土壤肥料學(xué)-第2章-氮素營養(yǎng)與氮肥-1

Ch.2氮素營養(yǎng)與氮肥

劉智蕾資源與環(huán)境學(xué)院§1土壤氮素營養(yǎng)

一、土壤中氮的含量土壤中氮素的含量受自然因素的影響，同時也受人為因素的影響。

自然土壤表土中氮的含量與有機(jī)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(qiáng)烈的受到人為耕作、施肥等因素的影響。東北黑土最高：旱地2.63g/kg，水田2.58g/kg黃土高原和黃淮海平原最低：0.7g/kg和0.63g/kg一般農(nóng)業(yè)土壤耕層：0.5-3.0g/kg，沖刷嚴(yán)重、貧瘠的表層可低到0.5g/kg以下。土壤氮素含量被看成是土壤肥沃程度的重要標(biāo)志二、土壤氮素形態(tài)

土壤氮素

數(shù)量最大固定態(tài)銨

交換性銨

溶液中的銨

最易被植物吸收氮氧化合物

硝態(tài)氮

亞硝態(tài)氮

銨態(tài)氮

無機(jī)態(tài)氮

有機(jī)態(tài)氮

與有機(jī)質(zhì)或粘土礦物結(jié)合

與多價陽離子結(jié)合

存在于生物體（如微生物）中

三、土壤氮素轉(zhuǎn)化

土壤氮素

固定態(tài)銨

交換性銨

溶液中的銨

礦化固定氮氧化合物

硝態(tài)氮

銨態(tài)氮

無機(jī)態(tài)氮

有機(jī)態(tài)氮

釋放

固定解吸

吸附NH3氨揮發(fā)硝化反硝化(土壤通氣性不強(qiáng)的情況）淋洗§2作物的氮素營養(yǎng)

一、作物體內(nèi)氮的含量和分布

作物含氮量約占干物重的0.3~5%，氮含量的多少還受多種因素的影響而有差異。種類差異：豆科>禾本科，如大豆籽粒中含N為4.5~5%，而小麥籽粒含N量為2.2~2.5%。器官差異：種子>葉>莖稈>根部，如大豆籽粒中含N為4.5~5%，其莖稈中含N為1~1.4%。氮肥用量的影響：施N量增加時，器官中N含量上升，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。小區(qū)試驗(yàn)水稻葉片含氮量生育時期的差異：營養(yǎng)生長期：N素大部分在幼嫩器官中，莖葉中含氮量較高。生殖生長期：莖葉各部分的N素則向貯存器官轉(zhuǎn)移。成熟期：作物體內(nèi)70%左右的N轉(zhuǎn)入并貯存在生殖器官或貯存器官中去。二、氮的營養(yǎng)作用蛋白質(zhì)的重要組分

蛋白質(zhì)中含16%～18%的氮。核酸的成分

核酸中含15%～16%的氮葉綠素的成分

葉綠素aC55H72O5N4Mg，葉綠素bC55H70O6N4Mg缺氮時抑制葉綠素的形成。多種酶的組分

沒有酶植物體內(nèi)的代謝很難進(jìn)行。多種維生素和激素的成分，既可促進(jìn)作物的生長發(fā)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)氨基酸酰胺尿素NO3--N：NH4+-N：作物從土壤中吸收的氮小分子有機(jī)N化合物水田作物的主要吸收形態(tài)三、作物對氮的吸收與利用

氮的吸收及同化酰胺的形成及意義酰胺的合成將植物體內(nèi)多余的氮貯存起來酰胺的形成能消除因氨濃度過高而產(chǎn)生的毒害作用酰胺的形成有促進(jìn)氮素在體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的作用

1、缺氮癥狀

缺氮時植株矮??；葉色變淡，呈淺綠或黃綠色，色澤均一；分蘗少，葉片直立，莖桿細(xì)瘦，根量少；缺氮先從老葉開始黃化，逐漸擴(kuò)展到上部葉片缺氮使作物提早成熟，籽粒不飽滿，產(chǎn)量、品質(zhì)下降。四、氮素缺乏與過多癥狀缺氮引起老葉黃化失綠低高2、氮素過多的癥狀

細(xì)胞增長過大，細(xì)胞壁薄，細(xì)胞多汁，易受機(jī)械損傷和病害侵染。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。番茄施用尿素過多造成氨害引起的焦枯病13soil-N土壤-NFertilizer肥料NO3-,NH4+NSourceofplant植株氮素的來源AtmosphericN2大氣N22............FixationofN2

bylegume豆科植物生物固氮主要氮肥種類銨態(tài)氮肥：液氨、氨水、硫酸銨、氯

化銨、碳酸氫銨硝態(tài)氮肥：硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鈣酰銨態(tài)氮：尿素緩效氮肥：控釋尿素、長效碳銨§3氮肥的種類、性質(zhì)和施用一、銨態(tài)氮肥

凡氮肥中的氮素以NH4+或NH3形態(tài)存在的均屬銨態(tài)氮肥。根據(jù)肥料中銨的結(jié)合穩(wěn)定程度不同，又可分為:揮發(fā)性氮肥:液氨、氨水和碳酸氫銨。穩(wěn)定性氮肥:硫酸銨和氯化銨等。

1、液氨將氨氣壓縮為液態(tài)直接用作肥料N%:82%NH4+能通過庫侖力和靜電引力吸附到土壤顆粒表面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pH值和較高的滲透壓；施肥區(qū)域的微生物可能會被殺死。如果施肥點(diǎn)距離根系過近，可導(dǎo)致植株受損甚至被殺死優(yōu)點(diǎn)最經(jīng)濟(jì)的氮源--是美國最常見的氮肥種類方便--可以在耕地的同時將肥料施入可以在秋季施，補(bǔ)苗或追肥也可以缺點(diǎn)必須耙入土壤，使之與土壤結(jié)合，表層15cm以下液氨對水有很強(qiáng)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2、氨水將NH3施壓使之溶于水中含氮量16%易揮發(fā)堿性無色或淺黃色優(yōu)點(diǎn)可以不必像施用液氨那樣深不需要高壓施用設(shè)備缺點(diǎn)易揮發(fā)性使之必須與土壤很好的融合以防止氨揮發(fā)損失如果沒有靶入土壤，可導(dǎo)致全部的氨都損失掉3、碳酸氫銨（NH4HCO3）N含氮量為17％不穩(wěn)定；易溶于水優(yōu)點(diǎn)：可作基肥和追肥；在土壤中無殘留；為植物提供CO2缺點(diǎn)：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4、硫銨(NH4)2SO4純品為白色結(jié)晶，含少量雜質(zhì)時呈微黃色氮21％，含硫24.1％易溶于水穩(wěn)定遇堿性物質(zhì)會引起氨的揮發(fā)損失生理酸性肥料

概

念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生理酸性肥料。如：NH4Cl,NH4SO4

和KCl由于作物選擇性吸收所產(chǎn)生的堿性屬于生理堿性，能產(chǎn)生生理堿性的肥料稱為生理堿性肥料。如：Ca(NO3)2

和KNO3

硫銨的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)不易揮發(fā)，不必耙入土壤穩(wěn)定，吸濕性小，易于操作適于pH較高的土壤或是喜酸的作物缺點(diǎn)比其他氮肥更容易導(dǎo)致土壤的酸性不適于pH較低的土壤施用量過多可以導(dǎo)致土壤板結(jié)氮含量低，運(yùn)輸費(fèi)用高5、氯化銨NH4Cl純品為白色結(jié)晶，含少量雜質(zhì)時呈微黃色氮26％，含氯66％生理酸性肥料優(yōu)點(diǎn)比硫銨的含氮量高對水稻比硫銨好可同時提供氮和氯，更適于椰樹，油栗等硝化速率比其他氮肥慢缺點(diǎn)可使土壤變酸，對酸性土壤不利不能用作種肥氯含量高限制了它的應(yīng)用銨態(tài)氮在土壤中的轉(zhuǎn)化氨氣124NH4+NH4+3銨態(tài)氮肥NH4+NO3-土壤膠粒Ca++Ca+++SO4

=

CaSO4Ca+++2Cl-

CaCl2(NH4)2SO4NH4Cl土壤板結(jié)Ca2+流失二、硝態(tài)氮肥

不宜做種肥，因?yàn)槿菀琢苁в袡C(jī)肥銨態(tài)氮NH4+NO3-NH4+氮肥在水稻土中的轉(zhuǎn)化土壤膠粒地下水反硝化N2、

N2O銨態(tài)氮NO3地下水氧化層還原層硝態(tài)氮犁底層

三、酰胺態(tài)氮肥-尿素〔CO(NH2)2〕，含N46%，化學(xué)合成的有機(jī)氮。白色顆粒，易溶于水，吸濕性小，物理性質(zhì)好尿素中含有縮二脲，當(dāng)含量超過2％就會抑制種子發(fā)芽，易燒種子和幼根施肥時注意與種子隔開0.5%的尿素溶液最易做葉面噴肥尿素CO(NH2)21(NH4)2CO32NO3NH4+NH4+3尿素在土壤中的轉(zhuǎn)化示意圖土壤膠粒淋失

四、緩（控）釋氮肥養(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，又可最大限度地減少肥料損失。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)合成有機(jī)長效氮肥包膜長效氮肥可控緩釋肥料

水分通過膜孔

膜內(nèi)養(yǎng)分溶解

養(yǎng)分通過膜孔釋放

進(jìn)入膜內(nèi)§4氮肥的有效施用一、確定氮肥適宜用量既要考慮當(dāng)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。低肥力地區(qū)可適當(dāng)提高施氮量，以充分發(fā)揮氮肥的增產(chǎn)效果；高肥力地區(qū)則宜以經(jīng)濟(jì)效益最佳的施氮量作為指導(dǎo)施肥的依據(jù)，避免過多施用氮肥帶來的負(fù)效應(yīng)；二、優(yōu)化氮肥的施用方法根據(jù)作物營養(yǎng)特性科學(xué)施用氮肥

根據(jù)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）根據(jù)土壤特性合理施用氮肥元素間平衡，有機(jī)無機(jī)平衡可顯著提高氮肥肥效

根據(jù)作物營養(yǎng)特性科學(xué)施用氮肥

葉菜類尤其是綠葉菜類、桑、茶、水稻、小麥、高粱、玉米等作物需氮較多，應(yīng)多分配氮肥而大豆、花生等豆科作物可利用根瘤進(jìn)行共生固氮，只需在生長初期施用少量氮肥甘薯、馬鈴薯、甜菜、甘蔗等淀粉和糖類作物只在生長初期需要充足的氮素同種作物的不同品種之間也存在類似的差異，耐肥品種一般產(chǎn)量較高，需氮量也較大；而耐瘠品種，需氮量較小，產(chǎn)量通常