植物营养学是一门研究植物如何利用和吸收土壤中营养物质，以及这些营养物质如何影响植物生长、发育和产量的科学，这门学科涵盖了植物对矿物质元素、水分和能量的需求，以及植物如何通过根系从土壤中吸收这些物质的过程。

植物营养学的研究对象包括所有类型的植物，从单细胞的藻类到大型的树木，研究的内容主要包括植物对各种营养物质的需求量、吸收效率、利用效率以及营养物质在植物体内的运输和分配等。

植物需要的主要营养物质包括氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、钼和硼等，这些元素在植物体内有各自的功能，如氮是构成蛋白质和核酸的重要元素，磷是构成核酸和ATP的能量分子，钾是维持细胞渗透压和光合作用的重要元素，钙和镁是构成植物细胞壁的重要元素，硫是合成氨基酸和蛋白质的关键元素，铁是合成叶绿素的必需元素，锰、铜、锌、钼和硼等微量元素虽然需要的量少，但对植物的生长和发育也有重要作用。

植物营养学的研究方法主要包括实验方法和野外调查方法，实验方法主要是在实验室中控制条件下，研究植物对不同营养物质的需求量和反应，以及营养物质在植物体内的运输和分配，野外调查方法主要是在自然环境中，研究植物对土壤中营养物质的利用情况，以及营养物质的分布和循环。

植物营养学的应用非常广泛，包括农业生产、园艺、林业、草地管理、环境保护等，通过研究植物营养学，我们可以了解植物对营养物质的需求，合理施肥，提高肥料利用率，减少环境污染，提高农作物的产量和质量，保护和改善生态环境。