植物营养学是研究植物对营养物质的吸收、转化和利用，以及这些过程对植物生长发育的影响的科学，它是农学、园艺学、林学等学科的基础科学之一，也是现代生物技术的重要组成部分。
植物营养学的研究对象主要是植物体内的营养物质，包括大量元素和微量元素，大量元素如氮、磷、钾、钙、镁、硫等，是植物生长发育所必需的，它们在植物体内含量较多，对植物生长发育有直接影响，微量元素如铁、锰、铜、锌、钼等，虽然在植物体内含量较少，但对植物生长发育也起着重要作用。
植物对营养物质的吸收主要通过根系进行，根系可以分泌一些特殊的物质，如根瘤菌产生的固氮酶，可以将大气中的氮转化为植物可以吸收的形式，根系还可以通过与土壤微生物的共生关系，吸收土壤中的营养物质。
植物对营养物质的转化和利用，主要体现在光合作用和呼吸作用中，光合作用是植物将光能转化为化学能的过程，它需要大量的二氧化碳和水，以及光照，在这个过程中，植物可以吸收大量的氮、磷、钾等营养物质，用于合成植物体的各种有机物质，呼吸作用是植物将化学能转化为热能的过程，它需要消耗氧气和有机物，在这个过程中，植物会释放出一些营养物质，如二氧化碳、水和热量。
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植物营养学的研究方法主要包括实验研究和田间试验，实验研究主要是在实验室中，通过控制各种条件，研究植物对营养物质的吸收、转化和利用的规律，田间试验主要是在田间环境中，通过对比不同处理的植物生长情况，研究植物营养需求和施肥效果。
植物营养学的应用主要集中在农业生产中，通过研究植物营养需求，可以指导农民合理施肥，提高肥料利用率，减少环境污染，提高农作物产量和品质，植物营养学也可以应用于园艺、林业、草地管理等领域，为植物的生长发育提供科学依据。