銨態(tài)氮硝態(tài)氮生物固定生物固定有機(jī)氮-湘潭生物機(jī)電課件

N氮第五章土壤與植物氮素營養(yǎng)及化學(xué)氮肥湘潭生物機(jī)電N氮第五章土壤與植物氮素營養(yǎng)及化學(xué)氮肥湘潭生物機(jī)電1湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電2第一節(jié)植物氮素營養(yǎng)第二節(jié)土壤氮素營養(yǎng)第三節(jié)氮肥的種類、性質(zhì)和施用第四節(jié)提高氮肥利用率的途徑湘潭生物機(jī)電第一節(jié)植物氮素營養(yǎng)湘潭生物機(jī)電3了解土壤氮素營養(yǎng)；掌握作物體內(nèi)氮的生理功能、氮的吸收與利用；了解作物氮素營養(yǎng)失調(diào)的形態(tài)表現(xiàn)；掌握常用化學(xué)氮肥的種類、性質(zhì)和施用。教學(xué)要求湘潭生物機(jī)電了解土壤氮素營養(yǎng)；教學(xué)要求湘潭生物機(jī)電4第一節(jié)植物氮素營養(yǎng)一、作物體內(nèi)氮素含量與分布植物體含氮量一般為0.3～5%。豆科作物高于禾本科作物；籽粒、葉片﹥莖桿、根系生育前期葉片﹥生育后期的葉片；氮素含量隨代謝中心的轉(zhuǎn)移而變化；含氮量還受土壤供氮水平和施肥的影響；氮在植物體中的運(yùn)動(dòng)性較強(qiáng)，在利用率在70～80%。湘潭生物機(jī)電第一節(jié)植物氮素營養(yǎng)一、作物體內(nèi)氮素含量與分布湘潭生物機(jī)電51）、不同作物種類含量不同豆科植物含有豐富的蛋白質(zhì)，含氮量也高。按干重計(jì)，大豆含氮2.25%，紫云英含氮2.25%；而禾本科作物一般含氮量較低，大多在1%左右。同為禾本科作物，小麥>小麥>水稻2）、作物不同器官含量不同一般，幼嫩器官和種子中含氮量較高，而莖桿含量較低，尤其是老熟的莖桿含量更低。如小麥子粒含氮量為2.0%-2.5%，而莖桿僅為0.5%左右；豆科作物子粒含氮量為4.5%-5%，而莖桿僅為1.4%。2、分布湘潭生物機(jī)電1）、不同作物種類含量不同豆科植物含有豐富的蛋白質(zhì)，含63）、作物不同生育時(shí)期含量不同在各生育期中，作物體內(nèi)氮素的分布在不斷變化。在營養(yǎng)生長階段，氮素大多集中在莖葉等幼嫩器官，當(dāng)轉(zhuǎn)入生殖生長時(shí)，莖葉中的氮素就基本向子粒、果實(shí)、塊根或塊莖等儲藏器官轉(zhuǎn)移；成熟時(shí)，大約有70%的氮素已轉(zhuǎn)入種子、果實(shí)、塊根或塊莖等儲藏器官。如水稻，分蘗期含量高于苗期，通常在分蘗盛期含量達(dá)到最高峰，其后。隨生育期推移而逐漸下降。湘潭生物機(jī)電3）、作物不同生育時(shí)期含量不同在各生育期中，作物體內(nèi)氮7作物體內(nèi)氮素的含量和分布，明顯受施氮水平和施氮時(shí)期的影響隨施氮量增加，作物各器官中氮的含量均有明顯提高。通常是營養(yǎng)器官的含量變化大，生殖器官則變動(dòng)小，但生長后期施用氮肥，則表現(xiàn)為生殖器官中的含氮量明顯上升。二、氮在植物生長發(fā)育中的作用

氮對作物的重要作用不在于它在作物體內(nèi)含量多少，重要的是氮是植物體內(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)。湘潭生物機(jī)電作物體內(nèi)氮素的含量和分布，明顯受施氮水平和施氮時(shí)期的影響81、蛋白質(zhì)的重要組分（蛋白質(zhì)中平均含氮16%-18%）2、核酸和核蛋白質(zhì)的成分3、葉綠素的組分元素4、許多酶的組分（酶本身就是蛋白質(zhì)）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?？傊獙χ参锷顒?dòng)以及作物產(chǎn)量和品質(zhì)均有極其重要的作用。合理施用氮肥是獲得作物高產(chǎn)的有效措施。湘潭生物機(jī)電1、蛋白質(zhì)的重要組分（蛋白質(zhì)中平均含氮16%-18%）湘潭生9表3-1供氮狀況對馬鈴薯傷流液中細(xì)胞分裂素的影響（Sattelmacher等，1978）天細(xì)胞分裂素（毫微摩爾）連續(xù)供氮連續(xù)缺氮第7天起供氮0196196/342026/656117/9//1.32湘潭生物機(jī)電表3-1供氮狀況對馬鈴薯傷流液中細(xì)胞分裂素的影響（Satte10三、作物對氮的吸收利用（一）吸收形態(tài)?大氣中含氮（N2）80%。但除豆科植物外，一般植物不能吸收利用。豆科植物可以通過共生固氮，直接利用空氣中的N2?根系吸收的主要是NH4+和NO3-?？扇苄杂袡C(jī)氮：氨基酸、酰胺等湘潭生物機(jī)電三、作物對氮的吸收利用（一）吸收形態(tài)湘潭生物機(jī)電11(二)NH4+的吸收與同化a－酮戊二酸a－酮戊二酸谷氨酸NH4+草酰乙酸NH3天冬氨酸H+谷氨酰胺湘潭生物機(jī)電(二)NH4+的吸收與同化湘潭生物機(jī)電121、氨基化作用：氨與酮酸形成相應(yīng)的氨基酸a－酮戊二酸＋NH3谷氨酸2、轉(zhuǎn)氨基作用：

一種酮酸接受的NH3轉(zhuǎn)移給另一種酮酸形成相應(yīng)的氨基酸谷氨酸＋草酰乙酸a－酮戊二酸＋天冬氨酸湘潭生物機(jī)電1、氨基化作用：湘潭生物機(jī)電13早期的研究認(rèn)為：在谷氨酸脫氫酶的催化作用下，根系吸收的NH4+與a-酮戊二酸結(jié)合，形成谷氨酸是高等植物同化NH4+的主要途徑。但經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，上述生化反應(yīng)是動(dòng)物同化氨的重要途徑。高等植物同化氨的主要途徑是由谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶催化的“谷酰胺-谷氨酸循環(huán)”來完成的。湘潭生物機(jī)電早期的研究認(rèn)為：在谷氨酸脫氫酶的催化作用下，根系吸收的NH4143、酰胺化作用：作物體內(nèi)氨積累時(shí)，吸收的氨與氨基酸形成酰胺。

2NH3+酰胺的形成可以：（1）解除游離NH3過多危害（2）起氨的儲存作用4、合成蛋白質(zhì)

AA二肽多肽蛋白質(zhì)

合成E天冬氨酸谷氨酸天冬酰胺谷氨酰胺

EATP湘潭生物機(jī)電3、酰胺化作用：作物體內(nèi)氨積累時(shí)，吸收的氨與合成E天冬氨酸15(三)NO3-的吸收與同化（P180）?

NO3-是逆電化學(xué)梯度吸收、耗能，是主動(dòng)吸收。?

還原后方可利用：

NO3-＋NADPHNO2-+NADP(還原型輔酶II)

NO2-＋NADPHNH4＋+NADP

硝酸還原EMo亞硝酸還原EFeCu湘潭生物機(jī)電(三)NO3-的吸收與同化（P180）?16NO3-還原是在一系列酶促作用下完成，需輔酶П作為電子供體，需金屬元素參與，這些元素的缺乏，NO3-易積累，光照、溫度也影響NO3-還原。NO3-還原成NH4+后，同化過程與原吸收的NH4+相同。湘潭生物機(jī)電NO3-還原是在一系列酶促作用下完成，需輔酶17（四）植物對有機(jī)氮的吸收與同化1.酰胺態(tài)氮尿素容易吸收，速率較快。在一定濃度范圍內(nèi)，尿素的濃度越高，植物吸收的速率越快，過量時(shí)尿素會在植物體內(nèi)積累，產(chǎn)生中毒死亡。尿素的同化機(jī)理有兩種認(rèn)識：多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，尿素進(jìn)入植物細(xì)胞后，在脲酶作用下分解成氨，進(jìn)一步被利用。另一種見解認(rèn)為，尿素是直接被同化的，如麥類、黃瓜、馬鈴薯等體內(nèi)幾乎檢測不到脲酶。2.氨基態(tài)氮水稻可以吸收氨基態(tài)氮，如甘氨酸、丙氨酸等。湘潭生物機(jī)電（四）植物對有機(jī)氮的吸收與同化1.酰胺態(tài)氮湘潭生物機(jī)電18(五)NH+4-N和NO-3-N的營養(yǎng)特點(diǎn)1、NO-3-N的吸收是一個(gè)主動(dòng)過程；吸收NO-3-N可是根際pH升高；NH+4-N吸收機(jī)制不清楚，吸收后，可使根際pH下降。2、水稻、茶樹、甘薯和馬鈴薯等比較喜歡氨態(tài)氮肥外，大多數(shù)植物喜歡硝態(tài)氮。煙草喜歡銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配合施用。3、在低溫條件下（8℃），植物吸收銨態(tài)氮多于硝態(tài)氮；隨溫度升高，硝態(tài)氮的吸收逐漸增加；在高溫條件下（26℃～35℃），植物吸收的硝態(tài)氮多于銨態(tài)氮。4、與硝態(tài)氮相比，以銨態(tài)氮為營養(yǎng)時(shí)，消耗的能量少（667160焦耳/摩爾）。湘潭生物機(jī)電(五)NH+4-N和NO-3-N的營養(yǎng)特點(diǎn)1、NO-3-N的19湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電20湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電21湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電22湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電23湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電24湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電25Observation1:PlantGrowthunderNitrate-andAmmonium-NutritionNH4+-N(5mM)NO3--N(5mM)

NO3--NNH4+-N

ShootDM(g/plant)4.73a4.00bRootDM(g/plant)1.40a0.89bLA(cm2/plant)573a380bSLW(g/m2)41.3b51.5a湘潭生物機(jī)電Observation1:NH4+-NNO3--N26NH4+-N(5mM)NO3--N(5mM)Observation2:LeafParameterofNitrate-undAmmoniumSuppliedPlantstotalC(%)40.54b

43.25atotalN(%)2.88b

3.61aChl.(mgg-1)2.05b2.73aD13C/12C-29.9b-30.9aNO3--NNH4+-N湘潭生物機(jī)電NH4+-NNO3--NObservation2:NO327Wateruptakerateofrootsundernitrateundammoniumsupplyinasplitrootsystem1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5timewateruptake(ml/hpertube)NO3NH4

1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5timewateruptake(ml/hpertube)NO3--NNH4+-N

0,000,050,100,150,200,250,30(1)NO3(2)NH4wateruptake(ml/hrootvolume)湘潭生物機(jī)電Wateruptakerateofrootsund28表3-6植物在不同氮源下生長量的比較作物NO3-NH4+CO（NH2）2水稻10012290紅頂草1004085鴨茅1003198黑麥草1003883六月禾10065144煙草1001864湘潭生物機(jī)電表3-6植物在不同氮源下生長量的比較作物NO3-NH4+CO29四、植物的氮素缺乏與過剩氮素缺乏生長過程緩慢（stunting）葉片黃化根冠比較大分枝分蘗少谷類作物穗數(shù)及穗粒數(shù)減少，千粒重下降，產(chǎn)量降低。缺素首先出現(xiàn)在老葉上湘潭生物機(jī)電四、植物的氮素缺乏與過剩氮素缺乏湘潭生物機(jī)電30湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮31缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電32缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電33湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電34湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電35湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電36湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電37植株缺氮的癥狀湘潭生物機(jī)電植株缺氮的癥狀湘潭生物機(jī)電38湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電39湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電40左為正常的秋季蘋果葉；右為缺氮的蘋果葉湘潭生物機(jī)電左為正常的秋季蘋果葉；右為缺氮的蘋果葉湘潭生物機(jī)電41西紅柿缺氮，生長矮小，莖和葉柄變硬變脆，葉片為淡綠色，偶爾為淡紫色，下部黃化。湘潭生物機(jī)電西紅柿缺氮，生長矮小，莖和葉柄變硬變脆，葉片為淡綠色，偶爾為42湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電43梨樹缺氮；亮黃、紫色或紅色葉片湘潭生物機(jī)電梨樹缺氮；亮黃、紫色或紅色葉片湘潭生物機(jī)電44小麥缺氮：缺少分蘗、莖變細(xì)，發(fā)紅；葉片淡綠色，老葉黃化，早死脫落。湘潭生物機(jī)電小麥缺氮：缺少分蘗、莖變細(xì)，發(fā)紅；葉片淡綠色，老葉黃化，早死45大麥缺氮：類似于小麥。缺少分蘗，莖變細(xì)，基部發(fā)紅；葉片淡綠，老葉黃化，死亡，脫落。湘潭生物機(jī)電大麥缺氮：類似于小麥。缺少分蘗，莖變細(xì)，基部發(fā)紅；葉片淡綠，46蒜缺氮、磷：右為缺氮，生長矮小、瘦弱、葉片淡綠，葉點(diǎn)死亡；左為缺磷：生長緩慢、矮小，葉片暗綠、葉點(diǎn)死亡。湘潭生物機(jī)電蒜缺氮、磷：右為缺氮，生長矮小、瘦弱、葉片淡綠，葉點(diǎn)死亡；湘47缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電48湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電49湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電50缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電51小麥地塊由于施肥不勻造成的缺氮現(xiàn)象湘潭生物機(jī)電小麥地塊由于施肥不勻造成的缺氮現(xiàn)象湘潭生物機(jī)電52煙葉缺氮癥狀湘潭生物機(jī)電煙葉缺氮癥狀湘潭生物機(jī)電53湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電54湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電55湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電56氮素過多植物枝葉茂盛，群體過大，通風(fēng)透光不好，碳水化合物消耗太多，使莖桿細(xì)弱，機(jī)械強(qiáng)度小，容易倒伏；體內(nèi)可溶性氮化合物過多，容易遭受病蟲害；貪青晚熟，結(jié)實(shí)率下降，產(chǎn)量降低；瓜果的含糖量降低，風(fēng)味差，不耐貯藏，品質(zhì)低；葉菜類植物中硝酸鹽高，危害健康。湘潭生物機(jī)電氮素過多植物枝葉茂盛，群體過大，通風(fēng)透光不好，碳水化合物消耗57

老葉萎焉、下垂、無生氣，接著，下部葉片黃化、出現(xiàn)褐斑。湘潭生物機(jī)電老葉萎焉、下垂、無生氣，接著，下部葉片黃化、出現(xiàn)褐斑。湘潭58湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電59湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電60第二節(jié)土壤中的氮一、耕作土壤中的氮素來源1、施入的肥料氮素2、生物固氮非共生固氮（4.6～8.4公斤/公頃）和共生固氮（57～600公斤/公頃）3、降水英國洛桑為4公斤/公頃年；美國為2～32公斤/公頃年）；浙江金華為23.1公斤/公頃年4、塵埃為0.1～0.2公斤/公頃年5、土壤吸附0.025～0.1克/公頃年6、灌水：泰國為0.1公斤/公頃年7、成土母質(zhì)中也有少量的氮素湘潭生物機(jī)電第二節(jié)土壤中的氮一、耕作土壤中的氮素來源湘潭生物機(jī)電61湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電62二、土壤中的氮素含量與形態(tài)一）土壤含氮量一般為0.04～0.35%，多數(shù)在0.05～0.1%之間。土壤含氮量與土壤有機(jī)質(zhì)具有密切關(guān)系，有機(jī)質(zhì)越高含氮量越高；在自然條件下，由東到西，由北到南逐漸下降；東北黑土最高，華南、西南和青藏高原次之，黃淮地區(qū)、黃土高原最低；在農(nóng)田土壤中，含氮量還與施肥歷史及施肥量有關(guān)。湘潭生物機(jī)電二、土壤中的氮素含量與形態(tài)一）土壤含氮量一般為0.04～063二）、土壤中氮的形態(tài)

水溶性速效氮源<全氮的5%1.有機(jī)氮水解性緩效氮源占50～70%(>98%)非水解性難利用占30～50%離子態(tài)土壤溶液中2.無機(jī)氮吸附態(tài)土壤膠體吸附(1～2％)固定態(tài)2：1型粘土礦物固定

有機(jī)氮

無機(jī)氮礦化作用固定作用湘潭生物機(jī)電二）、土壤中氮的形態(tài) 有機(jī)氮64三）、土壤中氮的轉(zhuǎn)化

銨態(tài)氮硝態(tài)氮

吸附態(tài)銨或固定態(tài)銨水體中的硝態(tài)氮

礦化作用硝化作用生物固定硝酸還原作用NH3N2、NO、N2O揮發(fā)損失反硝化作用吸附固定淋洗損失有機(jī)質(zhì)有機(jī)氮生物固定湘潭生物機(jī)電三）、土壤中氮的轉(zhuǎn)化65（一）有機(jī)態(tài)氮的礦化作用（氨化作用）1.定義：在微生物作用下，土壤中的含氮有機(jī)質(zhì)分解形成氨的過程。2.過程：有機(jī)氮氨基酸NH4＋－N＋有機(jī)酸

異養(yǎng)微生物水解酶氨化微生物水解、氧化、還原、轉(zhuǎn)位湘潭生物機(jī)電（一）有機(jī)態(tài)氮的礦化作用（氨化作用）1.定義：在微生物作用663.發(fā)生條件：各種條件下均可發(fā)生最適條件：溫度為20～30oC，

土壤濕度為田間持水量的60％，土壤pH＝7，C/N≤25:14.結(jié)果：生成NH4＋－N（有效化）湘潭生物機(jī)電3.發(fā)生條件：各種條件下均可發(fā)生湘潭生物機(jī)電67（二）土壤粘土礦物對NH4＋的固定1.定義吸附固定：由于土壤粘土礦物表面所帶負(fù)電荷而引起的對NH4＋的吸附作用晶格固定：NH4＋進(jìn)入2：1型膨脹性粘土礦物的晶層間而被固定的作用2.過程液相NH4＋交換性NH4＋

固定態(tài)NH4＋3.結(jié)果：減緩NH4＋的供應(yīng)程度(暫時(shí)無效化)吸附作用

固定作用解吸作用

釋放作用湘潭生物機(jī)電（二）土壤粘土礦物對NH4＋的固定吸附作用68(三）氨的揮發(fā)損失1.定義：在中性或堿性條件下，土壤中的NH4＋轉(zhuǎn)化為NH3而揮發(fā)的過程2.過程：NH4＋NH3

＋H＋3.影響因素：①pH值NH3揮發(fā)60.1%71.0%810.0%950.0%OH－H＋湘潭生物機(jī)電(三）氨的揮發(fā)損失OH－湘潭生物機(jī)電69

②土壤CaCO3含量：呈正相關(guān) ③溫度：呈正相關(guān) ④施肥深度：揮發(fā)量表施>深施 ⑤土壤水分含量 ⑥土壤中NH4＋的含量4.結(jié)果：造成氮素?fù)p失（無效化）湘潭生物機(jī)電 ②土壤CaCO3含量：呈正相關(guān)湘潭生物機(jī)電70（四）硝化作用1.定義：土壤中的NH4＋，在微生物的作用下氧化成硝酸鹽的現(xiàn)象2.過程： NH4＋＋O2NO2－＋4H＋ 2NO2－＋O22NO3－3.影響條件：土壤通氣狀況、土壤反應(yīng)、土壤溫度等亞硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌湘潭生物機(jī)電（四）硝化作用亞硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌湘潭生物機(jī)電71最適條件：氨充足、通氣良好、pH6.5～7.5、25～30oC4.結(jié)果：形成NO3－－N 利：為喜硝植物提供氮素（有效化） 弊：淋失、發(fā)生反硝化作用（無效化）湘潭生物機(jī)電最適條件：氨充足、通氣良好、湘潭生物機(jī)電72（五）無機(jī)氮的生物固定1.定義：土壤中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮被微生物同化為其軀體的組成成分而被暫時(shí)固定的現(xiàn)象2.過程：銨態(tài)氮硝態(tài)氮

生物固定

生物固定有機(jī)氮硝化作用硝酸還原作用湘潭生物機(jī)電（五）無機(jī)氮的生物固定硝化作用湘潭生物機(jī)電733.影響條件土體的C/N比、溫度、濕度、pH值4.結(jié)果：減緩氮的供應(yīng)（暫時(shí)無效化）；可減少氮素的損失（六）硝酸還原作用

NO3－NH4＋

嫌氣條件(硝酸還原酶)湘潭生物機(jī)電3.影響條件土體的C/N比、溫度、（六）硝酸還原作用74（七）反硝化作用 NO3－N2、NO、NO21.生物反硝化作用（嫌氣條件下）(1)過程：NO3－NO2－N2、N2O、NO(2)最適條件：含氮量5～10％，新鮮有機(jī)質(zhì)豐富pH5～8，溫度30～35oC硝酸鹽還原細(xì)菌反硝化細(xì)菌湘潭生物機(jī)電（七）反硝化作用1.生物反硝化作用（嫌氣條件下）硝752.化學(xué)反硝化作用（可在好氣條件下進(jìn)行） NO2－N2、N2O、NO發(fā)生條件：NO2－存在3.結(jié)果：造成氮素的氣態(tài)揮發(fā)損失(無效化)，并影響大氣(破壞臭氧層、加劇溫室效應(yīng))(八）硝酸鹽的淋洗損失 NO3－－N隨水滲漏或流失，可達(dá)施入氮量的5～10％結(jié)果：氮素?fù)p失(無效化),并污染水體(富營養(yǎng)化)湘潭生物機(jī)電2.化學(xué)反硝化作用（可在好氣條件下進(jìn)行）(八）硝酸鹽的淋洗76三、土壤的供氮能力及氮的有效性有效氮：能被當(dāng)季作物利用的氮素，包括無機(jī)氮(<2％)和易分解的有機(jī)氮旱地：全氮、堿解氮、供氮能力土壤礦化氮、硝態(tài)氮稻田：全氮、堿解氮、銨態(tài)氮全氮土壤供氮潛力無機(jī)氮土壤供氮強(qiáng)度湘潭生物機(jī)電三、土壤的供氮能力及氮的有效性湘潭生物機(jī)電77小結(jié)：土壤有效氮增加和減少的途徑增加途徑施肥(有機(jī)肥、化肥)氨化作用硝化作用(喜硝作物)生物固氮雷電降雨減少途徑植物吸收帶走氨的揮發(fā)損失硝化作用(喜銨作物)反硝化作用硝酸鹽淋失生物和吸附固定(暫時(shí))化學(xué)氮肥的當(dāng)季利用率：20～50％湘潭生物機(jī)電小結(jié)：土壤有效氮增加和減少的途徑增加途徑減少途徑化學(xué)氮肥的當(dāng)78湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電79影響氮素淋失的因素降雨量或灌水量土壤質(zhì)地地表植被施肥量湘潭生物機(jī)電影響氮素淋失的因素降雨量或灌水量湘潭生物機(jī)電80表3-11水田用水和排水中氮的收支（增島，1974）項(xiàng)目氮素（N公斤/公頃）全氮銨態(tài)氮硝態(tài)氮灌溉水雨水合計(jì)20.01.421.47.60.78.39.10.89.9暗溝排水地表排水合計(jì)3.60.54.10.60.20.82.50.22.7湘潭生物機(jī)電表3-11水田用水和排水中氮的收支（增島，1974）項(xiàng)目氮素81表3-12土壤種質(zhì)地與氮素淋溶的關(guān)系（Vomel，1965～1966）土壤質(zhì)地每年淋溶量（公斤/公頃）砂土12～52砂質(zhì)壤土0～27壤土9～44黏土5～44湘潭生物機(jī)電表3-12土壤種質(zhì)地與氮素淋溶的關(guān)系（Vomel，1965～82表3-13氮素淋溶量與栽培制度的關(guān)系（N公斤/公頃）（Low和Armitage，1970）年份三葉草草地休閑1952/1953271.81141953/1954261.31131954/1955*603.91051955/1956**1312.041湘潭生物機(jī)電表3-13氮素淋溶量與栽培制度的關(guān)系（N公斤/公頃）（Lo83表3-14地殼中的氮素平衡（Werner，1980）氮素的來源與損失數(shù)量（N×109Kg/年）工業(yè)生產(chǎn)的氮+46生物固定的氮+100～200降雨中的氨+140降雨中的NO3-和NO2-+60反硝化作用-200～300氨的揮發(fā)-165湘潭生物機(jī)電表3-14地殼中的氮素平衡（Werner，1980）氮素的84中國每公頃施氮量圖湘潭生物機(jī)電中國每公頃施氮量圖湘潭生物機(jī)電85第三節(jié)氮肥的種類、性質(zhì)與施用

一、氮肥的分類銨（氨）態(tài)氮肥：液銨、氨水、碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨硝態(tài)-硝銨態(tài)氮肥：硝酸銨、硝酸鈉、硝酸鉀酰胺態(tài)氮肥：尿素氰氨態(tài)氮肥：石灰氮氮溶液：有壓氮溶液、無壓氮溶液湘潭生物機(jī)電第三節(jié)氮肥的種類、性質(zhì)與施用一、氮肥的分類湘潭生物機(jī)86二、常用氮肥的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化與施用1、液氨（NH3）性質(zhì)：含氮82%，比重0.617，沸點(diǎn)-33℃，冰點(diǎn)-77.8℃（111.5大氣壓下）在土壤的性質(zhì)：施肥點(diǎn)周圍的氨濃度大1000～2000ppm，pH高達(dá)9～9.5，NO2-上升到100～200ppm；土壤微生物群體下降數(shù)周；高濃度的NH4+、NH3和NO2-等種子發(fā)芽和幼苗生長不利。湘潭生物機(jī)電二、常用氮肥的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化與施用1、液氨（NH3）湘潭生87施用：基肥深施3-4寸以下，距離植株15厘米以上。注意事項(xiàng)：要用耐壓的容器貯存、運(yùn)輸，用特殊的施肥機(jī)械直接注射到土壤深處，不能與種子、植株、牲畜及人的皮膚等直接接觸。湘潭生物機(jī)電施用：基肥深施3-4寸以下，距離植株15厘米以上。湘潭88液氨施肥系統(tǒng)湘潭生物機(jī)電液氨施肥系統(tǒng)湘潭生物機(jī)電89液氨施肥系統(tǒng)湘潭生物機(jī)電液氨施肥系統(tǒng)湘潭生物機(jī)電902、氨水（NH3·nH2O）

性質(zhì)：含氮量15～18%；無色或淡黃色液體，濃氨水的pH=11.2，稀釋500倍時(shí)為10.1；具有很強(qiáng)的腐蝕性性和揮發(fā)性；對銅、鋁、鐵等金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用，對水泥、石器、陶器、松木、橡膠、薄膜等腐蝕性較小。因此貯存、運(yùn)輸和施用中要防止揮發(fā)、灼傷等。湘潭生物機(jī)電2、氨水（NH3·nH2O）湘潭生物機(jī)電91在土壤中的轉(zhuǎn)化：氨氣一部分為土壤所吸附，或轉(zhuǎn)化成HN4OH后，被吸附。在酸性土壤上可中和一部分酸，在石灰性土壤上可使土壤pH暫時(shí)上升，但隨著硝化和吸收，pH恢復(fù)正常。施用：作基肥和追肥。作追肥時(shí)，應(yīng)將氨水施在距植株3～6厘米土層下，或稀釋50～100倍潑施，或隨灌溉水施入。湘潭生物機(jī)電在土壤中的轉(zhuǎn)化：氨氣一部分為土壤所吸附，或轉(zhuǎn)化成HN4923、氮溶液氮溶液就是將液氨、氨水、硝酸銨、尿素等按一定比例配置的液體肥料。分“低壓氮溶液”和“無壓氮溶液”兩種。命名規(guī)則：總氮（氨氮%-硝酸氨氮%-尿素氮%）。注意：管道化運(yùn)輸，或肥灌時(shí)，應(yīng)注意鹽析溫度。低壓氮溶液要用耐壓容器貯藏、施用。湘潭生物機(jī)電3、氮溶液湘潭生物機(jī)電934、碳酸氫銨(NH4HCO3)性質(zhì)：白色粉末狀結(jié)晶，含氮16.5～17.5%，溶解性較差，20℃時(shí)為20。干燥，陰涼（20℃以下）環(huán)境下，比較穩(wěn)定。在潮濕，高溫環(huán)境下，易分解：湘潭生物機(jī)電4、碳酸氫銨(NH4HCO3)性質(zhì)：白色粉末狀結(jié)晶，含94施用：適宜于作基肥和追肥，不能做種肥；由于碳酸氫銨具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，因此，要深施蓋土，防止揮發(fā)，一般深度為10厘米左右。注意事項(xiàng)：應(yīng)貯藏在陰涼干燥，密封的袋子或容器中。湘潭生物機(jī)電施用：適宜于作基肥和追肥，不能做種肥；湘潭生物機(jī)電955、硫酸銨(NH4)2SO4性質(zhì)：白色結(jié)晶，溶解度較大，20℃時(shí)為75克；理化性質(zhì)良好，常溫常壓條件下穩(wěn)定，只有在235℃高溫下，才分解放出氨氣：遇到堿性物質(zhì)也會分解放出氨氣。因此，硫酸銨應(yīng)避免與石灰、草木灰和堿性農(nóng)藥等堿性物質(zhì)存放在一起。湘潭生物機(jī)電5、硫酸銨(NH4)2SO4性質(zhì)：白色結(jié)晶，溶解度較大96表3-16中性土壤施用硫酸銨22年對土壤pH值和Ca2+含量的影響（Russel，1961）處理pH值交換性鈣（m.e/100g土）無氮6.34.34112公斤氮/公頃5.43.50225公斤氮/公頃4.93.24湘潭生物機(jī)電表3-16中性土壤施用硫酸銨22年對土壤pH值和Ca2+含97施用硫酸銨可做基肥、種肥和追肥；尤其適宜于拌種，但應(yīng)該干拌，不能加水；在酸性土壤上應(yīng)配合施用石灰，或有機(jī)肥來，防止土壤酸化；在鹽基飽和度小，而且降雨比較多的土壤上，要注意鈣的流失；在水田施用時(shí)，要注意排水曬田，防止硫化氫的毒害。湘潭生物機(jī)電施用硫酸銨可做基肥、種肥和追肥；湘潭生物機(jī)電986、氯化銨（NH4CI）性質(zhì)：白色結(jié)晶，含氮量24～25%，溶解度較大，吸濕性較硫酸銨大，理化性質(zhì)較好，貯藏、運(yùn)輸方便；在340℃以上時(shí)，才會分解，但遇到堿性物質(zhì)也會分解，放出氨氣；當(dāng)空氣濕度達(dá)到78%時(shí)，易吸濕結(jié)塊，應(yīng)注意防潮。湘潭生物機(jī)電6、氯化銨（NH4CI）性質(zhì)：白色結(jié)晶，含氮量24～299在土壤中的轉(zhuǎn)化：與硫酸銨類似。由于氯化鈣比硫酸鈣的溶解度要大的多，因此，氯化銨引起的土壤鈣流失和pH下降比硫酸銨嚴(yán)重；由于氯離子具有抑制硝化的作用，氯化銨的硝化作用沒有硫酸銨快。湘潭生物機(jī)電在土壤中的轉(zhuǎn)化：湘潭生物機(jī)電100施用

可做基肥和追肥，不適宜于做種肥，也不適宜做秧田肥；氯化銨不宜在煙草、甜菜、甘蔗、馬鈴薯、柑橘、葡萄和茶樹等“忌氯”作物上施用，除非這些作物生長的土壤缺氯；如果要施用應(yīng)提前施用。但是獼猴桃是一種需要氯比較多的果樹，應(yīng)提倡施用含氯肥料。在鹽堿地、低洼地最好不要施用氯化鉀；酸性土壤施用氯化鉀應(yīng)與石灰或有機(jī)肥配合施用。湘潭生物機(jī)電施用可做基肥和追肥，不適宜于做種肥，也不適宜做秧田肥1017、硝酸銨NH4NO3性質(zhì)：白色結(jié)晶，含氮34～35%，NH4+-N、NO3--N各半。溶解度大，20℃時(shí)，溶解度達(dá)188克。吸濕性強(qiáng)。20℃的吸濕臨界值為66.9%；易結(jié)塊。硝銨具有助燃性和爆炸性。在高溫下，硝酸銨分解，體積急劇增加，引起爆炸。湘潭生物機(jī)電7、硝酸銨NH4NO3性質(zhì)：白色結(jié)晶，含氮34～35%102在土壤中的轉(zhuǎn)化硝銨施入土壤后，水解產(chǎn)生的NH4+-N、NO3--N均可被作物吸收利用，因此對土壤不會產(chǎn)生大的影響。但是NO3--N在水田易發(fā)生反硝化，或流失。施用一般做追肥，少量多次施用，在旱地可做基肥，但不宜做種肥。最適宜于在煙草等經(jīng)濟(jì)作物上施用。湘潭生物機(jī)電在土壤中的轉(zhuǎn)化硝銨施入土壤后，水解產(chǎn)生的NH4+-N、N1038、尿素（CO(NH2)2)性質(zhì)：白色結(jié)晶，含氮46%，有一定的吸濕性，當(dāng)相對濕度超過89%，溫度高于20℃時(shí)，吸濕性很快增加，因此貯藏過程中要防潮。溶解性較強(qiáng)，20℃時(shí)，溶解度為110克。在常溫常壓下穩(wěn)定。當(dāng)溫度超過135℃時(shí)，會生成縮二脲?？s二脲含量超過2%，會影響種子萌發(fā)和植株生長。因此尿素中的縮二脲含量不能超過1%，用做葉面肥時(shí)，不能超過0.5%。湘潭生物機(jī)電8、尿素（CO(NH2)2)性質(zhì)：湘潭生物機(jī)電104尿素在土壤中的轉(zhuǎn)化：在土壤中，經(jīng)土壤脲酶、微生物等作用下，水解形成碳酸銨，碳酸銨進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為碳酸氫銨。

盡管尿素在水解前，可被土壤膠體以氫鍵的方式吸附，但是它吸附遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于土壤對銨態(tài)氮的吸附。湘潭生物機(jī)電尿素在土壤中的轉(zhuǎn)化：湘潭生物機(jī)電105施用尿素可做基肥和追肥；尿素適宜任何作物與土壤。由于施入土壤后水解產(chǎn)生大量的氫氧化銨和碳酸氫銨，使得施肥點(diǎn)周圍的pH值升高，易造成氨揮發(fā)，因此要深施蓋土。尿素含氮量高，因此一次施肥量不宜過多，一般每畝追肥不要超過7.5公斤。土壤追肥肥效較緩，應(yīng)提前4～5天施用。尿素最適宜做根外追肥因?yàn)槟蛩貫樾》肿佑袡C(jī)物，容易擴(kuò)散進(jìn)入葉細(xì)胞；在細(xì)胞內(nèi)的電離度小，對植物莖葉的損傷小，質(zhì)壁分離現(xiàn)象葉少。另外，吸濕性較強(qiáng)，能在葉面上保持較長的濕潤時(shí)間，有利于吸收。湘潭生物機(jī)電施用尿素可做基肥和追肥；湘潭生物機(jī)電106表3-18土壤pH值對面施尿素時(shí)NH3揮發(fā)的影響（J.WRnst等，1960）施肥前土壤pH施肥后10天NH3揮發(fā)的氮占施入氮的%5.095.5136.0196.5277.0387.552湘潭生物機(jī)電表3-18土壤pH值對面施尿素時(shí)NH3揮發(fā)的影響（J.W107表3-19某些作物葉面噴施尿素的濃度作物種類尿素噴施濃度（%）稻、麥、禾本科牧草2.0黃瓜1.0～1.5蘿卜、白菜、菠菜、甘藍(lán)1.0西瓜、茄子、甘薯、馬鈴薯、花生、柑橘1.0茶、桑、蘋果、梨、葡萄0.5～1.0柿子、番茄、草莓、溫室黃瓜、茄子和花卉0.2～0.3湘潭生物機(jī)電表3-19某些作物葉面噴施尿素的濃度作物種類尿素噴施濃度（1089、長效氮肥1）特點(diǎn)：養(yǎng)分釋放速度慢，肥效長久，可滿足整個(gè)生長期需要；可一次大量施用，減少施肥次數(shù)，施肥成本低。2）種類

合成長效氮肥：以尿素為基體與醛反應(yīng)形成的低水溶性聚合物，只有經(jīng)化學(xué)或生物化學(xué)作用才能逐漸分解，供作物吸收利用。種類有：脲甲醛、脲乙醛、脲異丁醛、草酰胺等。湘潭生物機(jī)電9、長效氮肥1）特點(diǎn)：湘潭生物機(jī)電109包膜肥料：在速效氮肥顆粒外面包裹一層惰性膜狀物質(zhì)，延緩氮素釋放速度。種類有：硫衣尿素、長效碳銨、涂層尿素等。

控釋肥料：在包膜肥料的基礎(chǔ)上，改進(jìn)包膜技術(shù)，人為控制養(yǎng)分釋放速度，使之與作物吸肥速度相一致。湘潭生物機(jī)電包膜肥料：在速效氮肥顆粒外面包裹一層惰性膜狀物質(zhì)，延緩氮110膜內(nèi)各種養(yǎng)分通過膜孔釋放湘潭生物機(jī)電膜內(nèi)各種養(yǎng)分通過膜孔釋放湘潭生物機(jī)電111養(yǎng)分釋放與植物需求基本一致湘潭生物機(jī)電養(yǎng)分釋放與植物需求基本一致湘潭生物機(jī)電112日本在水稻上應(yīng)用控釋肥面積占20%湘潭生物機(jī)電日本在水稻上應(yīng)用控釋肥面積占20%湘潭生物機(jī)電113“接觸施肥”氮肥利用率80%湘潭生物機(jī)電“接觸施肥”氮肥利用率80%湘潭生物機(jī)電114第四節(jié)提高氮肥利用率的途徑一、氮肥利用率的測定氮肥利用率是指作物對氮肥中氮素吸收利用的數(shù)量占施用氮肥總量的百分率。湘潭生物機(jī)電第四節(jié)提高氮肥利用率的途徑一、氮肥利用率的測定湘潭生物機(jī)電115表3-20田間試驗(yàn)中氮肥當(dāng)季利用率（朱兆良，1992）作物氮肥品種數(shù)據(jù)數(shù)變幅平均值（%）水稻尿素12522～6238碳銨1822～3933大麥、小麥、元麥尿素589～7241碳銨2816～3830湘潭生物機(jī)電表3-20田間試驗(yàn)中氮肥當(dāng)季利用率（朱兆良，1992）作物氮116二、提高氮肥利用率的途徑1、根據(jù)土壤、作物肥料等特性合理分配和施用氮肥2、合理調(diào)控氮肥施用量3、氮肥與其它肥料（有機(jī)肥、磷、鉀肥和微肥）配合施用4、提高氮肥施用技術(shù)（氮肥深施、水肥綜合管理、合理的施肥時(shí)期等）5、合理施用氮肥增效劑、如硝化抑制劑、脲酶抑制劑等湘潭生物機(jī)電二、提高氮肥利用率的途徑1、根據(jù)土壤、作物肥料等特性合理分117表3-21尿素的增產(chǎn)效果與施肥量的關(guān)系（張紹林，朱兆良等，1988）施用量（KgN/ha）產(chǎn)量（kg/ha）增產(chǎn)量（kg/kgN）氮肥利用率（%）稻谷偏生產(chǎn)率（kg/kg多吸收N）0517546.5589515.634.745.093625511.733.934.5138655510.131.432.2184.566307.928.627.6229.564355.524.222.7湘潭生物機(jī)電表3-21尿素的增產(chǎn)效果與施肥量的關(guān)系（張紹林，朱兆良等，118表3-22氮、磷肥配施的增產(chǎn)效果（據(jù)李光銳，1985）處理產(chǎn)量（kg/畝）增產(chǎn)量（kg/kg）CK89.4/N1596.70.49P2O57.5140.71.44N15+P2O57.5261.37.64湘潭生物機(jī)電表3-22氮、磷肥配施的增產(chǎn)效果（據(jù)李光銳，1985）處理產(chǎn)119表3-23氮肥不同追施方法的增產(chǎn)效果（kg/kgN）（林葆、金繼運(yùn)，1991，華北5省、市，1994～1996）處理小麥（n=76）玉米（n=34）碳銨表施6.617.60碳銨深施12.813.2尿素表施4.5510.3尿素深施12.613.7湘潭生物機(jī)電表3-23氮肥不同追施方法的增產(chǎn)效果（kg/kgN）（林葆、120表3-24水稻碳銨粒肥深施的利用率（Li和Chen，1980）處理利用率（%）數(shù)據(jù)數(shù)范圍平均值標(biāo)準(zhǔn)差粉肥表施1610.8～31.222.36.0粉肥深施517.6～50.337.411.1粒肥深施6厘米640.5～78.864.816.6湘潭生物機(jī)電表3-24水稻碳銨粒肥深施的利用率（Li和Chen，198121表3-25水稻不同生育時(shí)期施用的氮肥去向（陳業(yè)榮、朱兆良，1982；俞金洲等，1984）土壤施肥方法施肥時(shí)期水稻吸收土壤殘留損失占施入氮的%石灰性潮土（江蘇淮安）尿素表施基肥穗分化期226630124826非石灰性水稻土（南京）尿素表施基肥穗分化28651955330非石灰性水稻土（浙江金華）尿素表施基肥穗分化405516174428非石灰性水稻土（江蘇無錫）硫酸銨表施基肥545269221210243620分蘗初期穗分化期湘潭生物機(jī)電表3-25水稻不同生育時(shí)期施用的氮肥去向（陳業(yè)榮、朱兆良，1122表3-26旱作上硝化抑制劑對化肥氮去向的影響(15N盆栽試驗(yàn))作物基肥處理作物回收土壤殘留損失文獻(xiàn)春小麥-谷子硫銨對照NitrapyrinASU66.765.160.820.224.820.411.19.29.3王福均等，1981油菜硫銨對照ASU58.763.811.15.930.330.2張勤增等，1984碳銨對照ASU55.959.19.310.234.730.7湘潭生物機(jī)電表3-26旱作上硝化抑制劑對化肥氮去向的影響(15N盆栽試123復(fù)習(xí)思考題1、簡述氮素在作物體內(nèi)的生理功能及其變化規(guī)律。2、作物吸收氮素的主要形態(tài)；NH4+和NO3-在植物體內(nèi)同化途徑有何不同？3、影響作物體內(nèi)NO3-累積的主要因素有哪些？4、作物氮素缺乏與過剩對作物生長有何影響？湘潭生物機(jī)電復(fù)習(xí)思考題1、簡述氮素在作物體內(nèi)的生理功能及其變化規(guī)律。湘潭1245、影響土壤硝化作用的主要因素有那些？在什么情況下容易造成NO2-的的累積？6、為什么硫酸銨和氯化銨不能長期大量單獨(dú)施用？7、液體肥料有何優(yōu)缺點(diǎn)？8、長效氮肥或緩效氮肥有何優(yōu)缺點(diǎn)，推廣中存在什么問題？P200125湘潭生物機(jī)電5、影響土壤硝化作用的主要因素有那些？在什么情況下容易造成N1259、氮肥的合理施用與環(huán)境保護(hù)之間有何關(guān)系？10、提高氮肥利用率的主要技術(shù)措施有那些？11、為什么說銨態(tài)氮肥深施是提高氮肥利用率的影響關(guān)鍵措施？12、名詞解釋：硝化作用、礦化作用、氨化作用、反硝化作用、氮溶液湘潭生物機(jī)電9、氮肥的合理施用與環(huán)境保護(hù)之間有何關(guān)系？湘潭生物機(jī)電126N氮第五章土壤與植物氮素營養(yǎng)及化學(xué)氮肥湘潭生物機(jī)電N氮第五章土壤與植物氮素營養(yǎng)及化學(xué)氮肥湘潭生物機(jī)電127湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電128第一節(jié)植物氮素營養(yǎng)第二節(jié)土壤氮素營養(yǎng)第三節(jié)氮肥的種類、性質(zhì)和施用第四節(jié)提高氮肥利用率的途徑湘潭生物機(jī)電第一節(jié)植物氮素營養(yǎng)湘潭生物機(jī)電129了解土壤氮素營養(yǎng)；掌握作物體內(nèi)氮的生理功能、氮的吸收與利用；了解作物氮素營養(yǎng)失調(diào)的形態(tài)表現(xiàn)；掌握常用化學(xué)氮肥的種類、性質(zhì)和施用。教學(xué)要求湘潭生物機(jī)電了解土壤氮素營養(yǎng)；教學(xué)要求湘潭生物機(jī)電130第一節(jié)植物氮素營養(yǎng)一、作物體內(nèi)氮素含量與分布植物體含氮量一般為0.3～5%。豆科作物高于禾本科作物；籽粒、葉片﹥莖桿、根系生育前期葉片﹥生育后期的葉片；氮素含量隨代謝中心的轉(zhuǎn)移而變化；含氮量還受土壤供氮水平和施肥的影響；氮在植物體中的運(yùn)動(dòng)性較強(qiáng)，在利用率在70～80%。湘潭生物機(jī)電第一節(jié)植物氮素營養(yǎng)一、作物體內(nèi)氮素含量與分布湘潭生物機(jī)電1311）、不同作物種類含量不同豆科植物含有豐富的蛋白質(zhì)，含氮量也高。按干重計(jì)，大豆含氮2.25%，紫云英含氮2.25%；而禾本科作物一般含氮量較低，大多在1%左右。同為禾本科作物，小麥>小麥>水稻2）、作物不同器官含量不同一般，幼嫩器官和種子中含氮量較高，而莖桿含量較低，尤其是老熟的莖桿含量更低。如小麥子粒含氮量為2.0%-2.5%，而莖桿僅為0.5%左右；豆科作物子粒含氮量為4.5%-5%，而莖桿僅為1.4%。2、分布湘潭生物機(jī)電1）、不同作物種類含量不同豆科植物含有豐富的蛋白質(zhì)，含1323）、作物不同生育時(shí)期含量不同在各生育期中，作物體內(nèi)氮素的分布在不斷變化。在營養(yǎng)生長階段，氮素大多集中在莖葉等幼嫩器官，當(dāng)轉(zhuǎn)入生殖生長時(shí)，莖葉中的氮素就基本向子粒、果實(shí)、塊根或塊莖等儲藏器官轉(zhuǎn)移；成熟時(shí)，大約有70%的氮素已轉(zhuǎn)入種子、果實(shí)、塊根或塊莖等儲藏器官。如水稻，分蘗期含量高于苗期，通常在分蘗盛期含量達(dá)到最高峰，其后。隨生育期推移而逐漸下降。湘潭生物機(jī)電3）、作物不同生育時(shí)期含量不同在各生育期中，作物體內(nèi)氮133作物體內(nèi)氮素的含量和分布，明顯受施氮水平和施氮時(shí)期的影響隨施氮量增加，作物各器官中氮的含量均有明顯提高。通常是營養(yǎng)器官的含量變化大，生殖器官則變動(dòng)小，但生長后期施用氮肥，則表現(xiàn)為生殖器官中的含氮量明顯上升。二、氮在植物生長發(fā)育中的作用

氮對作物的重要作用不在于它在作物體內(nèi)含量多少，重要的是氮是植物體內(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)。湘潭生物機(jī)電作物體內(nèi)氮素的含量和分布，明顯受施氮水平和施氮時(shí)期的影響1341、蛋白質(zhì)的重要組分（蛋白質(zhì)中平均含氮16%-18%）2、核酸和核蛋白質(zhì)的成分3、葉綠素的組分元素4、許多酶的組分（酶本身就是蛋白質(zhì)）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?？傊?，氮對植物生命活動(dòng)以及作物產(chǎn)量和品質(zhì)均有極其重要的作用。合理施用氮肥是獲得作物高產(chǎn)的有效措施。湘潭生物機(jī)電1、蛋白質(zhì)的重要組分（蛋白質(zhì)中平均含氮16%-18%）湘潭生135表3-1供氮狀況對馬鈴薯傷流液中細(xì)胞分裂素的影響（Sattelmacher等，1978）天細(xì)胞分裂素（毫微摩爾）連續(xù)供氮連續(xù)缺氮第7天起供氮0196196/342026/656117/9//1.32湘潭生物機(jī)電表3-1供氮狀況對馬鈴薯傷流液中細(xì)胞分裂素的影響（Satte136三、作物對氮的吸收利用（一）吸收形態(tài)?大氣中含氮（N2）80%。但除豆科植物外，一般植物不能吸收利用。豆科植物可以通過共生固氮，直接利用空氣中的N2?根系吸收的主要是NH4+和NO3-。可溶性有機(jī)氮：氨基酸、酰胺等湘潭生物機(jī)電三、作物對氮的吸收利用（一）吸收形態(tài)湘潭生物機(jī)電137(二)NH4+的吸收與同化a－酮戊二酸a－酮戊二酸谷氨酸NH4+草酰乙酸NH3天冬氨酸H+谷氨酰胺湘潭生物機(jī)電(二)NH4+的吸收與同化湘潭生物機(jī)電1381、氨基化作用：氨與酮酸形成相應(yīng)的氨基酸a－酮戊二酸＋NH3谷氨酸2、轉(zhuǎn)氨基作用：

一種酮酸接受的NH3轉(zhuǎn)移給另一種酮酸形成相應(yīng)的氨基酸谷氨酸＋草酰乙酸a－酮戊二酸＋天冬氨酸湘潭生物機(jī)電1、氨基化作用：湘潭生物機(jī)電139早期的研究認(rèn)為：在谷氨酸脫氫酶的催化作用下，根系吸收的NH4+與a-酮戊二酸結(jié)合，形成谷氨酸是高等植物同化NH4+的主要途徑。但經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，上述生化反應(yīng)是動(dòng)物同化氨的重要途徑。高等植物同化氨的主要途徑是由谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶催化的“谷酰胺-谷氨酸循環(huán)”來完成的。湘潭生物機(jī)電早期的研究認(rèn)為：在谷氨酸脫氫酶的催化作用下，根系吸收的NH41403、酰胺化作用：作物體內(nèi)氨積累時(shí)，吸收的氨與氨基酸形成酰胺。

2NH3+酰胺的形成可以：（1）解除游離NH3過多危害（2）起氨的儲存作用4、合成蛋白質(zhì)

AA二肽多肽蛋白質(zhì)

合成E天冬氨酸谷氨酸天冬酰胺谷氨酰胺

EATP湘潭生物機(jī)電3、酰胺化作用：作物體內(nèi)氨積累時(shí)，吸收的氨與合成E天冬氨酸141(三)NO3-的吸收與同化（P180）?

NO3-是逆電化學(xué)梯度吸收、耗能，是主動(dòng)吸收。?

還原后方可利用：

NO3-＋NADPHNO2-+NADP(還原型輔酶II)

NO2-＋NADPHNH4＋+NADP

硝酸還原EMo亞硝酸還原EFeCu湘潭生物機(jī)電(三)NO3-的吸收與同化（P180）?142NO3-還原是在一系列酶促作用下完成，需輔酶П作為電子供體，需金屬元素參與，這些元素的缺乏，NO3-易積累，光照、溫度也影響NO3-還原。NO3-還原成NH4+后，同化過程與原吸收的NH4+相同。湘潭生物機(jī)電NO3-還原是在一系列酶促作用下完成，需輔酶143（四）植物對有機(jī)氮的吸收與同化1.酰胺態(tài)氮尿素容易吸收，速率較快。在一定濃度范圍內(nèi)，尿素的濃度越高，植物吸收的速率越快，過量時(shí)尿素會在植物體內(nèi)積累，產(chǎn)生中毒死亡。尿素的同化機(jī)理有兩種認(rèn)識：多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，尿素進(jìn)入植物細(xì)胞后，在脲酶作用下分解成氨，進(jìn)一步被利用。另一種見解認(rèn)為，尿素是直接被同化的，如麥類、黃瓜、馬鈴薯等體內(nèi)幾乎檢測不到脲酶。2.氨基態(tài)氮水稻可以吸收氨基態(tài)氮，如甘氨酸、丙氨酸等。湘潭生物機(jī)電（四）植物對有機(jī)氮的吸收與同化1.酰胺態(tài)氮湘潭生物機(jī)電144(五)NH+4-N和NO-3-N的營養(yǎng)特點(diǎn)1、NO-3-N的吸收是一個(gè)主動(dòng)過程；吸收NO-3-N可是根際pH升高；NH+4-N吸收機(jī)制不清楚，吸收后，可使根際pH下降。2、水稻、茶樹、甘薯和馬鈴薯等比較喜歡氨態(tài)氮肥外，大多數(shù)植物喜歡硝態(tài)氮。煙草喜歡銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配合施用。3、在低溫條件下（8℃），植物吸收銨態(tài)氮多于硝態(tài)氮；隨溫度升高，硝態(tài)氮的吸收逐漸增加；在高溫條件下（26℃～35℃），植物吸收的硝態(tài)氮多于銨態(tài)氮。4、與硝態(tài)氮相比，以銨態(tài)氮為營養(yǎng)時(shí)，消耗的能量少（667160焦耳/摩爾）。湘潭生物機(jī)電(五)NH+4-N和NO-3-N的營養(yǎng)特點(diǎn)1、NO-3-N的145湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電146湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電147湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電148湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電149湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電150湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電151Observation1:PlantGrowthunderNitrate-andAmmonium-NutritionNH4+-N(5mM)NO3--N(5mM)

NO3--NNH4+-N

ShootDM(g/plant)4.73a4.00bRootDM(g/plant)1.40a0.89bLA(cm2/plant)573a380bSLW(g/m2)41.3b51.5a湘潭生物機(jī)電Observation1:NH4+-NNO3--N152NH4+-N(5mM)NO3--N(5mM)Observation2:LeafParameterofNitrate-undAmmoniumSuppliedPlantstotalC(%)40.54b

43.25atotalN(%)2.88b

3.61aChl.(mgg-1)2.05b2.73aD13C/12C-29.9b-30.9aNO3--NNH4+-N湘潭生物機(jī)電NH4+-NNO3--NObservation2:NO3153Wateruptakerateofrootsundernitrateundammoniumsupplyinasplitrootsystem1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5timewateruptake(ml/hpertube)NO3NH4

1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5timewateruptake(ml/hpertube)NO3--NNH4+-N

0,000,050,100,150,200,250,30(1)NO3(2)NH4wateruptake(ml/hrootvolume)湘潭生物機(jī)電Wateruptakerateofrootsund154表3-6植物在不同氮源下生長量的比較作物NO3-NH4+CO（NH2）2水稻10012290紅頂草1004085鴨茅1003198黑麥草1003883六月禾10065144煙草1001864湘潭生物機(jī)電表3-6植物在不同氮源下生長量的比較作物NO3-NH4+CO155四、植物的氮素缺乏與過剩氮素缺乏生長過程緩慢（stunting）葉片黃化根冠比較大分枝分蘗少谷類作物穗數(shù)及穗粒數(shù)減少，千粒重下降，產(chǎn)量降低。缺素首先出現(xiàn)在老葉上湘潭生物機(jī)電四、植物的氮素缺乏與過剩氮素缺乏湘潭生物機(jī)電156湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮157缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電158缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電159湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電160湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電161湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電162湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電163植株缺氮的癥狀湘潭生物機(jī)電植株缺氮的癥狀湘潭生物機(jī)電164湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電165湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電166左為正常的秋季蘋果葉；右為缺氮的蘋果葉湘潭生物機(jī)電左為正常的秋季蘋果葉；右為缺氮的蘋果葉湘潭生物機(jī)電167西紅柿缺氮，生長矮小，莖和葉柄變硬變脆，葉片為淡綠色，偶爾為淡紫色，下部黃化。湘潭生物機(jī)電西紅柿缺氮，生長矮小，莖和葉柄變硬變脆，葉片為淡綠色，偶爾為168湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電169梨樹缺氮；亮黃、紫色或紅色葉片湘潭生物機(jī)電梨樹缺氮；亮黃、紫色或紅色葉片湘潭生物機(jī)電170小麥缺氮：缺少分蘗、莖變細(xì)，發(fā)紅；葉片淡綠色，老葉黃化，早死脫落。湘潭生物機(jī)電小麥缺氮：缺少分蘗、莖變細(xì)，發(fā)紅；葉片淡綠色，老葉黃化，早死171大麥缺氮：類似于小麥。缺少分蘗，莖變細(xì)，基部發(fā)紅；葉片淡綠，老葉黃化，死亡，脫落。湘潭生物機(jī)電大麥缺氮：類似于小麥。缺少分蘗，莖變細(xì)，基部發(fā)紅；葉片淡綠，172蒜缺氮、磷：右為缺氮，生長矮小、瘦弱、葉片淡綠，葉點(diǎn)死亡；左為缺磷：生長緩慢、矮小，葉片暗綠、葉點(diǎn)死亡。湘潭生物機(jī)電蒜缺氮、磷：右為缺氮，生長矮小、瘦弱、葉片淡綠，葉點(diǎn)死亡；湘173缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電174湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電175湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電176缺氮湘潭生物機(jī)電缺氮湘潭生物機(jī)電177小麥地塊由于施肥不勻造成的缺氮現(xiàn)象湘潭生物機(jī)電小麥地塊由于施肥不勻造成的缺氮現(xiàn)象湘潭生物機(jī)電178煙葉缺氮癥狀湘潭生物機(jī)電煙葉缺氮癥狀湘潭生物機(jī)電179湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電180湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電181湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電182氮素過多植物枝葉茂盛，群體過大，通風(fēng)透光不好，碳水化合物消耗太多，使莖桿細(xì)弱，機(jī)械強(qiáng)度小，容易倒伏；體內(nèi)可溶性氮化合物過多，容易遭受病蟲害；貪青晚熟，結(jié)實(shí)率下降，產(chǎn)量降低；瓜果的含糖量降低，風(fēng)味差，不耐貯藏，品質(zhì)低；葉菜類植物中硝酸鹽高，危害健康。湘潭生物機(jī)電氮素過多植物枝葉茂盛，群體過大，通風(fēng)透光不好，碳水化合物消耗183

老葉萎焉、下垂、無生氣，接著，下部葉片黃化、出現(xiàn)褐斑。湘潭生物機(jī)電老葉萎焉、下垂、無生氣，接著，下部葉片黃化、出現(xiàn)褐斑。湘潭184湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電185湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電186第二節(jié)土壤中的氮一、耕作土壤中的氮素來源1、施入的肥料氮素2、生物固氮非共生固氮（4.6～8.4公斤/公頃）和共生固氮（57～600公斤/公頃）3、降水英國洛桑為4公斤/公頃年；美國為2～32公斤/公頃年）；浙江金華為23.1公斤/公頃年4、塵埃為0.1～0.2公斤/公頃年5、土壤吸附0.025～0.1克/公頃年6、灌水：泰國為0.1公斤/公頃年7、成土母質(zhì)中也有少量的氮素湘潭生物機(jī)電第二節(jié)土壤中的氮一、耕作土壤中的氮素來源湘潭生物機(jī)電187湘潭生物機(jī)電湘潭生物機(jī)電188二、土壤中的氮素含量與形態(tài)一）土壤含氮量一般為0.04～0.35%，多數(shù)在0.05～0.1%之間。土壤含氮量與土壤有機(jī)質(zhì)具有密切關(guān)系，有機(jī)質(zhì)越高含氮量越高；在自然條件下，由東到西，由北到南逐漸下降；東北黑土最高，華南、西南和青藏高原次之，黃淮地區(qū)、黃土高原最低；在農(nóng)田土壤中，含氮量還與施肥歷史及施肥量有關(guān)。湘潭生物機(jī)電二、土壤中的氮素含量與形態(tài)一）土壤含氮量一般為0.04～0189二）、土壤中氮的形態(tài)

水溶性速效氮源<全氮的5%1.有機(jī)氮水解性緩效氮源占50～70%(>98%)非水解性難利用占30～50%離子態(tài)土壤溶液中2.無機(jī)氮吸附態(tài)土壤膠體吸附(1～2％)固定態(tài)2：1型粘土礦物固定

有機(jī)氮

無機(jī)氮礦化作用固定作用湘潭生物機(jī)電二）、土壤中氮的形態(tài) 有機(jī)氮190三）、土壤中氮的轉(zhuǎn)化

銨態(tài)氮硝態(tài)氮

吸附態(tài)銨或固定態(tài)銨水體中的硝態(tài)氮

礦化作用硝化作用生物固定硝酸還原作用NH3N2、NO、N2O揮發(fā)損失反硝化作用吸附固定淋洗損失有機(jī)質(zhì)有機(jī)氮生物固定湘潭生物機(jī)電三）、土壤中氮的轉(zhuǎn)化191（一）有機(jī)態(tài)氮的礦化作用（氨化作用）1.定義：在微生物作用下，土壤中的含氮有機(jī)質(zhì)分解形成氨的過程。2.過程：有機(jī)氮氨基酸NH4＋－N＋有機(jī)酸

異養(yǎng)微生物水解酶氨化微生物水解、氧化、還原、轉(zhuǎn)位湘潭生物機(jī)電（一）有機(jī)態(tài)氮的礦化作用（氨化作用）1.定義：在微生物作用1923.發(fā)生條件：各種條件下均可發(fā)生最適條件：溫度為20～30oC，

土壤濕度為田間持水量的60％，土壤pH＝7，C/N≤25:14.結(jié)果：生成NH4＋－N（有效化）湘潭生物機(jī)電3.發(fā)生條件：各種條件下均可發(fā)生湘潭生物機(jī)電193（二）土壤粘土礦物對NH4＋的固定1.定義吸附固定：由于土壤粘土礦物表面所帶負(fù)電荷而引起的對NH4＋的吸附作用晶格固定：NH4＋進(jìn)入2：1型膨脹性粘土礦物的晶層間而被固定的作用2.過程液相NH4＋交換性NH4＋

固定態(tài)NH4＋3.結(jié)果：減緩N