土壤肥料學(xué)-第2章-氮素營養(yǎng)與氮肥-1

1、一、土壤中氮的含量一、土壤中氮的含量土壤中氮素的含量受自然因素的影響，同時也受人為因土壤中氮素的含量受自然因素的影響，同時也受人為因素的影響。素的影響。 自然土壤表土中氮的含量與有機質(zhì)含量密切相關(guān)。自然土壤表土中氮的含量與有機質(zhì)含量密切相關(guān)。耕地土壤氮素含量除受自然因素的影響外，更強烈的受耕地土壤氮素含量除受自然因素的影響外，更強烈的受到人為耕作、施肥等因素的影響。到人為耕作、施肥等因素的影響。東北黑土最高：旱地東北黑土最高：旱地2.63g/kg2.63g/kg，水田，水田2.58g/kg2.58g/kg黃土高原和黃淮海平原最低：黃土高原和黃淮海平原最低：0.7g/kg0.7g/kg和和0.6

2、3 g/kg0.63 g/kg一般農(nóng)業(yè)土壤耕層：一般農(nóng)業(yè)土壤耕層：0.5-3.0 g/kg0.5-3.0 g/kg，沖刷嚴重、貧瘠的表層可低到?jīng)_刷嚴重、貧瘠的表層可低到0.5g/kg0.5g/kg以下。以下。土壤氮素含量被看成是土壤肥沃程度的重要標志土壤氮素含量被看成是土壤肥沃程度的重要標志二、土壤氮素形態(tài)二、土壤氮素形態(tài) 土壤氮素土壤氮素 數(shù)量最大數(shù)量最大固定態(tài)銨固定態(tài)銨 交換性銨交換性銨 溶液中的銨溶液中的銨 最易被植物吸收最易被植物吸收氮氧化合物氮氧化合物 硝態(tài)氮硝態(tài)氮 亞硝態(tài)氮亞硝態(tài)氮 銨態(tài)氮銨態(tài)氮 無機態(tài)氮無機態(tài)氮 有機態(tài)氮有機態(tài)氮 與有機質(zhì)或粘土礦物結(jié)合與有機質(zhì)或粘土礦物結(jié)合 與多

3、價陽離子結(jié)合與多價陽離子結(jié)合 存在于生物體（如微生物）中存在于生物體（如微生物）中 三、土壤氮素轉(zhuǎn)化三、土壤氮素轉(zhuǎn)化 土壤氮素土壤氮素 固定態(tài)銨固定態(tài)銨 交換性銨交換性銨 溶液中的銨溶液中的銨 礦化礦化固定固定氮氧化合物氮氧化合物 硝態(tài)氮硝態(tài)氮 銨態(tài)氮銨態(tài)氮 無機態(tài)氮無機態(tài)氮 有機態(tài)氮有機態(tài)氮 釋放釋放 固定固定解吸解吸 吸附吸附NH3氨揮發(fā)氨揮發(fā)硝化硝化反硝化反硝化(土壤通氣性不強的情況）土壤通氣性不強的情況）淋洗淋洗一、作物體內(nèi)氮的含量和分布一、作物體內(nèi)氮的含量和分布 n作物含氮量約占干物重的作物含氮量約占干物重的0.35%，氮含量的多少，氮含量的多少還受多種因素的影響而有差異。還受多種因

4、素的影響而有差異。p種類差異：豆科種類差異：豆科禾本科，如大豆籽粒中含禾本科，如大豆籽粒中含N為為4.55%，而小麥籽粒含，而小麥籽粒含N量為量為2.22.5%。p器官差異：種子器官差異：種子葉葉莖稈莖稈根部，如大豆籽粒中根部，如大豆籽粒中含含N為為4.55%，其莖稈中含，其莖稈中含N為為11.4%。p氮肥用量的影響：氮肥用量的影響：施施N N量增加時，器官中量增加時，器官中N N含量上含量上升，營養(yǎng)器官受氮的影響較大，而生殖器官受影升，營養(yǎng)器官受氮的影響較大，而生殖器官受影響較小，但后期施肥籽粒中貯氮量增加。響較小，但后期施肥籽粒中貯氮量增加。1.52.02.53.03.54.04.55.0

5、7.027.107.228.048.25葉葉片片含含氮氮量量（% %）FFPSSNM 1SSNM 2小區(qū)試驗水稻小區(qū)試驗水稻葉片含氮量葉片含氮量生育時期的差異：生育時期的差異：營養(yǎng)生長期：營養(yǎng)生長期：N素大部分在幼嫩器官中，莖葉素大部分在幼嫩器官中，莖葉中含氮量較高。中含氮量較高。生殖生長期：生殖生長期：莖葉各部分的莖葉各部分的N素則向貯存器官素則向貯存器官轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移。成熟期：成熟期：作物體內(nèi)作物體內(nèi)70%左右左右的的N轉(zhuǎn)入并貯存在轉(zhuǎn)入并貯存在生殖器官或貯存器官中去。生殖器官或貯存器官中去。p蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的重要組分的重要組分 蛋白質(zhì)中含蛋白質(zhì)中含16%18%的氮。的氮。p核酸核酸的成分的成分

6、核酸中含核酸中含15%16%的氮的氮p葉綠素葉綠素的成分的成分 葉綠素葉綠素a C55H72O5N4Mg，葉綠素，葉綠素b C55H70O6N4Mg 缺氮時抑制葉綠素的形成。缺氮時抑制葉綠素的形成。p多種多種酶的組分酶的組分 沒有酶植物體內(nèi)的代謝很難進行。沒有酶植物體內(nèi)的代謝很難進行。p多種多種維生素和激素的成分維生素和激素的成分，既可促進作物的生長發(fā)，既可促進作物的生長發(fā)育，又能提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。育，又能提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。旱田作物的主要吸收形態(tài)旱田作物的主要吸收形態(tài)氨基酸氨基酸酰胺酰胺尿素尿素NONO3 3- -N-N：NHNH4 4+ +-N-N：作物從土壤中吸收的氮作物從土壤中吸收的氮小

7、分子有機小分子有機N N化合物化合物水田作物的主要吸收形態(tài)水田作物的主要吸收形態(tài)氮的吸收及同化氮的吸收及同化酰胺的形成及意義酰胺的形成及意義酰胺的合成將植物體內(nèi)酰胺的合成將植物體內(nèi)多余的氮貯存起來多余的氮貯存起來酰胺的形成能消除因氨酰胺的形成能消除因氨濃度過高而產(chǎn)生的毒害濃度過高而產(chǎn)生的毒害作用作用酰胺的形成有促進氮素酰胺的形成有促進氮素在體內(nèi)運轉(zhuǎn)的作用在體內(nèi)運轉(zhuǎn)的作用n缺氮時植株矮??；缺氮時植株矮小；n葉色變淡，呈淺綠或黃綠色，色澤均一；葉色變淡，呈淺綠或黃綠色，色澤均一；n分蘗少，葉片直立，莖桿細瘦，根量少；分蘗少，葉片直立，莖桿細瘦，根量少；n缺氮先從老葉開始黃化，逐漸擴展到上部葉片缺氮

8、先從老葉開始黃化，逐漸擴展到上部葉片n缺氮使作物提早成熟，籽粒不飽滿，產(chǎn)量、品缺氮使作物提早成熟，籽粒不飽滿，產(chǎn)量、品質(zhì)下降。質(zhì)下降。缺氮引起老葉黃化失綠缺氮引起老葉黃化失綠低低高高細胞增長過大，細胞壁薄，細胞多汁，細胞增長過大，細胞壁薄，細胞多汁，易受機械損傷和病害侵染。易受機械損傷和病害侵染。消耗大量碳水化合物，影響作物品質(zhì)。消耗大量碳水化合物，影響作物品質(zhì)。易造成作物貪青晚熟。易造成作物貪青晚熟。番茄施用尿素過多造成氨害引起的焦枯病番茄施用尿素過多造成氨害引起的焦枯病13soil-N土壤土壤-NFertilizer肥料肥料2.Fixation of N2 by legume豆科植物生物固

9、氮豆科植物生物固氮主要氮肥種類主要氮肥種類n銨態(tài)氮肥：液氨、氨水、硫酸銨、氯銨態(tài)氮肥：液氨、氨水、硫酸銨、氯 化銨、碳酸氫銨化銨、碳酸氫銨n硝態(tài)氮肥：硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鈣硝態(tài)氮肥：硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鈣n酰銨態(tài)氮：尿素酰銨態(tài)氮：尿素n緩效氮肥：控釋尿素、長效碳銨緩效氮肥：控釋尿素、長效碳銨p凡氮肥中的氮素以凡氮肥中的氮素以NHNH4 4+ +或或NHNH3 3形態(tài)存形態(tài)存在的均屬銨態(tài)氮肥。在的均屬銨態(tài)氮肥。p根據(jù)肥料中銨的結(jié)合穩(wěn)定程度不同，根據(jù)肥料中銨的結(jié)合穩(wěn)定程度不同，又可分為又可分為: :揮發(fā)性氮肥揮發(fā)性氮肥: :液氨、氨水和碳酸氫銨。液氨、氨水和碳酸氫銨。穩(wěn)定性氮肥穩(wěn)定性氮肥: :硫酸

10、銨和氯化銨等。硫酸銨和氯化銨等。 1 1、液氨、液氨將氨氣壓縮為液態(tài)直接用作肥料將氨氣壓縮為液態(tài)直接用作肥料N% :82%N% :82%NHNH4 4+ +能通過庫侖力和靜電引力吸附到土壤顆粒能通過庫侖力和靜電引力吸附到土壤顆粒表面表面將液氨注入到土壤中可導(dǎo)致土壤局部較高的將液氨注入到土壤中可導(dǎo)致土壤局部較高的氨或銨的濃度，這一局部區(qū)域具有較高的氨或銨的濃度，這一局部區(qū)域具有較高的pHpH值和較高的滲透壓；值和較高的滲透壓；施肥區(qū)域的微生物可能會被殺死。如果施肥施肥區(qū)域的微生物可能會被殺死。如果施肥點距離根系過近，可導(dǎo)致植株受損甚至被殺點距離根系過近，可導(dǎo)致植株受損甚至被殺死死優(yōu)點優(yōu)點最經(jīng)濟的

11、氮源最經(jīng)濟的氮源-是美國最常見的氮肥種類是美國最常見的氮肥種類方便方便-可以在耕地的同時將肥料施入可以在耕地的同時將肥料施入可以在秋季施，補苗或追肥也可以可以在秋季施，補苗或追肥也可以缺點缺點必須耙入土壤，使之與土壤結(jié)合，表層必須耙入土壤，使之與土壤結(jié)合，表層15cm15cm以下以下液氨對水有很強的親和力，極易傷害皮膚，眼睛、肺，液氨對水有很強的親和力，極易傷害皮膚，眼睛、肺，因此液氨的使用需要特殊處理因此液氨的使用需要特殊處理2 2、氨水、氨水將將NHNH3 3施壓使之溶于水中施壓使之溶于水中含氮量含氮量16%16%易揮發(fā)易揮發(fā)堿性堿性無色或淺黃色無色或淺黃色優(yōu)點優(yōu)點可以不必像施用液氨那樣深

12、可以不必像施用液氨那樣深不需要高壓施用設(shè)備不需要高壓施用設(shè)備缺點缺點易揮發(fā)性使之必須與土壤很好的融合以防止氨易揮發(fā)性使之必須與土壤很好的融合以防止氨揮發(fā)損失揮發(fā)損失如果沒有靶入土壤，可導(dǎo)致全部的氨都損失掉如果沒有靶入土壤，可導(dǎo)致全部的氨都損失掉3 3、碳酸氫銨（、碳酸氫銨（NHNH4 4HCOHCO3 3）N N 含氮量為含氮量為1717不穩(wěn)定；易溶于水不穩(wěn)定；易溶于水優(yōu)點：優(yōu)點：可作基肥和追肥；在土壤中無殘留；為植可作基肥和追肥；在土壤中無殘留；為植物提供物提供COCO2 2缺點：缺點：溫暖潮濕的環(huán)境中不穩(wěn)定，易分解；如果溫暖潮濕的環(huán)境中不穩(wěn)定，易分解；如果不耙入土壤可造成損失不耙入土壤可造

13、成損失4 4、硫銨、硫銨 (NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4純品為白色結(jié)晶，含少量雜質(zhì)時呈微黃色純品為白色結(jié)晶，含少量雜質(zhì)時呈微黃色氮氮2121，含硫，含硫24.124.1易溶于水易溶于水穩(wěn)定穩(wěn)定遇堿性物質(zhì)會引起氨的揮發(fā)損失遇堿性物質(zhì)會引起氨的揮發(fā)損失生理酸性肥料生理酸性肥料由于作物選擇性吸收所產(chǎn)生的酸性屬于生理由于作物選擇性吸收所產(chǎn)生的酸性屬于生理酸性，能產(chǎn)生生理酸性的肥料稱為酸性，能產(chǎn)生生理酸性的肥料稱為生理酸性生理酸性肥料肥料。如：如：NHNH4 4Cl, NHCl, NH4 4SOSO4 4 和和KClKCl由于作物選擇性吸收所產(chǎn)生的堿性屬于生理由于作物選擇性吸收所產(chǎn)生的堿性

14、屬于生理堿性，能產(chǎn)生生理堿性的肥料稱為堿性，能產(chǎn)生生理堿性的肥料稱為生理堿性生理堿性肥料肥料。如：如：Ca(NOCa(NO3 3) )2 2 和和KNOKNO3 3 硫銨的優(yōu)缺點硫銨的優(yōu)缺點優(yōu)點優(yōu)點不易揮發(fā)，不必耙入土壤不易揮發(fā)，不必耙入土壤穩(wěn)定，吸濕性小，易于操穩(wěn)定，吸濕性小，易于操作作適于適于pHpH較高的土壤或是喜較高的土壤或是喜酸的作物酸的作物缺點缺點比其他氮肥更容易導(dǎo)致土比其他氮肥更容易導(dǎo)致土壤的酸性壤的酸性不適于不適于pHpH較低的土壤較低的土壤施用量過多可以導(dǎo)致土壤施用量過多可以導(dǎo)致土壤板結(jié)板結(jié)氮含量低，運輸費用高氮含量低，運輸費用高5 5、氯化銨、氯化銨 NHNH4 4ClCl

15、純品為白色結(jié)晶，含少量雜質(zhì)時呈微黃色純品為白色結(jié)晶，含少量雜質(zhì)時呈微黃色氮氮2626，含氯，含氯6 66 6生理酸性肥料生理酸性肥料優(yōu)點優(yōu)點比硫銨的含氮量高比硫銨的含氮量高對水稻比硫銨好對水稻比硫銨好可同時提供氮和氯，更適可同時提供氮和氯，更適于椰樹，油栗等于椰樹，油栗等硝化速率比其他氮肥慢硝化速率比其他氮肥慢缺點缺點可使土壤變酸，對酸性土可使土壤變酸，對酸性土壤不利壤不利不能用作種肥不能用作種肥氯含量高限制了它的應(yīng)用氯含量高限制了它的應(yīng)用銨態(tài)氮在土壤中的轉(zhuǎn)化銨態(tài)氮在土壤中的轉(zhuǎn)化氨氣氨氣124NH4+NH4+3銨態(tài)氮肥銨態(tài)氮肥NH4+NO3-土壤土壤膠粒膠粒Ca+ Ca+ + SO4 = Ca

16、SO4 Ca + + 2Cl - CaCl2(NH4)2 SO4NH4Cl土壤板結(jié)土壤板結(jié)Ca2+流失流失 不宜做種肥，因為容易淋失銨態(tài)氮銨態(tài)氮NH4+NO3-NH4+土壤土壤膠粒膠粒地下水地下水NO3地下水地下水氧化層氧化層犁底層犁底層CO(NHCO(NH2 2) )2 2，含，含 N 46% N 46%，化學(xué)合成的有機，化學(xué)合成的有機氮。白色顆粒，易溶于水，吸濕性小，物理氮。白色顆粒，易溶于水，吸濕性小，物理性質(zhì)好性質(zhì)好尿素中含有縮二脲，當含量超過尿素中含有縮二脲，當含量超過2 2就會抑就會抑制種子發(fā)芽，易燒種子和幼根制種子發(fā)芽，易燒種子和幼根施肥時注意與種子隔開施肥時注意與種子隔開0.5

17、%0.5%的尿素溶液最易做葉面噴肥的尿素溶液最易做葉面噴肥尿素尿素CO(NH2)21(NH4)2CO32NH4+NH4+3尿素在土壤中的轉(zhuǎn)化示意圖土壤土壤膠粒膠粒淋失n養(yǎng)分釋放時間和釋放量與作物的需肥規(guī)律相養(yǎng)分釋放時間和釋放量與作物的需肥規(guī)律相吻合，既可滿足作物養(yǎng)分吸收，又可最大限吻合，既可滿足作物養(yǎng)分吸收，又可最大限度地減少肥料損失。度地減少肥料損失。n是現(xiàn)代化學(xué)工藝生產(chǎn)與植物營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)緊是現(xiàn)代化學(xué)工藝生產(chǎn)與植物營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)緊密結(jié)合的多學(xué)科交叉的前沿技術(shù)密結(jié)合的多學(xué)科交叉的前沿技術(shù)合成有機長效氮肥合成有機長效氮肥包膜長效氮肥包膜長效氮肥 水分通過膜孔水分通過膜孔 膜內(nèi)養(yǎng)分溶解膜內(nèi)養(yǎng)分溶解

18、養(yǎng)分通過膜孔釋放養(yǎng)分通過膜孔釋放 進入膜內(nèi)進入膜內(nèi)一、確定氮肥適宜用量一、確定氮肥適宜用量既要考慮當季作物的產(chǎn)量效應(yīng)，又要考既要考慮當季作物的產(chǎn)量效應(yīng)，又要考慮氮肥后效和提高土壤供氮能力的要求。慮氮肥后效和提高土壤供氮能力的要求。低肥力地區(qū)可適當提高施氮量，以充分低肥力地區(qū)可適當提高施氮量，以充分發(fā)揮氮肥的增產(chǎn)效果；發(fā)揮氮肥的增產(chǎn)效果；高肥力地區(qū)則宜以經(jīng)濟效益最佳的施氮高肥力地區(qū)則宜以經(jīng)濟效益最佳的施氮量作為指導(dǎo)施肥的依據(jù)，避免過多施用量作為指導(dǎo)施肥的依據(jù)，避免過多施用氮肥帶來的負效應(yīng)氮肥帶來的負效應(yīng)；根據(jù)根據(jù)作物作物營養(yǎng)特性科學(xué)施用氮肥營養(yǎng)特性科學(xué)施用氮肥 根據(jù)根據(jù)氮肥氮肥特性合理施用、分配氮肥特性合理施用、分配氮肥 （如深施覆土是提高氮肥利用率）（如深施覆土是提高氮肥利用率）根據(jù)根據(jù)土壤土壤特性合理施用氮肥特性合理施用氮肥元素間元素間平衡平衡，有機無機平衡可顯著提高，有機無機平衡可顯著提高氮肥肥效氮肥肥效 根據(jù)作物營養(yǎng)特性科學(xué)施用氮肥根據(jù)作物營養(yǎng)特性科學(xué)施用氮肥 葉菜類葉菜類尤其是綠葉菜類、桑、茶、水稻、小麥、尤其是綠葉菜類、桑、茶、水稻、小麥、高粱、玉米等