植物營養(yǎng)學-氮素課件

第二章植物的氮素營養(yǎng)與氮肥第一節(jié)氮的營養(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。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期，含氮量也不相同。10/8/20231第二章植物的氮素營養(yǎng)與氮肥一、含量和分布：一般植物二、作物體內含氮化合物的種類氮是植物體內許多重要有機化合物的組分，也是遺傳物質的基礎。A.蛋白質的重要組分（蛋白質中平均含氮16%-18%）；B.核酸和核蛋白質的成分；C.葉綠素的組分元素；10/8/20232二、作物體內含氮化合物的種類10/8/20232D.許多酶的組分（酶本身就是蛋白質）；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，氮對植物生命活動以及作物產量和品質均有重要的作用。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、高產的有效措施。10/8/20233D.許多酶的組分（酶本身就是蛋白質）；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①NO3-N的吸收:逆電化學勢梯度的主動吸收；介質pH顯著影響植物對NO3-N的吸收。pH值升高，NO3-N的吸收減少；進入植物體后，大部分在根系中同化為氨基酸、蛋白質，也可直接通過木質部運往地上部；硝酸根在液泡中積累對離子平衡和滲透調節(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立的酶分別進行催化的。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立的酶分別進行催化的。硝酸還原酶可使硝

③NH4+-N的吸收NH4+的吸收與H+的釋放存在著相當嚴格的等摩爾關系(K.Mengeletal,1978)。水稻幼苗對NH4+的吸收與H+釋放的關系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+的釋放存在著質膜上NH4+脫質子化作用示意圖外界溶液NH3質膜細胞質NH4+H+10/8/20238質膜上NH4+脫質子化作用示意圖外界溶液NH3質膜細胞質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營養(yǎng)作用的比較不能簡單的判定那種形態(tài)好或是不好，因為肥效高低與各種影響吸收和利用的因素有關。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（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)氮肥對玉米和水稻幼苗生長的影響（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)氮肥對玉米和水稻幼苗生長的影響以NaNO3為氮源作物缺氮的外部特征葉片黃化，植株生長過程遲緩..苗期植株生長受阻而顯得矮小、瘦弱，葉片薄而小。禾本科作物表現(xiàn)為分蘗少，莖桿細長；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量，而且使產品品質也下降。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，生長期延長。細胞壁薄，植株柔軟，易受機械損傷（倒伏）和病害侵襲（大麥褐銹病、小麥赤霉病、水稻褐斑?。＃ǘ┑剡^多的危害大量施用氮肥會降低果蔬品質和耐貯存性；棉花蕾鈴稀少易脫落；甜菜塊根產糖率下降；纖維作物產量減少，纖維品質降低。蔬菜硝酸鹽超標10/8/202320作物貪青晚熟，生長期延長。（二）氮素過多的危害大量施用氮肥會蔬菜可食部分硝酸鹽含量的食用衛(wèi)生分級級別一級二級三級四級累積程度輕中重嚴重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)生分級級別一級二級三級四級累積

蔬菜硝酸鹽國標（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蔬菜硝酸鹽國標（2001.10.1執(zhí)行）10/8/2六、土壤和作物體內氮的豐缺指標10/8/202323六、土壤和作物體內氮的豐缺指標10/8/202323第二節(jié)：氮肥種類、性質與施用一、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)氮對作物容易產生毒害；⑸作物吸收過量銨態(tài)氮對鈣、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理化性質氨氣液化的產物，含N82~83%，是含氮量最高的氮肥，密度0.617，沸點－33.33℃，系有壓液體。②在土壤中的轉化NH3在常壓下氣化、擴散，施肥點附近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理化性質氨的水溶液，含N15±%，堿性，pH10±，系無壓液體；易揮發(fā)，對金屬有腐蝕作用。②在土壤中的轉化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理化性質氨與CO2反應后的結晶體，含N17%，易揮發(fā)，水溶性，水溶液pH8.2~8.4。②在土壤中的轉化NH4+易被土壤膠體吸附，對養(yǎng)分保存有利；由于該肥料不含副成分，長期施用對土壤性質無不良影響，對土壤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理化性質氨與H2SO4反應后的結晶體，含N20~21%，同時含有24%的S；易溶于水，不吸潮、不結塊、不揮發(fā)、不分解，理化性質良好。②在土壤中的轉化NH4+易被土壤膠體吸附，SO4=殘留在土壤中，長期單一在酸性土壤上施用會引起土壤進一步酸化和土壤板結，為生理酸性肥料；在堿性土壤表面上施用，會發(fā)生氨的揮發(fā)；在水田施用，其中的SO4=會被還原為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理化性質氨與HCl反應后的結晶體，通常由碳銨與氯化鈉經復分解反應制得，含N23~25%；易溶于水，不揮發(fā)、不分解，易吸潮結塊，理化性質一般。②在土壤中的轉化NH4+易被土壤膠體吸附，Cl－殘留在土壤中，長期單一在酸性土壤上施用會引起土壤進一步酸化和土壤板結，其速度與強度大于硫銨，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－，許多對氯敏感的經濟作物（忌氯作物）則不宜使用，而對于水生作物、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，在土壤中移動較快，容易隨水進入環(huán)境水體；（2）容易被作物吸收，過量吸收對作物無害；（3）對鈣、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）有天然礦產和人工制造兩種。天然礦產以智利硝石為代表；人工制造的是硝酸生產的副產品。①理化性質含N15~16%，含Na26%；易溶于水，呈堿性。②在土壤中的轉化Na與土壤膠體上的鈣離子交換，使土壤結構受到破壞，堿性增強，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。對某些喜鈉作物肥效較好，可增加產量并改善品質。10/8/2023312、硝態(tài)氮肥品種及特性10/8/202331（2）硝酸銨（NH4NO3）①理化性質含N33~35%，易溶于水，呈中性或弱酸性反應。②在土壤中的轉化兼具銨態(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)的粘質土壤上可做基肥。不能與新鮮的有機物料混用，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合物硫硝酸銨—硫酸銨與硝酸銨的復合物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。對各種農作物均適宜。但尿素中含有的縮二脲較多時，對作物有毒害作用。10/8/202334三、酰胺態(tài)氮肥10/8/202334四、長（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%，化學水解丁烯叉二脲（尿素+丁烯醛）含氮30%，化學水解乙炔尿素（尿素+乙二醛）含氮39%，微生物分解10/8/202335四、長（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