植物生長(zhǎng)環(huán)境之營(yíng)養(yǎng)調(diào)控-氮肥的合理施用

任務(wù)2-3氮肥的合理施用植物生長(zhǎng)與環(huán)境項(xiàng)目2營(yíng)養(yǎng)調(diào)控目錄CONTENTS二、土壤氮的形態(tài)、來源、轉(zhuǎn)化及損失？五、銨態(tài)氮肥和硝態(tài)氮肥的區(qū)別？一、氮的生理作用？六、如何合理施用常用氮肥？三、氮肥的種類？四、過量施用氮肥的后果？一、氮的生理作用？植物體內(nèi)氮的含量：占干重的0.3～5％含量：植物種類：豆科植物>非豆科植物品種：高產(chǎn)品種>低產(chǎn)品種生長(zhǎng)時(shí)期：苗期>旺長(zhǎng)期>成熟期>衰老期，

營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期>生殖生長(zhǎng)期器官：種子>葉>根>莖組織：幼嫩組織>成熟組織>衰老組織，為什么？原因：氮在植物體內(nèi)的移動(dòng)性強(qiáng)老葉黃化更嚴(yán)重新葉黃化更嚴(yán)重整個(gè)葉片黃化葉脈間黃化更嚴(yán)重葉脈仍為綠色梔子花缺N梔子花缺Fe據(jù)P53檢索表判斷梔子花是缺N、S還是Fe?玉米缺氮葡萄柚缺氮缺氮癥狀：植株矮小，老葉先缺綠變黃7缺氮：生長(zhǎng)矮小，根系細(xì)長(zhǎng)，分蘗減少，老葉發(fā)黃枯死，新葉色淡。N是葉綠素的成分缺NCK缺氮的油菜，植株矮小，葉色呈黃紅色，根長(zhǎng)而纖細(xì)，根的分枝少，且色白。正常的油菜植株缺氮的油菜氮：蛋白質(zhì)、葉綠素、核酸、酶、維生素、激素等有機(jī)物的重要組成部分二、土壤氮的形態(tài)、來源、轉(zhuǎn)化及損失？植物吸收氮的形態(tài)

無機(jī)態(tài)：NH4+－N、NO3-－N（主要）有機(jī)態(tài)：NH2

－N、氨基酸、

核苷酸等

（少量）12Brett’sTalk反硝化占34%朱兆良，2013中國(guó)農(nóng)田化肥氮去向的初步估計(jì)NH3揮發(fā)占11%植物吸收35%氮淋洗2%徑流5%NH4+易被土壤膠體吸附NO3-硝化作用礦化作用固氮作用有機(jī)氮植物氮N2O、N2土壤中氮的形態(tài)非水解性：難利用占30～50%

有機(jī)氮水解性：緩效氮源占50～70%

(>98%)

水溶性：速效氮源<全氮的5%

離子態(tài)：土壤溶液中

無機(jī)氮吸附態(tài)：土壤膠體吸附

(1～2％)固定態(tài)：粘土礦物固定

有機(jī)氮

無機(jī)氮礦化作用固定作用全氮代表土壤供氮潛力代表土壤供氮強(qiáng)度LaboratoryofPlantNutritionandFertilization14硝化作用的適宜條件：通氣良好、pH6.5～7.5、25～30oC

NH4＋＋O2

NO2－＋4H＋

2NO2－＋O2

2NO3－

亞硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌反硝化作用的適宜條件：通氣不良、pH5～8，30～35oC

NO3－

N2、NO、N2O

硝酸鹽還原細(xì)菌反硝化細(xì)菌三、氮肥的種類？N2+3H2

2NH3高溫、高壓、催化劑德國(guó)化學(xué)家哈伯(1868-1934)從1902年起研究合成氨。世界每年合成氨1億噸以上，約80%用來生產(chǎn)化肥。氮肥是如何生產(chǎn)的？一座30萬(wàn)噸/年的合成氨廠一年生產(chǎn)出的氮素，相當(dāng)于1200萬(wàn)畝豆科綠肥或3000萬(wàn)頭豬所能提供的氮素。

H2O+CO2

NH4HCO3 HCl NH4Cl H2SO4

(NH4)2SO4

CO2

CO(NH2)2

+H2O

H3PO4

NH4H2PO4+(NH4)2HPO4

O2

HNO3

KClKNO3

+HClNH3

NH4NO3

Na2CO3

NaNO3+H2CO3

CaCO3 Ca(NO3)2+H2CO3

+NH3+氮肥有哪些種類？銨態(tài)氮肥尿素：酰胺態(tài)硝態(tài)氮肥復(fù)合肥為什么要生產(chǎn)如此多種類的氮肥？導(dǎo)致這4種氮肥價(jià)格差異的原因？近30年來中、德、美氮肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)演變（張衛(wèi)峰等，2013）中國(guó)德國(guó)美國(guó)

19802009

19802009

19802009液氨0.00.00.60.040.328.2硝酸銨6.00.00.00.08.52.0磷酸銨0.77.10.00.05.94.9硫酸銨2.11.17.64.01.52.3硝酸銨鈣NH4NO3+CaCO30.00.255.645.40.00.0三元復(fù)合肥1.14.713.83.116.58.2氮溶液0.00.02.612.017.627.7其它氮肥（氯銨、碳銨等）53.019.91.813.61.34.1尿素37.166.7

14.917.8

8.521.0

中國(guó)德國(guó)美國(guó)

19802009

19802009

19802009總用量11.833.6

2.31.6

10.811.0硝態(tài)氮肥3.00.330.027.78.58.5銨態(tài)氮肥97.099.7

70.072.3

91.591.5固體100.0100.096.888.042.144.1液體0.00.0

3.212.0

57.955.9復(fù)合肥1.812.116.97.222.314.7單質(zhì)肥98.287.9

83.192.9

77.785.3近30年來中、德、美氮肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)演變（張衛(wèi)峰等，2013）付浩然等，2020四、過量施用氮肥的后果？

水稻田氮肥過多，群體太大，遇風(fēng)倒伏吸氮過多加重銹病四、過量施用氮肥的后果？四、過量施用氮肥的后果？

營(yíng)養(yǎng)體徒長(zhǎng)，葉面積增大，葉色濃綠。莖稈嫩弱，易倒伏。作物貪青晚熟，籽粒不充實(shí)，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。降低植物品質(zhì)和耐貯存性，如蔬菜硝酸鹽超標(biāo)等湖泊富營(yíng)養(yǎng)化土壤鹽堿化、酸化、結(jié)構(gòu)變差生物多樣性下降經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境質(zhì)量下降工業(yè)污染影響農(nóng)村發(fā)展四、過量施用氮肥的后果？張衛(wèi)峰等，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013不同年度中國(guó)人口、農(nóng)業(yè)資源及主要農(nóng)產(chǎn)品占全球的比重*農(nóng)地面積、灌溉面積、氮肥用量是用2009年數(shù)據(jù)施肥的問題與后果化學(xué)氮肥的年施用量及損失統(tǒng)計(jì)年份尿素年產(chǎn)銷量（萬(wàn)噸）利用率（%）損失量（萬(wàn)噸）價(jià)格（元/噸）年損失值（億元）2000-2010443730-352884-31062000577-621我國(guó)消費(fèi)了占世界35%的化肥單位耕地面積化肥的用量為世界平均的3倍多氮肥當(dāng)季利用率30-35%，僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的一半2009年中國(guó)氮肥投入去向比例張衛(wèi)峰等，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013武良等，中國(guó)土壤與肥料，2016中國(guó)主要農(nóng)作物播種面積變化及氮肥消費(fèi)比例中美蔬菜、果樹氮肥投入及氮效率武良等，中國(guó)土壤與肥料，2016蔬菜果樹1961-2009年中國(guó)農(nóng)田氮肥投入及氮盈余（kg/ha）張衛(wèi)峰等，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013付浩然等，植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2020什么是氮肥利用率？如何提高氮肥利用率？氮肥利用率：當(dāng)季作物吸收肥料氮的量占施氮量的百分?jǐn)?shù)氮肥利用率＝

╳100%施氮區(qū)作物的吸氮量－無氮區(qū)作物的吸氮量施用氮肥的總氮量氮肥利用率植物種類收獲器官生育期施肥肥料品種施肥技術(shù)土壤全氮無機(jī)氮土壤質(zhì)地、pH等●灌溉施肥、葉面肥、測(cè)土配方施肥、開發(fā)緩控釋肥等五、銨態(tài)氮肥和硝態(tài)氮肥的區(qū)別？35NH3吸收吸附氨揮發(fā)NH4+NH4+硝化作用銨態(tài)氮NH4+硝態(tài)氮NO3-土壤膠粒淋洗和徑流損失銨態(tài)氮肥硝態(tài)氮肥N2O、NO、N2反硝化作用通氣不良硝酸還原作用銨態(tài)氮易被土壤膠體固定，在堿性土壤中易揮發(fā)；硝態(tài)氮肥不適宜水田，易隨水流失和發(fā)生反硝化損失小李和小劉都種了幾畝水稻，小李很勤勞，燒制了草木灰，將其與氯化銨混在一起撒施入稻田。

小劉只施用了氮肥氯化銨。小李心想自己使用的肥料多，收成一定好，結(jié)果到了秋收時(shí)發(fā)現(xiàn)，自己田地的產(chǎn)量遠(yuǎn)不及小劉的，你知道原因嗎?銨鹽可以與堿反應(yīng)生成氨氣避免將銨態(tài)氮肥與堿性肥料混合施用硝態(tài)氮配方 尿素配方 硝態(tài)氮配方 尿素配方 包心生菜直葉生菜為什么玉米分別在硝態(tài)氮和銨態(tài)氮培養(yǎng)3周后，根際（根系附近）的pH值有明顯差異？探究NO3-

NH4-NO3-

NH4-pH顯色

8NO3-

+1NH4+MarschnerFig.2.21100%100%不同氮源供給高粱

后的水培液的pH

NH4＋＋O2NO2－＋4H＋

2NO2－＋O22NO3－植物吸收NO3－時(shí)，pH緩慢上升，較安全；植物吸收NH4＋時(shí)，pH迅速下降，可能危害植物(水培尤甚)

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)145158174184145149166183特點(diǎn)：釋放等量的H＋，使介質(zhì)pH值兩種形態(tài)氮素性質(zhì)的比較銨態(tài)氮（NH4+-N）陽(yáng)離子易被土壤膠粒吸附，移動(dòng)性小硝化作用導(dǎo)致土壤酸化植物吸收后分泌氫離子導(dǎo)致土壤酸化高濃度對(duì)作物（尤其是幼苗）易產(chǎn)生毒害有氨揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，不宜和堿性肥料混合施用對(duì)鈣、鎂、鉀等的吸收有拮抗作用陰離子易隨水流失反硝化作用生理堿性肥易被吸收，可在植物體內(nèi)大量貯存對(duì)鈣、鎂、鉀等的吸收有協(xié)同促進(jìn)作用硝態(tài)氮（NO3--N）田霄鴻,李生秀.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2000植物的喜銨性和喜硝性喜銨植物：水稻、甘薯等兼性喜硝植物：小麥、玉米、棉花等喜硝植物：大部分蔬菜專性喜硝植物：甜菜等矮牽牛育苗時(shí)為何要15-0-15和20-10-20的水溶肥交替施用？催芽期：利用基質(zhì)原有養(yǎng)分，EC

0.5-0.75mS/cm夏季育苗：苗齡28-30d，薄肥勤施，控制徒長(zhǎng)。交替用15-0-15和20-10-20的水溶肥。共施肥5-6次，濃度30-150mg/kg，隨苗齡增大逐漸遞增。隨移動(dòng)式噴灌施肥，每棵苗每次澆10mL左右（3d左右澆水一次）。冬季育苗：苗齡55-60d，因冬季光照弱、溫度低，

植株生長(zhǎng)緩慢，澆水間隔時(shí)間長(zhǎng)，

肥料使用濃度比夏季高。共施肥6-7次，濃度50-200mg/kg，隨苗齡增大逐漸遞增。每棵苗每次澆10mL左右（7d左右澆水一次）。煉苗期：在煉苗開始的第1天，澆施1次15-0-15的育苗肥，濃度150-200mg/kg，保持基質(zhì)pH5.5-5.8，EC0.8-1.0mS/cm。（甘小虎等，2013）20-10-2020-20-20為何提倡交替用15-0-15和20-10-20的水溶性專用肥？水溶肥N%P2O5%K2O%NO3-/有效氮比例潛在酸潛在堿Ca%20-20-2020202031%26220-10-2020102060%19015-0-151501587%18911潛在酸：中和1噸該肥料致酸所需CaCO3的kg數(shù)潛在堿：施用1噸該肥料相當(dāng)于施用CaCO3的kg數(shù)六、如何合理施用常用氮肥？碳銨的特點(diǎn)？如何施用碳銨？農(nóng)場(chǎng)主李老板發(fā)現(xiàn)在倉(cāng)庫(kù)里存放的一袋碳酸氫銨，包裝破損受潮結(jié)塊了，怎么辦？

碳酸氫銨的故事1、易吸濕結(jié)塊3、應(yīng)（）儲(chǔ)存防潮、密閉、防熱2、易分解揮發(fā)，釋放出（）NH3他把碳銨拿出去曬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒有人偷盜卻少很多，這是為什么呢?碳銨應(yīng)該如何儲(chǔ)存？碳銨的特點(diǎn)？如何施用碳銨？氨+二氧化碳+水NH3CO2H2O分解碳酸氫銨NH4HCO3解離銨離子+碳酸氫根離子

NH4+HCO3-（土面）碳銨在土壤中的轉(zhuǎn)化過程？臭粉易分解揮發(fā)，釋放出（）NH3氨氣NH3和亞硝酸氣NO2的危害

受害后

2～3天受害部分變干，向葉面方向凸起，而且與健康部分界限分明。氨氣為害：早晨用pH試紙測(cè)棚室內(nèi)膜上的水滴，結(jié)果大于8。亞硝酸氣為害：早晨用pH試紙測(cè)棚室內(nèi)膜上的水滴，結(jié)果小于6。病部黃褐色氨氣中毒病部黃白色NO2中毒⑴不施用未腐熟的有機(jī)肥，禁止在土壤表面追施生雞糞。⑵一次追施尿素或銨態(tài)氮肥不可過多，并埋入土中。⑶注意施肥與灌水相結(jié)合。⑷一旦發(fā)現(xiàn)氣體危害，應(yīng)及時(shí)通風(fēng)換氣并大量灌水。⑸調(diào)節(jié)土壤pH。氨氣NH3和亞硝酸氣NO2的預(yù)防方法

碳銨施肥結(jié)合灌水對(duì)氨揮發(fā)的影響%施肥后天數(shù)表面撒施覆土不灌水灌水不灌水灌水1351017.420.022.725.94.67.07.88.40.00.10.31.40.00.00.00.21、施用碳銨后應(yīng)及時(shí)（）灌水2、深施碳銨6-10cm，施用后立即（）覆土3、可做基肥和追肥，不能做（）和（）種肥葉面肥如何施用碳銨？如果這些肥是碳銨，該采取什么措施？碳銨還有何其他用途？尿素的特點(diǎn)？如何施用尿素？1994年3月中午，杭州某200平米大棚表施尿素5kg，結(jié)果紅茄苗葉片全部灼燒。菜農(nóng)懷疑肥料質(zhì)量有問題，投訴到農(nóng)業(yè)局，取樣分析顯示尿素質(zhì)量合格，組織專家實(shí)地觀察發(fā)觀，葉片有水浸狀，有的已變成褐色，嚴(yán)重植株在葉脈間出現(xiàn)點(diǎn)、塊狀褐黑色傷斑，與正常組織界限明顯，葉片下垂，有的整株死亡。經(jīng)測(cè)定，杭州在三月份晴天，大棚中午的溫度可超過30℃。施肥技術(shù)是否合適？是什么物質(zhì)對(duì)紅茄造成傷害？溫度與尿素的分解有什么關(guān)系？案例60NH3吸收吸附氨揮發(fā)NH4+NH4+硝化作用硝態(tài)氮NO3-土壤膠粒(NH4)2CO3淋洗和徑流損失尿素N2O、NO、N2反硝化作用通氣不良CO(NH2)2脲酶水解弱吸附尿素的少部分以分子態(tài)被土壤吸附和被植物吸收，大部分在脲酶作用下水解葉面噴施

CO(NH2)2(NH4)2CO3

NH3＋CO2＋H2O影響因素：脲酶活性與pH值、水分、溫度、有機(jī)質(zhì)含量、質(zhì)地等如：

10oC7-12天20oC4-

5天完全轉(zhuǎn)化30oC1-

3天脲酶H2O1、尿素做追肥應(yīng)提前施用2、施用尿素后應(yīng)適度（），深施為好灌水尿素在土壤中的轉(zhuǎn)化尿素的品質(zhì)規(guī)格指標(biāo)名稱優(yōu)等品二級(jí)品合格品

總氮(干基,≥)

縮二脲/≤

水分/≤

粒度(?0.85-2.80mm)/≥)46.30.90.59046.31.00.590461.51.0903、（）含量超過1%時(shí)，尿素不宜做種肥和葉面肥?？s二脲尿素的施用

縮二脲含量達(dá)標(biāo)時(shí)，可作基肥、追肥、種肥，深施覆土，宜作根外追肥原因：