植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)-氮素課件

第二章植物的氮素營(yíng)養(yǎng)與氮肥第一節(jié)氮的營(yíng)養(yǎng)作用一、含量和分布：一般植物含氮量約占植物體干物重的0.3%-5%,而含量的多少與植物種類、器官、發(fā)育階段有關(guān)。種類：大豆>玉米>小麥>水稻器官：子粒>葉片>莖稈>苞葉發(fā)育：同一作物的不同生育時(shí)期，含氮量也不相同。10/8/20231第二章植物的氮素營(yíng)養(yǎng)與氮肥一、含量和分布：一般植物二、作物體內(nèi)含氮化合物的種類氮是植物體內(nèi)許多重要有機(jī)化合物的組分，也是遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)。A.蛋白質(zhì)的重要組分（蛋白質(zhì)中平均含氮16%-18%）；B.核酸和核蛋白質(zhì)的成分；C.葉綠素的組分元素；10/8/20232二、作物體內(nèi)含氮化合物的種類10/8/20232D.許多酶的組分（酶本身就是蛋白質(zhì)）；E.氮還是一些維生素的組分，而生物堿和植物激素也都含有氮。

總之，氮對(duì)植物生命活動(dòng)以及作物產(chǎn)量和品質(zhì)均有重要的作用。人類種植作物的重要目的之一就是期望從中獲得各種植物蛋白，因此合理施用氮肥是獲得作物優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的有效措施。10/8/20233D.許多酶的組分（酶本身就是蛋白質(zhì)）；10/8/20233植物吸收的氮素主要是銨態(tài)氮和硝態(tài)氮。在旱地農(nóng)田中，硝態(tài)氮是作物的主要氮源。由與土壤中的銨態(tài)氮通過硝化作用可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮。所以，作物吸收的硝態(tài)氮多于銨態(tài)氮。三、氮的吸收、同化和運(yùn)輸10/8/20234植物吸收的氮素主要是銨態(tài)氮和硝態(tài)氮。在旱地農(nóng)①NO3-N的吸收:逆電化學(xué)勢(shì)梯度的主動(dòng)吸收；介質(zhì)pH顯著影響植物對(duì)NO3-N的吸收。pH值升高，NO3-N的吸收減少；進(jìn)入植物體后，大部分在根系中同化為氨基酸、蛋白質(zhì)，也可直接通過木質(zhì)部運(yùn)往地上部；硝酸根在液泡中積累對(duì)離子平衡和滲透調(diào)節(jié)作用具有重要意義。10/8/20235①NO3-N的吸收:10/8/20235硝酸還原成氨是由兩種獨(dú)立的酶分別進(jìn)行催化的。硝酸還原酶可使硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，而亞硝酸還原酶可使亞硝酸鹽還原成氨。②NO3-N的同化NO2-NO3_NH310/8/20236硝酸還原成氨是由兩種獨(dú)立的酶分別進(jìn)行催化的。硝酸還原酶可使硝

③NH4+-N的吸收NH4+的吸收與H+的釋放存在著相當(dāng)嚴(yán)格的等摩爾關(guān)系(K.Mengeletal,1978)。水稻幼苗對(duì)NH4+的吸收與H+釋放的關(guān)系NH4+的吸收H+的釋放(μmol/L)(μmol/L)15818417414514918316614510/8/20237③NH4+-N的吸收NH4+的吸收與H+的釋放存在著質(zhì)膜上NH4+脫質(zhì)子化作用示意圖外界溶液NH3質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)NH4+H+10/8/20238質(zhì)膜上NH4+脫質(zhì)子化作用示意圖外界溶液NH3質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)NH酮戊二酸氨谷氨酸各種新的氨基酸酮酸酰胺氨還原性胺化作用轉(zhuǎn)氨基作用④NH4-N的同化10/8/20239酮戊二酸氨谷氨酸各酮酸酰胺氨還原性胺化作用轉(zhuǎn)氨基作用④NH4NO3--N是陰離子，為氧化態(tài)的氮源，NH4+-N是陽離子，為還原態(tài)的氮源。四、NO3--N和NH4+-N營(yíng)養(yǎng)作用的比較不能簡(jiǎn)單的判定那種形態(tài)好或是不好，因?yàn)榉市Ц叩团c各種影響吸收和利用的因素有關(guān)。10/8/202310NO3--N是陰離子，為氧化態(tài)的氮源，NH4+-N是陽離子A:作物種類

水稻是典型的喜NH4+-N作物。（水稻幼苗根內(nèi)缺少硝酸還原酶；NO3--N在水田中易流失，并發(fā)生反硝化作用。）煙草是典型的喜NO3--N作物。B:環(huán)境反應(yīng)（pH）

從生理角度看，NH4+-N和NO3--N都是良好的氮源，但在不同pH條件下，作物對(duì)NH4+-N和NO3--N的吸收量有明顯的差異。10/8/202311A:作物種類10/8/202311不同形態(tài)氮肥對(duì)玉米和水稻幼苗生長(zhǎng)的影響（幼苗培養(yǎng)15天）以NaNO3為氮源以（NH4）2SO4為氮源干重原來pH最終pH干重原來pH最終pH玉米0.405.26.80.725.14.0水稻0.125.26.00.305.12.910/8/202312不同形態(tài)氮肥對(duì)玉米和水稻幼苗生長(zhǎng)的影響以NaNO3為氮源作物缺氮的外部特征葉片黃化，植株生長(zhǎng)過程遲緩..苗期植株生長(zhǎng)受阻而顯得矮小、瘦弱，葉片薄而小。禾本科作物表現(xiàn)為分蘗少，莖桿細(xì)長(zhǎng)；雙子葉則表現(xiàn)為分枝少。若繼續(xù)缺氮，禾本科作物表現(xiàn)為穗小粒癟早衰。氮素是可以再利用的元素，作物缺氮的顯著特征是下部葉片首先失綠黃化，然后逐漸向上部葉片擴(kuò)展。。五、植物缺氮癥狀與供氮過多的危害作物缺氮不僅影響產(chǎn)量，而且使產(chǎn)品品質(zhì)也下降。10/8/202313作物缺氮的外部特征五、植物缺氮癥狀與供氮過多的危害作物缺氮缺氮缺氮10/8/202314缺氮缺氮10/8/202314缺氮缺氮缺氮10/8/202315缺氮缺氮缺氮10/8/202315缺氮缺氮缺氮10/8/202316缺氮缺氮缺氮10/8/202316缺氮缺氮缺氮缺氮10/8/202317缺氮缺氮缺氮缺氮10/8/202317缺氮缺氮缺氮10/8/202318缺氮缺氮缺氮10/8/202318缺氮缺氮缺氮10/8/202319缺氮缺氮缺氮10/8/202319作物貪青晚熟，生長(zhǎng)期延長(zhǎng)。細(xì)胞壁薄，植株柔軟，易受機(jī)械損傷（倒伏）和病害侵襲（大麥褐銹病、小麥赤霉病、水稻褐斑?。?。（二）氮素過多的危害大量施用氮肥會(huì)降低果蔬品質(zhì)和耐貯存性；棉花蕾鈴稀少易脫落；甜菜塊根產(chǎn)糖率下降；纖維作物產(chǎn)量減少，纖維品質(zhì)降低。蔬菜硝酸鹽超標(biāo)10/8/202320作物貪青晚熟，生長(zhǎng)期延長(zhǎng)。（二）氮素過多的危害大量施用氮肥會(huì)蔬菜可食部分硝酸鹽含量的食用衛(wèi)生分級(jí)級(jí)別一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)累積程度輕中重嚴(yán)重NO3-（mg/kg）<432<785<1440<3100衛(wèi)生性生食允許生食不宜鹽漬允許熟食允許生食不宜鹽漬允許熟食允許生食不宜鹽漬允許熟食允許蔬菜種類韭、蔥、番茄、水芹、花菜長(zhǎng)豇豆、青蠶豆、蕪荽、茄子、甜椒、黃瓜、冬瓜、茭白菠菜、金花菜、萵苣、芹、刀豆、豌豆、青蒜、洋蔥、馬鈴薯雪里蕻、榨菜、蘿卜、胡蘿卜、青菜、大白菜、蕹菜、卷心菜、莧菜、塌菜、薺菜蔬菜數(shù)目58911%15.224.227.333.3FAO/WHO日允許攝入量NO3-：3.6mg/kg體重；NO2-：0.13mg/kg體重10/8/202321蔬菜可食部分硝酸鹽含量的食用衛(wèi)生分級(jí)級(jí)別一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)累積

蔬菜硝酸鹽國(guó)標(biāo)（2001.10.1執(zhí)行）

葉菜類3000mgkg-1根菜類1200mgkg-1瓜果類600mgkg-1NO2<4mg/kg10/8/202322蔬菜硝酸鹽國(guó)標(biāo)（2001.10.1執(zhí)行）10/8/2六、土壤和作物體內(nèi)氮的豐缺指標(biāo)10/8/202323六、土壤和作物體內(nèi)氮的豐缺指標(biāo)10/8/202323第二節(jié)：氮肥種類、性質(zhì)與施用一、銨（氨）態(tài)氮肥（NH4+—N、NH3）1、銨（氨）態(tài)氮肥的共性⑴容易被土壤膠體吸附，部分進(jìn)入黏土礦物晶層；⑵在旱地，容易被氧化為硝酸鹽；⑶在堿性環(huán)境中，氨容易揮發(fā)損失；⑷高濃度銨態(tài)氮對(duì)作物容易產(chǎn)生毒害；⑸作物吸收過量銨態(tài)氮對(duì)鈣、鎂、鉀的吸收有一定抑制作用。10/8/202324第二節(jié)：氮肥種類、性質(zhì)與施用10/8/2023242、銨（氨）態(tài)氮肥品種及特性（1）液氨（NH3，又稱無水氨）①理化性質(zhì)氨氣液化的產(chǎn)物，含N82~83%，是含氮量最高的氮肥，密度0.617，沸點(diǎn)－33.33℃，系有壓液體。②在土壤中的轉(zhuǎn)化NH3在常壓下氣化、擴(kuò)散，施肥點(diǎn)附近pH急劇上升，而后溶解于土壤溶液，形成NH4OH，隨后pH逐步恢復(fù)到原來狀態(tài)。③施用適用于各種作物與土壤，只能用做基肥；必須使用專用的施肥機(jī)械操作，要求土地面積較大且平整。10/8/2023252、銨（氨）態(tài)氮肥品種及特性10/8/202325⑵氨水（NH3

·nH2O）①理化性質(zhì)氨的水溶液，含N15±%，堿性，pH10±，系無壓液體；易揮發(fā)，對(duì)金屬有腐蝕作用。②在土壤中的轉(zhuǎn)化NH3可被土壤膠體吸附，也可溶解于土壤溶液，形成NH4OH，隨土壤溶液遷移；對(duì)pH影響不大。③施用適用于各種作物與土壤，可做基肥與追肥；必須掌握“一不離土、二不離水”的原則，以提高肥效。10/8/202326⑵氨水（NH3·nH2O）10/8/202326（3）碳酸氫銨（NH4HCO3）①理化性質(zhì)氨與CO2反應(yīng)后的結(jié)晶體，含N17%，易揮發(fā)，水溶性，水溶液pH8.2~8.4。②在土壤中的轉(zhuǎn)化NH4+易被土壤膠體吸附，對(duì)養(yǎng)分保存有利；由于該肥料不含副成分，長(zhǎng)期施用對(duì)土壤性質(zhì)無不良影響，對(duì)土壤pH影響也不大。③施用適用于各種作物與土壤，可做基肥與追肥；施肥時(shí)必須注意防止養(yǎng)分揮發(fā)。10/8/202327（3）碳酸氫銨（NH4HCO3）10/8/202327（4）硫酸銨[(NH4)2SO4]①理化性質(zhì)氨與H2SO4反應(yīng)后的結(jié)晶體，含N20~21%，同時(shí)含有24%的S；易溶于水，不吸潮、不結(jié)塊、不揮發(fā)、不分解，理化性質(zhì)良好。②在土壤中的轉(zhuǎn)化NH4+易被土壤膠體吸附，SO4=殘留在土壤中，長(zhǎng)期單一在酸性土壤上施用會(huì)引起土壤進(jìn)一步酸化和土壤板結(jié)，為生理酸性肥料；在堿性土壤表面上施用，會(huì)發(fā)生氨的揮發(fā)；在水田施用，其中的SO4=會(huì)被還原為H2S，毒害根系。③施用適用于除水田以外的各種土壤與作物，可做基肥、追肥與種肥。10/8/202328（4）硫酸銨[(NH4)2SO4]10/8/202328（5）氯化銨（NH4Cl）①理化性質(zhì)氨與HCl反應(yīng)后的結(jié)晶體，通常由碳銨與氯化鈉經(jīng)復(fù)分解反應(yīng)制得，含N23~25%；易溶于水，不揮發(fā)、不分解，易吸潮結(jié)塊，理化性質(zhì)一般。②在土壤中的轉(zhuǎn)化NH4+易被土壤膠體吸附，Cl－殘留在土壤中，長(zhǎng)期單一在酸性土壤上施用會(huì)引起土壤進(jìn)一步酸化和土壤板結(jié)，其速度與強(qiáng)度大于硫銨，也是生理酸性肥料；但在堿性土壤上，氨揮發(fā)量小于硫銨；由于Cl－的存在，銨離子硝化的強(qiáng)度減弱。③施用可做基肥與追肥。但由于其中含有高濃度的Cl－，許多對(duì)氯敏感的經(jīng)濟(jì)作物（忌氯作物）則不宜使用，而對(duì)于水生作物、纖維類作物，氯化銨則是很好的氮肥；此外，在鹽堿地上也應(yīng)慎用。10/8/202329（5）氯化銨（NH4Cl）10/8/202329二、硝態(tài)氮肥（NO3——N）1、硝態(tài)氮肥的共性（1）極易溶于水，在土壤中移動(dòng)較快，容易隨水進(jìn)入環(huán)境水體；（2）容易被作物吸收，過量吸收對(duì)作物無害；（3）對(duì)鈣、鎂、鉀等養(yǎng)分的吸收無抑制作用；（4）在還原條件下，容易通過反硝化作用被還原為氣態(tài)NOX進(jìn)入大氣；（5）吸濕性大，易燃易爆。10/8/202330二、硝態(tài)氮肥（NO3——N）10/8/2023302、硝態(tài)氮肥品種及特性（1）硝酸鈉（NaNO3）有天然礦產(chǎn)和人工制造兩種。天然礦產(chǎn)以智利硝石為代表；人工制造的是硝酸生產(chǎn)的副產(chǎn)品。①理化性質(zhì)含N15~16%，含Na26%；易溶于水，呈堿性。②在土壤中的轉(zhuǎn)化Na與土壤膠體上的鈣離子交換，使土壤結(jié)構(gòu)受到破壞，堿性增強(qiáng)，屬生理堿性肥料。③施用適宜做追肥，在酸性土壤上施用效果較好，不適宜在鹽堿地和水田施用。對(duì)某些喜鈉作物肥效較好，可增加產(chǎn)量并改善品質(zhì)。10/8/2023312、硝態(tài)氮肥品種及特性10/8/202331（2）硝酸銨（NH4NO3）①理化性質(zhì)含N33~35%，易溶于水，呈中性或弱酸性反應(yīng)。②在土壤中的轉(zhuǎn)化兼具銨態(tài)氮肥與硝態(tài)氮肥的特性。③施用適宜做追肥，在干旱地區(qū)的粘質(zhì)土壤上可做基肥。不能與新鮮的有機(jī)物料混用，以免反硝化脫氮。10/8/202332（2）硝酸銨（NH4NO3）10/8/202332（3）改性硝酸銨：硝酸銨鈣—硝酸銨與碳酸鈣的復(fù)合物硫硝酸銨—硫酸銨與硝酸銨的復(fù)合物10/8/202333（3）改性硝酸銨：10/8/202333三、酰胺態(tài)氮肥尿素[(NH2)2CO]①理化性質(zhì)含N46%，是固體氮肥中含氮量最高的肥料。易溶于水，吸濕性較低，理化形狀良好。②在土壤中的轉(zhuǎn)化分子態(tài)尿素可被土壤膠體弱吸附，可能流失；尿素可逐步被土壤中的脲酶水解為碳酸銨，而后被作物吸收。③施用可做基肥、追肥與種肥，特別適宜做葉面追肥。對(duì)各種農(nóng)作物均適宜。但尿素中含有的縮二脲較多時(shí)，對(duì)作物有毒害作用。10/8/202334三、酰胺態(tài)氮肥10/8/202334四、長(zhǎng)（緩）效氮肥（1）尿素衍生物脲甲醛（尿素+甲醛）含氮40~42%，微生物分解異丁叉二脲（尿素+異丁醛）含氮32%，化學(xué)水解丁烯叉二脲（尿素+丁烯醛）含氮30%，化學(xué)水解乙炔尿素（尿素+乙二醛）含氮39%，微生物分解10/8/202335四、長(zhǎng)（緩）效氮肥10/8/202335（2）其他化合物脲基脒（雙氰胺+硫酸或磷酸）含氮28%，微生物分解草酰胺含N32±%，微生物分解（3）包膜尿素硫衣尿素含N34±%，微生物分解塑料包膜尿素石蠟包