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根據國家經濟建設和學科發展的需要，本專業的研究方向有10個：
　　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癥狀和發生機理，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堿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、 植物營養遺傳學特征
　　應用植物營養遺傳學原理，采用營養動力學，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征，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制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藥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并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
　　根據植物營養失調癥特征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。

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