植物营养学是研究植物对营养物质的吸收、运输、转化以及利用过程的科学，它是植物生理学和土壤学的一个交叉学科，植物营养学不仅涉及植物本身，还包括与植物生长密切相关的土壤环境、气候条件、农业实践等因素。
在植物营养学中，营养物质通常包括必需元素和非必需元素两大类，必需元素是指那些对植物生长发育至关重要，且植物无法通过自身代谢合成足够量的元素，必须通过根系从土壤中吸收，目前已确认的植物必需元素有17种，包括碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯和镍，这些元素在植物体内担当不同的生理功能，如构成细胞结构的成分、参与酶的活性调节、影响植物激素平衡等。
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植物对营养元素的吸收主要通过根部进行，尤其是根毛区，这里有大量的细根和根毛，能够大大增加与土壤接触的表面积，提高吸收效率，植物根系分泌的有机酸和酶类物质可以促进难溶性矿物质的溶解，从而增加其有效性，根系与土壤微生物之间的相互作用也对营养元素的吸收有着重要的影响。
植物体内的营养物质运输是通过木质部和韧皮部两个主要的输导系统完成的，木质部负责将水分及溶解其中的矿物质从根部输送到地上部分，而韧皮部则负责将光合作用产生的有机物输送到植物体的其他部位。
植物对营养物质的利用效率受多种因素影响，包括植物品种、生长阶段、环境条件等，不同作物对特定营养元素的需求差异显著，这需要通过合理施肥来满足，环境因素如光照、温度和水分也会影响植物的营养吸收和利用。
植物营养学的研究对于提高作物产量、改善农产品质量、保护环境和促进农业可持续发展具有重要意义，通过深入了解植物的营养需求和吸收机制，科学家和农民可以更精确地管理土壤肥力，制定合理的施肥方案，从而优化植物生长条件，提高农业生产效率。