通過人為嚴格調控，故可得到相當准確的數據，常用於探索未知或印證野外調查及田間試驗結果。此方法對探索各種營養元素的功能、元素間的相互關系以及一些關於果樹施肥原理的研究特別有用，也適於進行各種診斷方法的研究。培養試驗要求條件嚴格，方法繁雜，費用大，其研究結果只能作為理論探討，不能在果樹生產上直接推廣應用。
（4）生物化學診斷法
當樹體某些營養失調時，將影響某些生化過程的速度和方向，影響某些生化產物的積累與消耗。而某些酶活性增加或減少，也會發生明顯的變化，這種內在變化較之外部症狀能更早地表現出來。因此，這是一種很有發展前途的診斷方法。但樹體內在的生化過程是受許多內在和外界環境因子所影響，因此需進行更復雜更深刻的研究，才能更好地更准確地分辨出哪些情況的生化變化是由於營養失調所造成的。
（5）原子示蹤法
這種方法適於研究樹體中幾種主要營養元素的吸收、運轉和分配規律，有助於探索樹體內的生理生化變化過程，對研究樹體營養與果樹生長發育的關系，研究肥料形態、組分、性質和它們的利用率以及肥料在土壤中的轉化和進入樹體的過程等都十分便利。但它只是一種提高果樹營養理論的有效手段，而不能直接指導具體果園的施肥實踐。
（6）微生物測定法
許多國家應用微生物學的方法測定果園土壤中某些營養元素的盈虧狀況。這種方法只適宜作為輔助測定方法。
（7）植物顯微化學鑒定法
把果樹某些組織製成切片加以染色，在顯微鏡下觀察某種生化產物的存在與否或其數量多少，或在電子顯微鏡下觀察因缺鈣、鎂、鐵等營養元素而引起的葉子或果實超微結構的變化，這種方法稱為顯微化學鑒定法，它可以作為營養診斷的輔助方法。
（8）樹體中有效養分的常規分析法
①壓汁法：此法為樹體組織汁液速測法。把果樹新鮮枝、葉、果實的汁液擠壓於白磁碟或濾紙上，加入一定濃度的化學試劑，使其發生化學反應而產生某種顏色，然後用點滴分析標准液或標准試紙進行比較，找出鮮組織中某種有效營養元素的含量。
②浸提法：將果樹特定部位的樣品磨細或搗碎，用浸提液提取出可給態養分，用比色法或點滴法進行測定。
上述兩種方法，在果樹營養診斷研究上應用較為廣泛，由於是從樹體上直接測得有效養分含量，故可靠性大。同時，分析樣品系由田間試驗直接採取，分析測定結果可與果樹的產量、品質、抗性等相對照，從而找出診斷結果與樹體生長結果間的相關性。但是這兩種方法也有局限性，因為有些元素的可給態含量經常發生較大的變化，同時這種速測法屬半定量分析，精確性較差，並且在測定時需用新鮮樣品，時間性要求較嚴格，因此，不能同時進行大批量樣品測定。
（9）葉分析法
多數果樹營養學者認為，葉分析是當前較成熟的簡單易行的果樹營養診斷的方法。用這種方法診斷的結果來指導施肥，能獲得較理想的經濟效益。這種方法是用儀器分析法做葉子的全量分析，它包括了樹體汁液中的可溶組分和全量成分。其特點是：
①葉子是果樹進行光合作用的主要場所。
②施用不同種類的肥料時，能在葉子營養元素組成上及時反映出來。
③在一個特定的時期，這種變化具有一定規律性。
④葉子測定結果與果樹的生長發育以及外部形態有明顯的相關性。
⑤葉子取樣只是樹體的很小部分，不致影響果樹的正常生長。因此，可在生產上直接應用。
（10）果園土壤診斷法
用無機化學分析方法來診斷果樹營養的研究過程中，用浸提液提取出土壤中各種可給態養分，進行定量分析，簡言之，就是土壤養分測試，以此來估計土壤的肥力，確認土壤養分含量的高低，能間接地表示果樹營養的盈虧情況。但是通過多年的探索以後，果樹學家都認識到單以土壤分析來指導果樹施肥，常不能得到滿意的結果。對果樹來說，只診斷土壤的營養很不全面，因為土壤分析只能表示養分的供應狀況，不能反應樹體的營養需求狀況，因此要正確地指導果樹施肥，必須首先進行樹體營養診斷，並以此作為主要依據。
Lundegordh比較600多個田間試驗的葉分析和土壤診斷的結果，認為葉診斷比土壤診斷能更好地反映植物的營養狀況。仝月澳、周厚基等研究我國蘋果水心病多發區，果園均為石灰性土壤（淡栗鈣土、栗鈣土、褐土、砂姜黑土等），土壤的游離碳酸鈣含量為3%～13%。盡管土壤含有豐富的鈣，但果實還是由於缺鈣而發生水心病。果實噴鈣可以減少水心病。這說明，樹體營養狀況未必與土壤營養是一致的。但是這並不是說土壤診斷是不可取的。果園土壤營養診斷對新定植果園和苗圃來說是必不可少的，它是制定果園管理和施肥的依據，對成齡果園而言，一是它能表示出各種營養元素的供應狀況，因而有助於印證樹體營養診斷的結果；二是果樹的外部症狀觀察和葉分析的結果，只能顯示果樹現實的營養狀況，不能預報當調整了現實營養失調以後，可能再發生的限制因子是什麼，而土壤診斷則可提供一些提示和線索；三是它能幫助我們找到樹體缺素的誘因。因此，樹體和土壤營養診斷可相互補充，兩者綜合起來一起應用時才有最大的實用價值。
近30多年來，由於使用各種自動化精密分析儀器，因此分析速度快，自動化程度高，人們可以對取樣技術、樣品處理技術、測試技術以及確定營養診斷指標等，做大量的研究工作，並通過大量測試數據的數理統計，肯定了可靠性及明確了各種影響因子，這樣葉分析已成為指導測土配方施肥的營養診斷方法。
D. 在植物營養學中什麼叫做土培法
土培法就是指利用土壤或與土壤相近的固態物質作為基質栽培植物的方法。