03土壤肥力手冊(cè)氮

植物必需養(yǎng)分元素〔3-1〕。3-1作物對(duì)氮的需求量高)作物產(chǎn)量水平/公頃作物中氮的總量(公斤)紫苜蓿*8204岸雜狗牙根8167玉米406897棉花54粒用高粱3632108柑桔600(箱)120花生*1816109水稻317851大豆*1634143番茄40104小麥163457注釋：*豆科植物從空氣中獵取其大局部的氮。氮在植物體內(nèi)有多方面的作用大多數(shù)作物以銨離子NH〕或硝酸根離子NO-〕形態(tài)吸取氮。植物通過(guò)葉片也可肯定程度地吸取尿素，也可吸取一些4 3〕得到少量氮。但除水稻外，大多數(shù)農(nóng)作物主要以硝酸根形態(tài)吸取氮。爭(zhēng)論說(shuō)明，作物可大量利用土〔硝〕。其能量由碳水化合物供給，假設(shè)吸取銨態(tài)氮的話，這些能量便可用于籽粒形成?！踩琊B(yǎng)分吸取〕。氮是植物體內(nèi)維生素和能量系統(tǒng)的組成局部。氮是氨基酸的必需組成局部，氨基酸生成蛋白質(zhì)。因此，氮直接關(guān)系到蛋白質(zhì)含量的多少。氮構(gòu)成蛋白質(zhì)和動(dòng)物安康必不行少的蛋白質(zhì)。假設(shè)全世界平均每人每天需要40克蛋白質(zhì)，則每年需要的蛋白質(zhì)超過(guò)1.1億噸。這些蛋白質(zhì)從植物直接或通過(guò)食用富含蛋白質(zhì)植物的動(dòng)物、禽類、魚類到達(dá)我們的餐桌。歷史的記錄清楚地說(shuō)明：我們生活在一個(gè)缺少蛋白質(zhì)的世界里。蛋白質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)鍵是使用氮肥。并改善產(chǎn)品質(zhì)量。粗蛋白氮(公斤//畝)粗蛋白氮(公斤//畝)%公斤/畝22.484015.011544.8126818.0207氮(公斤//氮(公斤//%公斤/畝04898.03466698.550127659.564氮(公斤//氮(公斤//014611.12.2518012.64.518813.66.7520514.0植物缺氮病癥〔發(fā)黃〕。這種發(fā)黃首先消滅在老葉上，以后隨缺氮加重而消滅在葉上。大多數(shù)植物增加生長(zhǎng)。缺氮植株往往矮小、生長(zhǎng)緩慢，缺氮小粒谷物和其它禾本科植物分蘗少。品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。而推遲成熟往往是由于缺乏其它養(yǎng)分，不是氮太多。氮和水分利用效率3-27.5152761581423-2適時(shí)增施氮使同樣水分條件下收獲的玉米產(chǎn)量翻一番(明尼蘇達(dá)州))氮(公斤/畝)施用方法產(chǎn)量(公斤/畝)公斤/N01807.5種植時(shí)一次施4次施(通過(guò)澆灌)385644276215種植時(shí)一次施8次施(通過(guò)澆灌)66180332423-311.223273-3在潮濕或干旱氣候條件下施氮增加玉米產(chǎn)量(科羅拉多州))干旱年潮濕年干旱年潮濕年干旱年潮濕年干旱年潮濕年工程公斤/畝公斤/厘米水11.24776367570不施氮3144014847施氮增加16323527231829〔3-4〕。工程氮(公斤//工程氮(公斤///厘米水)033834粒用高粱(39518591854162良影響。3-1肥料有助于水分發(fā)揮效用)肥料幫助每厘米水使作物增產(chǎn)。肥料使根系深扎，以利認(rèn)真土水分。良好的植被掩蓋減緩徑流，使土壤吸取。土壤和空氣中的氮土壤氮來(lái)自大氣它必需與其它元素相結(jié)合才能被植物利用。6.2土壤中存在三種形態(tài)氮：銨態(tài)氮-由粘土礦物固定，為植物極緩效N。無(wú)機(jī)氮。銨和硝酸鹽離子即可溶性化合物-植物能利用的N。無(wú)機(jī)氮。氮的礦化和固定土壤含有的無(wú)效〔有機(jī)〕氮比例相對(duì)較大，有效〔無(wú)機(jī)〕氮比例相對(duì)較少，示意如下：礦化作用97%~982%~3%。因而無(wú)效的有機(jī)態(tài)氮轉(zhuǎn)化為有效態(tài)的過(guò)程對(duì)作物生長(zhǎng)是重質(zhì)中釋放的一些能量以及局部必需養(yǎng)分元素。當(dāng)這些生物體利用了它們所需的全部養(yǎng)分后，多余局部〔例如氮便釋放到土壤中供作物生長(zhǎng)利用。氮固定質(zhì)〔如作物殘茬〕摻入土壤時(shí)，就會(huì)發(fā)生固定?！沧魑餁埐玳L(zhǎng)利用。但很多這類氮會(huì)隨著細(xì)菌體的分解又被轉(zhuǎn)為有效態(tài)。土壤中碳氮比對(duì)礦化過(guò)程的影響礦化作用和固定作用在土壤中同時(shí)發(fā)生。到底向有機(jī)氮庫(kù)還是向無(wú)機(jī)氮庫(kù)轉(zhuǎn)化，極大程度上取決于分解有機(jī)物質(zhì)的碳/氮比〔C/N〕C/N〔301〕C/N〔201〕的物質(zhì)有利于快速礦化。C/N在20:130:13-5C/N3-5C/N有機(jī)物有機(jī)物C/N未擾動(dòng)表土10:1苜蓿13:1腐熟廄肥20:1玉米秸60:1小粒谷物秸80:1煤焦油和頁(yè)巖油124:1櫟樹200:1云杉1000:1硝酸鹽低谷期是作物臨界期C/N3〕土壤環(huán)境條件。投入較多的作物殘茬通常使該階段延長(zhǎng)。施用充分的氮通常使這一階段縮短。為了避開這一問(wèn)題或消退其影響，應(yīng)在種植前提早翻壓殘茬，使其盡早分解。硝化作用與反硝化作用在適宜作物生長(zhǎng)的條件下，土壤中的很多銨態(tài)氮會(huì)由一些硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮。這一過(guò)程叫做“硝化作用”。硝化作用的重要性有三方面：硝酸鹽被作物和微生物的利用是速效的。在通氣性條件下，生物也可利用NH+。4下，在深厚的砂質(zhì)土壤上比細(xì)質(zhì)地土壤上硝態(tài)氮淋失更多。只有氮素治理措施能防治硝酸鹽淋洗進(jìn)入地下水。過(guò)程。在長(zhǎng)期淹水缺氧和溫度上升的狀況下，富含有機(jī)質(zhì)的土壤中常發(fā)生反硝化作用。對(duì)硝化作用與反硝化作用影響最大的5種土壤條件大致為：土壤pH-在酸性土壤中硝化速率通常較低。硝化作用發(fā)生在pH4.5~10.0pH8.5pH。強(qiáng)酸性土壤施石灰對(duì)硝化細(xì)菌有利。爭(zhēng)論說(shuō)明，在一些狀況下，施石灰可增加反硝化作用。生細(xì)菌的反硝化作用。這會(huì)極大地削減氮。30℃30℃，硝化速率下降。反硝化反響速率也隨溫度提高而增加。增加氧并加速硝化過(guò)程。也越大。穩(wěn)定土壤中的氮利用后所余任何形態(tài)的氮最終都轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。硝態(tài)氮易患病外表侵蝕、淋洗和反硝化損失。需氮之前要保持。銨態(tài)氮不被淋洗，所以削減或消滅了它進(jìn)入地下水的可能性。土壤中的銨態(tài)氮不患病反硝化損失。難的，或不行能到達(dá)全部這些目標(biāo)。但通過(guò)使用硝化抑制劑或使用緩釋氮肥，氮利用率可大大提高。硝化抑制劑-這種產(chǎn)品可以在不等時(shí)期內(nèi)，有時(shí)超過(guò)三個(gè)月，阻擋銨態(tài)氮被硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。結(jié)果不盡一樣，但50%。在秋季或早春施氮、沙土上施氮、排水不良土壤施氮以及高雨量地區(qū)施氮時(shí)硝化抑制劑表現(xiàn)出最大的潛在效益。爾夫球場(chǎng)和其它特別作物。硫包衣尿素是另一種緩釋氮肥。氮固定過(guò)不同途徑。氮的生物固定氮的生物固定可以是共生的或非共生的。共生固氮是指微生物在依附寄主生長(zhǎng)的同時(shí)固N(yùn)。共生固氮使微生物和植物雙3-6查找能與非豆科植物一起生長(zhǎng)并固氮的固氮生物。3-6各種作物年固氮量估量值)豆科植物豆科植物固氮量(公斤/畝/年)苜蓿14.613.5白三葉草7.9大豆7.5豇豆6.7胡枝子6.4花生3.0子蛋白質(zhì)產(chǎn)量的〔3-7〕。種子蛋白質(zhì)(2年平均)年施用量(公斤/畝)種子蛋白質(zhì)(2年平均)年施用量(公斤/畝)POKO2/(瘤/(克/m3%含量%產(chǎn)量(公斤/畝)2520011435843.1941.8 4890118593393.9241.8 4909209794803.3739.2 82992461149083.6139.2 961.5自然氧化閃電產(chǎn)生的熱使氧與空氣中的氮反響，最終形成硝態(tài)氮。降雨和降雪平均每年每畝增加0.4~0.7公斤氮。工業(yè)固氮工業(yè)固氮過(guò)程格外有效，產(chǎn)生各種對(duì)植物有效形態(tài)氮。最重要的過(guò)程是用氮和氫合成氨〔NH〕，見(jiàn)下式：3H通常從自然氣中獲得。N2直接來(lái)自空氣。以下圖說(shuō)明如何用氨來(lái)生產(chǎn)其它一大批肥料物質(zhì)。23-2以氮為原料生產(chǎn)的各種氮肥)氮的損失是損失。作物帶走氮的結(jié)果是土壤氮水平下降。其它類型的氮損失有：銨反響-當(dāng)硝酸銨或硫酸銨這些氮肥施到堿性或石灰性土壤外表時(shí)，化學(xué)反響可能引起氮以NH3

氣形式損失，該過(guò)程可將施入堿性或石灰性土壤的肥料摻入土中。尿素-當(dāng)有足夠的水分、溫度、酶〔脲酶〕存在時(shí)，施在土壤外表的尿素NNH或NH+。這種NH

會(huì)通過(guò)3 4 3揮發(fā)作用損失到大氣中。通過(guò)把尿素?fù)饺胪林小⒃跍囟鹊蜁r(shí)施用、施后馬上澆灌，可避開這種損失。液氨-液氨在常壓下是氣體，所以必需將它適當(dāng)?shù)厥┤胪寥乐幸苑乐勾髿鈸p失。在極潮濕的土壤上施NH3

時(shí)也會(huì)發(fā)生CEC的土壤比粘土類土壤更需要深施。氮肥如何影響土壤酸度因素。硝酸根與鹽基一起從土壤中淋失。當(dāng)這些堿基被移出或被氫替代時(shí)，土壤酸度增加。3-8度的影響。3-8不同氮源對(duì)土壤酸堿度的影響)氮源含氮量(%)當(dāng)量酸堿度計(jì)算值*硫酸銨21.0151(產(chǎn)酸)液氨82.5295(產(chǎn)酸)硝酸銨33.5122(產(chǎn)酸)尿素46.0166(產(chǎn)酸)尿素-硝酸銨溶液28-32101-115(產(chǎn)酸)硝酸鈣15.020(產(chǎn)堿)硝酸鈉16.029(產(chǎn)堿)硝酸鉀13.026(產(chǎn)堿)100(CaCO3100細(xì)菌的硝化作用。3-1肥料有助于水分發(fā)揮效用)氮源90252%的有機(jī)質(zhì)被分解，通常更少些。保護(hù)性耕作的應(yīng)用逐年增多，這種耕作制導(dǎo)致土壤冷涼，有機(jī)質(zhì)分解速度減慢，氮釋放速率降低。0.5%。大多數(shù)氮肥都來(lái)自大氣氮的合成固定，利用氨作根底物料。大多數(shù)其它的氮肥都是由氨衍生得到的。液氨液氨含氮量〔82%〕比目前市場(chǎng)的任何一種氮肥的含氮量都高。其在高壓下以液態(tài)貯存。通過(guò)高壓容器，用通過(guò)延長(zhǎng)到〔但不行加到噴灌水中〕，可把液氨施入土壤。很難在多石、過(guò)干或過(guò)濕、有大土塊的土壤上施用液氨。在草地作物上施用可能造成臨時(shí)性根損害并使地表粗糙。壤水分含量、施肥深度、施肥器刀片〔或除草鏟釋肥點(diǎn)〕的間距和土壤陽(yáng)離子交換量〔CEC〕影響土壤保持氨的數(shù)量。沙土CEC量四周能抱負(fù)地保持氨。但淹水土壤也增加損失，由于很難彌合刀口后的縫隙。失。考慮了以上各種因素，一般氨揮發(fā)損失就會(huì)很小，不會(huì)有大的經(jīng)濟(jì)損失。氨水和氮溶液有時(shí)用氨水配制而得。有時(shí)氮溶液是固體尿素和/或硝酸銨溶于水中制得。全部的氮溶液不是被歸類于高壓溶液就是被歸類于常壓溶液。高壓溶液-高壓溶液有一個(gè)明顯的游離氨蒸汽壓。高壓溶液可能需要改裝的容器和設(shè)備，特別是在操作溫度下它們的蒸汽壓高的狀況下尤其如此。必需將高壓溶液施到土表以下，以免NH3萌發(fā)。

損失。施用時(shí)高壓溶液不能與種子接觸，由于氨會(huì)損害常壓溶液-常壓溶液通常含有硝酸銨、尿素和水，其運(yùn)輸及施用不必使用高壓容器和設(shè)備。其中不含游離氨。通常用尿使其在低溫下使用時(shí)不會(huì)生成沉淀。這種溶液隨著氮濃度的增加，“鹽析”溫度上升。例如，在-21℃28%的氮溶液發(fā)生“鹽析”，在-7℃30%的氮溶液發(fā)生“鹽析”，在-2℃32%的氮溶液發(fā)生“鹽析”。硝酸銨、磷酸銨、碳酸銨33.5%~34.0%。硝酸銨中有一半氮是銨NH+〕，另一半是硝酸根NO-〕。雖然固體硝酸銨易于處4 3〔具有吸濕性〕。因此在制造時(shí)常用硅藻土等材料將其包被防止吸水。而且在潮濕氣候下不應(yīng)將其長(zhǎng)時(shí)間存放于敞口袋或桶中。硝酸銨格外適于散裝混合及需側(cè)追施肥的作物。尿素N幾種因素影響尿素水解速率，包括存在的酶的數(shù)量和土壤溫度。土壤溫度越低，反響進(jìn)展得越慢〔3-5〕。3-3尿素轉(zhuǎn)化為對(duì)作物有效的銨態(tài)氮領(lǐng)帶于土壤溫度)pH源。但在使用時(shí)應(yīng)留意以下事項(xiàng)：〔水分快速蒸發(fā)掉〕或施到具大量地表殘茬的土壤〔包括草地〕上時(shí)，可能有大量銨揮發(fā)損失。冷涼季節(jié)把含尿素肥料摻入土壤中或地表?xiàng)l施有助于解決這一問(wèn)題。當(dāng)施用尿素離種子太近或與種子同時(shí)條施行距太近時(shí)，土壤中尿素快速水解生成氨可能損害幼苗。適宜的閱歷方法〔氣動(dòng)播種機(jī)粒谷物可以忍受較高濃度的銨與種子接觸。施肥時(shí)，當(dāng)尿素混入土壤中則沒(méi)有影響。13.5硫酸銨N2124%。通常是焦碳和尼龍工業(yè)的副產(chǎn)品。不斷加劇的缺