第9章植物的氮素营养与氮肥施.ppt

LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 1 B 养分归还学说 C 最小养分律 D 传统施肥方法 F 合理施肥的指标 A 离子间相互作用 你还记得吗 华南农业大学作物营养与施肥研究室2011 05 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 3 存在问题 土壤中氮素养分的不足是限制作物产量的主要因素不合理 过量施用氮肥对环境造成污染硝酸盐过量问题危害人体健康 为什么呢 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 4 主要内容要求1 植物的氮素营养了解 掌握吸收与同化 失调症2 土壤中的氮素及其转化了解 掌握主要转化的含义3 氮肥的种类性质与施用掌握4 氮肥的合理施用掌握 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 5 第一节植物的氮素营养 一 植物体内氮的含量与分布1 含量 占植物干重的0 3 5 影响因素 植物种类 豆科植物 非豆科植物品种 高产品种 低产品种生长时期 苗期 旺长期 成熟期 衰老期 营养生长期 生殖生长期 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 6 2 分布 器官 种子 叶 根 茎组织 幼嫩组织 成熟组织 衰老组织 生长点 非生长点 原因 氮在植物体内的移动性强 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 7 二 植物体内含氮化合物的种类 氮的生理功能 1 氮是蛋白质的重要成分 含氮16 18 2 氮是核酸的成分 含氮约7 3 氮是叶绿素的成分 叶绿体含蛋白质45 60 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 8 4 氮是酶的成分 酶本身是蛋白质 5 氮是多种维生素的成分 维生素B1 B2 B6等 6 氮是一些植物激素的成分 IAA CK 7 磷脂和生物碱也含氮 氮素通常被称为生命元素 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 9 三 植物对氮的吸收与同化 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 10 一 植物对铵态氮的吸收与同化1 吸收1 机理 被动渗透 Epstein 1972 接触脱质子 Mengel 1982 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 11 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 12 2 同化 1 部位 在根部很快被同化为氨基酸 2 过程 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 13 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 14 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 15 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 16 影响硝酸盐还原的因素 植物种类 与根系还原能力有关 如 木本植物 一年生草本植物油菜 大麦 向日葵 玉米 光照 光照不足 硝酸还原酶活性低 使硝酸还原作用变弱 造成植物体内NO3 N浓度过高 温度 温度过低 酶活性低 根部还原减少 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 17 施氮量 施氮过多 吸收积累也多 奢侈吸收 微量元素供应 钼 铁 铜 锰 镁等微量元素缺乏 NO3 N难以还原 陪伴离子 如K 促进NO3 向地上部转移 使根还原比例减少 若供钾不足 影响NO3 N的还原作用 当植物吸收的NO3 N来不及还原 就会在植物体内积累 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 18 影响蔬菜硝酸盐含量的因素植物因素 种类 品种 部位肥料因素 种类 用量 时间气候因素 温度 光照收获因素 施肥后安全期 一天内时间 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 19 选用优良品种控施氮肥增施钾肥增加采前光照改善微量元素供应等 降低植物体内硝酸盐含量的措施 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 20 2 氨基态氮 可直接吸收 效果因种类而异 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 21 四 铵态氮和硝态氮的营养特点 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 不能简单的判定哪种形态好或是不好 因为肥效高低与各种影响吸收和利用的因素有关 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 22 一 植物的喜铵性和喜硝性喜铵植物 水稻 甘薯 马铃薯兼性喜硝植物 小麦 玉米 棉花等喜硝植物 大部分蔬菜 如黄瓜 番茄 莴苣等专性喜硝植物 甜菜 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 23 二 原因1 植物的遗传特性2 环境因素介质反应 酸性 有利于硝的吸收中性至微碱性 有利于铵的吸收 植物吸收NO3 时 pH缓慢上升 较安全植物吸收NH4 时 pH迅速下降 可能危害植物 水培尤甚 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 24 植物吸收不同形态氮源对根际pH值的影响 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 25 伴随离子 Ca2 Mg2 等有利于NH4 的吸收 而NH4 H 对K Ca2 Mg2 的吸收有拮抗作用 钼酸盐有利于NO3 的吸收与还原介质通气状况 通气良好 两种氮源的吸收均较快水分 水分过多 NO3 易随水流失 结论 只要在环境中为铵态氮和硝态氮创造出各自所需要的最适条件 那么 它们在生理上是具有同等价值的 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 26 五 植物氮素营养失调症状1 氮缺乏 1 外观表现整株 植株矮小 瘦弱叶片 细小直立 叶色转为淡绿色 浅黄色 乃至黄色 从下部老叶开始出现症状叶脉 叶柄 有些作物呈紫红色茎 细小 分蘖或分枝少 基部呈黄色或红黄色花 稀少 提前开放种子 果实 少且小 早熟 不充实根 色白而细长 量少 后期呈褐色 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 27 田间水稻缺氮 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 28 生长矮小 根系细长 分枝 蘖 减少 老叶发黄枯死 新叶色淡 N是叶绿素的成分 缺N CK LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 29 NitrogenDeficiencySmallplants yellowleavesstartingfromoldleaves LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 30 玉米缺N 老叶发黄 新叶色淡 基部发红 花色苷积累其中 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 31 NitrogenrecyclingongrapefruittwigswithinadequateN left A Greenterminalleaves B Yellowing C Defoliation LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 32 2 氮素过多的危害 实例 大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐贮存性 棉花蕾铃稀少易脱落 甜菜块根产糖率下降 纤维作物产量减少 纤维品质降低 营养体徒长 叶面积增大 叶色浓绿 茎秆变得嫩弱 易倒伏 作物贪青晚熟 籽粒不充实 生长期延长 细胞壁薄 植株柔软 易受机械损伤 倒伏 和病害侵袭 大麦褐锈病 小麦赤霉病 水稻褐斑病 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 33 SorghumplantsofN toxicity ammoniatoxicity LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 34 水稻田氮肥过多 群体太大 遇风倒伏 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 35 NitrogenToxicity Darkgreen ammoniatoxicity Tobacco LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 36 六 土壤与作物体内氮的丰缺指标形态学观察法化学分析法 测土施肥 测植株施肥 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 37 第二节土壤中的氮素及其转化 一 土壤中氮素的来源及其含量 一 来源1 施入土壤中的化学氮肥和有机肥料2 动植物残体的归还3 生物固氮4 雷电降雨带来的NH4 N和NO3 N LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 38 二 含量我国耕地土壤全氮含量为0 04 0 35 之间 与土壤有机质含量呈正相关我国土壤含氮量的地域性规律 北增加西长江东增加南增加 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 39 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 40 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 41 3 发生条件 各种条件下均可发生最适条件 温度为20 30oC 土壤湿度为田间持水量的60 土壤pH 7 C N 25 14 结果 生成NH4 N 有效化 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 42 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 43 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 44 土壤CaCO3含量 呈正相关 温度 呈正相关 施肥深度 挥发量表施 深施 土壤水分含量 土壤中NH4 的含量4 结果 造成氮素损失 无效化 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 45 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 46 最适条件 氨充足 通气良好 pH6 5 7 5 25 30oC4 结果 形成NO3 N利 为喜硝植物提供氮素 有效化 弊 淋失 发生反硝化作用 无效化 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 47 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 48 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 49 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 50 三 土壤中氮的转化 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 51 小结 土壤有效氮增加和减少的途径 增加途径施肥 有机肥 化肥 氨化作用生物固氮雷电降雨 减少途径植物吸收带走氨的挥发损失反硝化作用硝酸盐淋失生物和吸附固定 暂时 化学氮肥的当季利用率 20 50 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 52 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 53 一 我国氮肥的生产概况 1935年我国在大连和南京建成了两座氮肥厂生产硫铵 1953年我国氮肥产量以养分计算为5万吨 1969 1978年为各类肥料厂大发展时期 全国新建1000余座小氮肥厂和10余座年产30万吨合成氨的大型氮肥厂 1983年全国氮肥产量猛增至1109万吨 N 列世界第二位 1991年以后全国氮肥产量一直稳居世界第一 第三节氮肥的种类 性质和施用 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 54 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 55 氮肥的制造 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 56 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 57 二 理化性质表铵态氮肥的基本性质品种分子式含氮量 稳定性理化性质液氨NH382差液体 碱性 易挥发氨水NH3 nH2O15 18差液体 碱性 易挥发碳铵NH4HCO316 5 17 5较差结晶 碱性 易吸湿和分解氯化铵NH4Cl24 25较好结晶 酸性 有吸湿性硫铵 NH4 2SO420 21好结晶 酸性 吸湿性弱 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 58 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 59 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 60 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 61 四 硝 铵态和硝态氮肥包括 硝酸铵 硝酸钠 硝酸钙 硝酸钾 一 共同特性1 易溶于水 易被作物吸收 主动吸收 2 不被土壤胶体吸附 易随水流失3 易发生反硝化作用4 促进钙镁钾等的吸收5 吸湿性大 具助燃性 易燃易爆 6 硝态氮含氮量均较低 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 62 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 63 生理酸性盐 植物吸收阳离子多于盐的其他组分而使介质变酸的化合物 如 NH4 2SO4 NH4Cl K2SO4等 生理碱性盐 植物吸收阴离子多于盐的其他组分而使介质变碱的化合物 如NaNO3 Ca NO3 2等 生理中性盐 植物吸收阳离子和阴离子的量比较接近 从而不影响介质酸碱度的化合物 如NH4NO3等 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 64 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 65 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 66 五 酰胺态氮肥尿素 一 理化性质分子式 CO NH2 2含氮量 46 基本性质 有机物纯品为白色针状结晶 肥料为颗粒状 易溶于水 呈中性 针状结晶 颗粒状 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 67 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 68 2 硝化作用因pH值适宜 能旺盛进行 且比氯化铵和硫铵的快结果 可能造成氮素的损失措施 使用硝化抑制剂 尿素长期施用对土壤无副作用 1 和 2 是影响尿素肥效的主要原因 结果 局部土壤暂时变碱 注意氨挥发 措施 深施 使用脲酶抑制剂 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 69 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 70 三 施用可作基肥 追肥 深施宜作根外追肥原因 做法 浓度0 2 2 0 次数2 3次 7 10天喷一次规定尿素中缩二脲 0 5 尿素分子体积小 易透过细胞膜 尿素溶液呈中性 电离度小 不易引起质壁分离 尿素具有一定的吸湿性 能使叶面保持湿润状态 以利叶片吸收 尿素进入细胞后很快参与同化作用 肥效快 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 71 第四节氮肥的合理施用 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 72 氮肥利用率一般为 20 50 三 影响因素 施肥技术 施肥方法 肥料品种等 二 提高氮肥利用率的途径目的 减少损失 提高利用率 延长肥效 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 73 一 气候条件在干旱条件下 作物对肥料用量的反应小 增产不明显在水分供应充分时 作物对肥料用量的反应大 增产明显根据我国气候条件 北方干旱缺雨 可分配硝态氮肥南方湿润雨多 宜分配铵态氮肥 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 74 二 作物种类需氮量 双子叶植物 单子叶植物叶菜类作物 瓜果类和根菜类高产品种 低产品种杂交水稻 常规水稻营养最大效率期 其它时期 LaboratoryofPlantNutritionandFertilization 75 三 土壤条件