《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 0196196342026656117 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 Mengeletal 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NitrateReductase 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NitriteReductase 依赖于光照 产生OH 排出 pH上升 NR 硝酸还原酶NitrateReductase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 00500 20 3 0 0051002 84 2 5 00 5 0100 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 NO3mg 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 300kgN ha 外部环境因子是如何影响植物根系吸收矿质养分 什么是植物营