《植物氮营养》PPT课件.ppt

缺氮,第二章 植物氮素营养与氮肥,N,本章重点内容： 氮在植物体内的功能与对植物生长发育有何影响； 主要氮肥种类的性质和合理施用技术。 提高氮肥利用效率的途径。,基本内容,第一节 植物的氮素营养 第二节 氮肥的种类、性质和施用 第三节 氮肥的有效施用,第一节 植物的氮素营养,氮的含量与分布 氮的营养作用 植物氮的吸收与同化 植物缺氮及过量的症状与危害,含量 一般植物含氮量约占植物体干物重的0.3%-5%,而含量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。 种类：大豆玉米小麦水稻 器官：叶片子粒茎秆苞叶 发育：同一作物的不同生育时期，含氮量也不相同。,一、植物体内氮的含量、形态和分布,第一节 植物的氮素营养,第一节 植物的氮素营养,一、植物体内氮的含量、形态和分布 形态：,分布：,由于氮在植物体内的移动性很强，其分布是随着生长中心的转移而变动。 营养生长期间约有70%的氮可从较老的组织和叶片转移到正在生长的幼嫩器官中被再利用； 成熟期，茎叶和其它器官中的蛋白质则水解为氨基酸、酰胺，转移到种子、果实、块根、块茎中，重新合成蛋白质。,注意：,作物体内氮素的含量和分布，明显受施氮水平和施氮时期的影响。通常是营养器官的含量变化大，生殖器官则变动小，但生长后期施用氮肥，则表现为生殖器官中的含氮量明显上升。,二、氮的营养功能,蛋白质的组分 核酸和核蛋白的组分 叶绿素的组分 酶的组分 维生素的组分 生物碱的组分 植物激素的组分,氮是植物体内许多重要有机化合物的组分，也是遗传物质的基础。,供氮对马铃薯伤流液中细胞分裂素含量的影响,细胞分裂素含量（mol）,连续供氮 连续不供氮,天,0 196 196 3 420 26 6 561 17,氮对植物生命活动以及作物产量和品质均有极其重要的作用。 合理施用氮肥是获得作物高产优质的有效措施。,生产与实践,三、植物氮的吸收与同化,植物吸收氮的形态 NO3-N 的吸收与同化 NH4-N 的吸收与同化 CO(NH2)2-N 吸收与同化 NO3-N和 NH4+-N营养作用的比较,（一） 植物吸收氮素的形态,主要是NH4+、NO3-， 少量可溶性有机含氮小分子化合物，如：氨基酸、酰胺、尿素，等。,N,生产实践中,在旱地农田中，硝态氮是作物的主要氮源。由于土壤中的铵态氮通过硝化作用可转变为硝态氮。所以，作物吸收的硝态氮多于铵态氮。,（二）NH4-N 的吸收与同化,NH4-N 的吸收 NH4-N 的同化,1、 NH4+-N的吸收,NH4+的吸收与H+的释放存在着相当严格的等摩尔关系 (K.Mengel et al, 1978) 。,质膜上NH4+脱质子作用的示意图,1. NH4-N 的吸收,方式：主动或被动 pH：下降,酮戊二酸,氨,谷氨酸,各 种 新 的 氨 基 酸,酮酸,酰胺,氨,还原性胺化作用,转氨基作用,2. NH4-N 的同化,2. NH4-N 的同化,2. NH4-N 的同化,部位：根系 受体：呼吸作用产生的a-酮戊二酸 产物：氨基酸（谷氨酸），在转氨酶的作用下转氨基，形成新的氨基酸（蛋白质）。 过多的NH3，可形成酰胺（谷氨酰胺，天门冬酰胺）， NH3避免毒害,（三）NO3-N 的吸收与同化,NO3-N的吸收 NO3-N的同化,1. NO3-N的吸收,主动过程，根际pH上升， NO3-N受环境影响大 介质pH显著影响植物对NO3-N的吸收。pH值升高， NO3-N的吸收减少；,硝酸还原成氨是由两种独立的酶分别进行催化的。硝酸还原酶可使硝酸盐还原成亚硝酸盐，而亚硝酸还原酶可使亚硝酸盐还原成氨。,2、NO3-N的同化,NO2_,NO3_,NH3,1）NO3-N还原为NO2-N,部位：细胞质 硝酸还原酶Nitrate Reductase ： 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),细胞色素和钼为辅酶， 由NADPA（或NADH)作为电子供体 耗能和质子ATP和H+ 产生OH-排出，pH上升。,2）NO2-N 还原为NH3-N,部位：叶绿素（叶绿体） 亚硝酸还原酶Nitrite Reductase ： 依赖于光照， 产生OH-排出，pH上升。,NR硝酸还原酶Nitrate Reductase 一种黄素蛋白、钼是其辅基，存在于细胞质中： 还原NO3-的过程中需要NADPH+或NADP+提供电子和能量； 是一种诱导酶，介质中有NO3- 时植物才出现NR, 并随NO3- 含量而增加，与氮供应量密切相关。 生产中的应用 有人建议将NR酶活性作为诊断氮素营养的指标。,钼对小麦叶片中硝酸还原酶活性的影响,叶片预处理,0.005 0 0.2 0.3,0.005 100 2.8 4.2,5.0 0,5.0 100,8.0,8.2,2、NO3-N的同化,NO3-还原产物之一OH- ，一部分在植物体内被中和，大部分从根排出，使根际pH值升高。,目前关于尿素被同化的途径有两种见解： 其一、尿素在植物体内可由脲酶水解产生氨和二氧化碳； 其二、尿素是直接被吸收和同化的,尿素同化的特点是：对植物呼吸作用的依赖程度不高，而主要受尿素浓度的影响。,（三）CO(NH2) 2-N的吸收和同化,NO3-N是阴离子，为氧化态的氮源， NH4+-N是阳离子，为还原态的氮源。,五） NO3-N和 NH4+-N营养作用的比较,不能简单的判定那种形态好或是不好，因为肥效高低与各种影响吸收和利用的因素有关！,(一)作物种类 水稻是典型的喜NH4+-N作物。（水稻幼苗根内缺少硝酸还原酶； NO3-N在水田中易流失，并发生反硝化作用。） 烟草是典型的喜NO3-N作物。 （二）环境反应（pH） 从生理角度看， NH4+-N和NO3-N都是良好的氮源，但在不同pH条件下，作物对NH4+-N和NO3-N的吸收量有明显的差异。 NH4+-N肥效不好主要是由于生理酸性所造成的。,四、植物缺氮症状与供氮过多的危害,氮素缺乏症状 氮素过多的危害,1、氮素不足,植物生长缓慢。植株矮小，叶片细小直立； 叶片黄化（叶色淡绿，严重时呈淡黄色；失绿均一，从老叶逐渐向上部叶片发展）。番茄、玉米叶脉和叶柄呈现深紫红色； 茎细而长，分蘖或分枝少； 根细长，数量少； 花少、果稀，提前成熟，产量低，品质差； 生育期缩短。,缺氮,大麦：下部叶片淡黄，中部叶片叶尖发黄并逐渐向叶基部扩展，新叶保持绿色而挺直。,玉米：下部叶尖发黄，逐渐沿中脉扩展成倒V字形，中脉发红，中部叶片颜色淡绿。,油菜：植株矮小，下部叶黄红，根系细长，分枝根量少，色白。,棉花：下部叶色黄红，叶脉淡黄，中部叶黄绿，新叶淡绿。,菠菜：老叶几乎全部黄化，新叶相对留有一些绿色,莴苣缺氮：叶片发白，生长缓慢，包心小，最终导致外叶变为黄白色而死亡,茄子叶片缺氮：下部叶片的叶脉间黄化严重，而叶脉上仍留有少许,菜豆缺氮：叶色变黄，干枯脱落,生长14周的健康萝卜,萝卜,缺氮3周植株，老叶发黄，叶脉红色,胡萝卜,正常,缺氮,缺氮后地上部矮小，叶色淡绿，根相对较小,正常,缺氮,缺氮后生长矮化，叶片苍白，老叶变黄，并从叶片顶端开始死亡,葱头,甜菜：从由到左为不同程度缺氮叶片，,洋白菜：叶呈小型，叶色带有黄色，生育变坏,过量 正常 缺氮,过量时植株徒长，株型呈倒三角形，生长点所形成的花芽多发展为乱形果,缺氮的株型呈正三角形，结果差，产量低,番茄,2、氮素过多 叶色浓绿，枝叶茂盛，通风透光不良； 影响碳水化合物的积累。（蛋白质的合成消耗大量碳水化合物） 易倒伏（细胞壁、果胶类物质形成少，细胞壁变薄）禾本科植物明显 易病虫害 贪青迟熟，降低品质。,2、氮素过多 谷类作物：根系生长受抑制，不利后期植株吸收水分和养分；且品质降低； 桔柑：果实变小，果皮加厚果肉百分率下降，着色不良，含糖少，品质差，不耐贮藏。 苹果：枝叶徒长，不能充分进行花芽分化，易发生病虫害，果实着色不良，缺乏甜味，品质差，成熟晚。 蔬菜：组织含水量高，不耐贮藏；,2、氮素过多 NO3- 可能在植物体内的累积，对人、畜有害。 原因： NO3- 进入动物胃肠系统后经细菌还原形成NO2- 。 NO2- 具有毒性： NO2- 是强氧化剂，可使血红蛋白分子中心的Fe2+ 转化为Fe3+ ，导致氧气输送受阻； NO2- 与仲胺作用形成可以致癌的亚硝胺。,几种蔬菜硝酸盐含量与氮肥施用量关系（ NO3 mg/kg鲜重）,糖料和淀粉类作物：前期施足氮肥，后期节制氮肥用量。 蔬菜：注意NO3- 可能在植物体内的累积，对人、畜有害。,270-300kg N/ha,外部环境因子是如何影响植物根系吸收矿质养分？ 什么是