1、植物营养生理学
主要研究植物对养分的吸收运输分配和调控；营养元素的生理功能及其缺乏和过剩的症状和发生机理，以及这些过程与环境因子的相互作用；重点研究植物在旱涝盐碱高温冷害病虫害通气不良营养缺乏或毒害等环境胁迫条件下的植物营养生理学及适应性变化规律，新无机营养元素和有机化合物的生理功能及营养机理等，为合理施肥提供依据。
2、植物营养遗传学特征
应用植物营养遗传学原理，采用营养动力学，酶学和分子生物学方法，开展高产作物耐缺氮磷钾锌及其它营养元素的营养遗传特征，作物品种筛选及调控营养机理研究，为高效节肥品种选育提供科学依据。
3、复合肥料及各种新型肥料的肥效机理及施用技术研究
结合化工和农业部门以及生产需要对复合肥及新型肥料的肥效及作用机理进行研究，为工农业生产提供依据。主要包括：三元复合肥肥效增产机理；钙镁硫硅，微量元素稀土及SeGeCo等元素肥料作用机理环境效应施用方法和技术研究；商品有机肥有机-无机复合肥生产工艺肥效机理以及对引进国外先进技术及新型肥料进行试验研究。为肥料生产和施用提供依据。
4、提高肥料利用率技术研究
主要是针对氮肥利用率低损失浪费严重，开展平衡施肥与计算机推荐施肥技术开发，解决当前农业生产技术和应用问题。
5、土壤生物量氮与氮素循环及调节作用
主要研究不同施肥条件下土壤生物量氮的动态及其周转的氮量，微生物周转氮与作物吸收关系，土壤养分养分的生物有效性，肥料中氮利用率以及在土壤-作物系统循环和施肥调控。
6、新型高效缓效肥料研制及工业废渣农业利用
结合各种材料特点和作物营养规律，开展长效肥控效肥缓效肥磁性肥叶面肥药肥以及有机无机复合肥等的配方及生产技术研究。充分利用我国自然资源和工业废物开展研究，如锌硼铁锰钼等工业矿渣钢渣草碳褐煤等资源利用与开发。
7、组织培养与无土栽培营养配方（组合）及应用技术
组织培养及无土栽培成功的关键技术之一是优化营养配方的筛选，应用植物营养学原理，对一些经济类植物进行营养液组合研究，是植物营养学研究的内容之一。几年来已经建立了一些研究实验室手段并积累了一些工作经验。
8、植物营养诊断与推荐施肥技术研究与开发
根据植物营养失调症特征和叶片颜色变化规律进行定性和定量诊断施肥；土壤作物化学诊断方法；精准农业及施肥技术；土壤植株营养快速诊断方法及速测仪应用；DRIS技术营养图谱信息系统及诊断应用技术。
9、施肥对环境质量影响及良性生态循环施肥技术研究
在长期肥料定位试验基础上，开展施肥对土壤环境质量影响，施肥对土壤农产品中重金属含量影响，施肥与温室效应等研究，为合理施肥，改善农业生产环境质量和生态农业提供依据。
10、土壤氮的MIT过程
结合肥料长期定位试验开展 不同有机物料中氮在土壤中的矿化过程（氨化作用硝化作用），矿化氮的微生物和矿物固持作用（微生物体氮矿物固定态铵），长期不同施肥对土壤氮的矿化势(N0)有机氮组成及其作物有效性的影响，不同矿化阶段的净矿化率净残留率及影响土壤氮MIT过程的因素的研究。
B. 植物营养和施肥学科是怎样建立的
19世纪初，虽然泰伊尔的腐殖质营养学说占主导地位，但当时的许多科学家乃至哲学家仍尝试通过其他途径来揭开植物究竟需要什么这个谜。瑞典哲学家和历史学家塞内比埃指出，范埃尔蒙的试验中，柳树重量增加的原因是由于空气，而不仅仅是水。索絮尔经过深入研究发现，植物通过呼吸作用吸收氧气，放出二氧化碳，但在光照条件下，植物可吸收二氧化碳而同时放出氧气；如果将植物保持在无二氧化碳的环境中，它们会死亡。同时指出，土壤供给植物的仅仅是一小部分养料，而且包括灰分和氮素；还认为植物根系的作用并非是一种过滤器，而是一种选择性的渗透膜，水分的进入快于盐类。法国化学家布森高通过各种田间小区试验和化学分析，计算了从雨水、土壤和空气中得到的植物营养元素的数量，分析了作物各生长阶段的元素组成，制成了养分平衡表。同时发现，豆科作物能在土壤中积累氮素，并指出这些氮素来自空气，进而提出了氮素营养学说；还认为植物固定的碳来自空气，而与有机肥料中的碳无关。上述一系列试验结果和结论，不仅有力地批驳了腐殖质营养学说，而且为植物营养和施肥学科的建立奠定了良好的基础。
1840年，德国科学家李比希在总结前人研究成果的基础上撰写出版了《化学在农业和植物生理学上的应用》一书，批判了腐殖质营养学说，提出了植物的矿质营养学说，其主要观点有：植物不是以腐殖质为营养，而是以矿物质为营养；进入植物体内的矿物质不是偶然的，而是为植物生长和形成产量所必需的；植物需要10种营养元素，除了碳、氢和氧以外，其他营养元素是植物从土壤中以盐的形态吸收的；植物种类不同，对营养的需要量也不同，需要量的多少可通过测定营养正常的植物的组成来确定；对于植物的正常生长来说，多数土壤所提供的养料是不足的，通过施肥供给养料可以克服土壤养分的缺乏；有机物质（腐殖质）的作用在于改良土壤，并通过分解提供矿质营养和二氧化碳。李比希还提出了“归还学说”和“最小养分律”。“归还学说”认为，由于不断地栽培和收获作物，携走了作物从土壤中摄取的矿质营养，土壤养分将越来越少，如果不把这些营养归还给土壤，土壤将变得十分贫瘠。因此必须把作物收获所带走的养料全部归还给土壤。这一论断为化肥工业的兴起和化学肥料的施用奠定了理论基础。“最小养分律”则认为，作物产量的高低决定于最小（最缺乏）的营养因子，如果这一因子得不到满足，即使其他因子充足，作物产量也不可能提高。
1858年，克诺普和萨克斯根据矿质营养学说，在用矿质盐类制成的人工营养介质上栽培植物完全成熟，证明了矿质营养学说的成功。李比希的矿质营养学说和布森高的氮素营养学说的创立，标志植物营养与施肥学科的真正建立，是学科发展史上的一大里程碑。
19世纪60年代，萨克斯和克诺普提出了溶液培养的研究方法，使植物必需的10种营养元素得以确定。同期，俄国化学家门捷列夫通过田间试验，认为要根据土壤肥力合理分配和施用肥料。
20世纪初，高纯度化学药品被用以配制培养液，到1954年氯被确定为植物必需的微量营养元素为止，公认的植物必需营养元素已增至16种，即：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯（近年又增加了镍）。与此同时，各种植物必需营养元素对植物的营养作用和生理功能也进一步明确；植物必需微量营养元素的发现，还为许多早期施肥失败现象和不知名的植物病症找到了原因。20世纪20年代，苏联植物生理学家季米里亚捷夫设计出专用于研究植物营养与施肥的植物营养室，并通过研究得出结论认为：肥料是植物营养的源泉，合理施肥能改善植物体内的代谢活动和对外界不良环境的抗性。同期，苏联农业化学家普里亚尼什尼柯夫以植物与其生活的外界环境条件相统一为理论基础，阐述了土壤、肥料和植物三者之间的相互关系，并强调指出，通过合理施肥能调节营养物质在植物体内和土壤中的变化和作用，改善植物生长发育的内在和外界条件，达到提高作物产量和品质的目的。这一论断在科学技术发达的今天，对植物营养与施肥学科的发展，尤其是对施肥技术的发展以及植物生长因子综合理论的实践仍具有广泛的现实意义。
李比希的矿质营养学说为化肥工业的兴起奠定了理论基础。1843年，第一种人造肥料——过磷酸钙在英国投产，在此后的约一个半世纪中，全世界已生产和施用了数十种含有单一的植物必需营养元素的化肥和含有两种或两种以上植物必需营养元素的复合肥料。尤其是第一次世界大战以后，化肥的生产量和施用量猛增，作物的产量也大幅度上升。据FAO（1999）报道，1995年以来全世界化肥的年总施用量已超过1.37亿t，其中氮肥（N）8200余万t，磷肥（P2O5）3300万t，钾肥（K2O）2200万t。
随着植物生理学、生物化学、生物物理学、有机高分子化学、遗传学、分子生物学等学科与植物营养学的相互渗透，电子显微镜、电子探针、质谱、色谱（尤其是高效液相色谱）、核磁共振、同位素示踪、地理信息系统、电子计算机等各项技术在植物营养与施肥学科中的应用，植物营养与施肥学科的内容日趋广泛，研究更为深入，并产生了一系列新兴的学科分支，如植物营养遗传、根际微环境、植物有机营养等。植物生长因子综合理论（包括植物营养与施肥理论）的运用，可能在近期内实现一场新的农业革命；遗传工程（包括植物营养基因工程）在农业上的应用将是农业上更大的变革。农业生态系统和农业生态平衡概念的明确和观点的树立，进一步推动植物营养与施肥学科在综合性和宏观性方面（如养分的循环与平衡、施肥的环境效应、土壤资源的维护和改良等）的研究，将为农业的可持续发展提供可靠的保证。同时，也将使植物营养与施肥学科的理论体系日趋完善，并发展成为一门具有现代科技特征的科学。
C. 果树营养诊断的方法及应用范围有哪些
答：目前果树营养诊断的方法及应用范围：
（1）果树缺素外部症状鉴定
在果树营养诊断技术的发展过程中，最原始和最常用的方法是果树外部症状的鉴定，其做法是通过生产上缺素症状观察或田间试验、培养实验中果树某种营养元素盈亏状况。这种方法简单易行，但较粗放，精确度不高，鉴定者必须有丰富的实践经验，而且只能应用于出现典型症状的情况下。当树体缺乏某些营养元素而不表现典型（潜在缺乏）症状时，容易误诊。因此，这种方法只作参考。
（2）田间试验法
田间试验是诊断果树需肥的基本方法，也是校验其他诊断方法的基础，特别是长期的定位试验，更能表示果树对肥料的实际反应。果树田间测土配方施肥试验，可以通过土壤施肥，也可通过根外追肥。田间试验不足之处是费力、费时、费事；而且在一个地区试验点过少时，代表性差，其试验结果的推广应用就有一定的局限性。
（3）培养试验法
培养试验又称盆栽试验，按其培养介质可分为水培、砂培和土培试验。由于试验条件能通过人为严格调控，故可得到相当准确的数据，常用于探索未知或印证野外调查及田间试验结果。此方法对探索各种营养元素的功能、元素间的相互关系以及一些关于果树施肥原理的研究特别有用，也适于进行各种诊断方法的研究。培养试验要求条件严格，方法繁杂，费用大，其研究结果只能作为理论探讨，不能在果树生产上直接推广应用。
（4）生物化学诊断法
当树体某些营养失调时，将影响某些生化过程的速度和方向，影响某些生化产物的积累与消耗。而某些酶活性增加或减少，也会发生明显的变化，这种内在变化较之外部症状能更早地表现出来。因此，这是一种很有发展前途的诊断方法。但树体内在的生化过程是受许多内在和外界环境因子所影响，因此需进行更复杂更深刻的研究，才能更好地更准确地分辨出哪些情况的生化变化是由于营养失调所造成的。
（5）原子示踪法
这种方法适于研究树体中几种主要营养元素的吸收、运转和分配规律，有助于探索树体内的生理生化变化过程，对研究树体营养与果树生长发育的关系，研究肥料形态、组分、性质和它们的利用率以及肥料在土壤中的转化和进入树体的过程等都十分便利。但它只是一种提高果树营养理论的有效手段，而不能直接指导具体果园的施肥实践。
（6）微生物测定法
许多国家应用微生物学的方法测定果园土壤中某些营养元素的盈亏状况。这种方法只适宜作为辅助测定方法。
（7）植物显微化学鉴定法
把果树某些组织制成切片加以染色，在显微镜下观察某种生化产物的存在与否或其数量多少，或在电子显微镜下观察因缺钙、镁、铁等营养元素而引起的叶子或果实超微结构的变化，这种方法称为显微化学鉴定法，它可以作为营养诊断的辅助方法。
（8）树体中有效养分的常规分析法
①压汁法：此法为树体组织汁液速测法。把果树新鲜枝、叶、果实的汁液挤压于白磁盘或滤纸上，加入一定浓度的化学试剂，使其发生化学反应而产生某种颜色，然后用点滴分析标准液或标准试纸进行比较，找出鲜组织中某种有效营养元素的含量。
②浸提法：将果树特定部位的样品磨细或捣碎，用浸提液提取出可给态养分，用比色法或点滴法进行测定。
上述两种方法，在果树营养诊断研究上应用较为广泛，由于是从树体上直接测得有效养分含量，故可靠性大。同时，分析样品系由田间试验直接采取，分析测定结果可与果树的产量、品质、抗性等相对照，从而找出诊断结果与树体生长结果间的相关性。但是这两种方法也有局限性，因为有些元素的可给态含量经常发生较大的变化，同时这种速测法属半定量分析，精确性较差，并且在测定时需用新鲜样品，时间性要求较严格，因此，不能同时进行大批量样品测定。
（9）叶分析法
多数果树营养学者认为，叶分析是当前较成熟的简单易行的果树营养诊断的方法。用这种方法诊断的结果来指导施肥，能获得较理想的经济效益。这种方法是用仪器分析法做叶子的全量分析，它包括了树体汁液中的可溶组分和全量成分。其特点是：
①叶子是果树进行光合作用的主要场所。
②施用不同种类的肥料时，能在叶子营养元素组成上及时反映出来。
③在一个特定的时期，这种变化具有一定规律性。
④叶子测定结果与果树的生长发育以及外部形态有明显的相关性。
⑤叶子取样只是树体的很小部分，不致影响果树的正常生长。因此，可在生产上直接应用。
（10）果园土壤诊断法
用无机化学分析方法来诊断果树营养的研究过程中，用浸提液提取出土壤中各种可给态养分，进行定量分析，简言之，就是土壤养分测试，以此来估计土壤的肥力，确认土壤养分含量的高低，能间接地表示果树营养的盈亏情况。但是通过多年的探索以后，果树学家都认识到单以土壤分析来指导果树施肥，常不能得到满意的结果。对果树来说，只诊断土壤的营养很不全面，因为土壤分析只能表示养分的供应状况，不能反应树体的营养需求状况，因此要正确地指导果树施肥，必须首先进行树体营养诊断，并以此作为主要依据。
Lundegordh比较600多个田间试验的叶分析和土壤诊断的结果，认为叶诊断比土壤诊断能更好地反映植物的营养状况。仝月澳、周厚基等研究我国苹果水心病多发区，果园均为石灰性土壤（淡栗钙土、栗钙土、褐土、砂姜黑土等），土壤的游离碳酸钙含量为3%～13%。尽管土壤含有丰富的钙，但果实还是由于缺钙而发生水心病。果实喷钙可以减少水心病。这说明，树体营养状况未必与土壤营养是一致的。但是这并不是说土壤诊断是不可取的。果园土壤营养诊断对新定植果园和苗圃来说是必不可少的，它是制定果园管理和施肥的依据，对成龄果园而言，一是它能表示出各种营养元素的供应状况，因而有助于印证树体营养诊断的结果；二是果树的外部症状观察和叶分析的结果，只能显示果树现实的营养状况，不能预报当调整了现实营养失调以后，可能再发生的限制因子是什么，而土壤诊断则可提供一些提示和线索；三是它能帮助我们找到树体缺素的诱因。因此，树体和土壤营养诊断可相互补充，两者综合起来一起应用时才有最大的实用价值。
近30多年来，由于使用各种自动化精密分析仪器，因此分析速度快，自动化程度高，人们可以对取样技术、样品处理技术、测试技术以及确定营养诊断指标等，做大量的研究工作，并通过大量测试数据的数理统计，肯定了可靠性及明确了各种影响因子，这样叶分析已成为指导测土配方施肥的营养诊断方法。
D. 在植物营养学中什么叫做土培法
土培法就是指利用土壤或与土壤相近的固态物质作为基质栽培植物的方法。