第九章+植物的氮素营养与氮肥施用.ppt

养分归还学说,最小养分律,传统施肥方法,合理施肥的指标,离子间相互作用,第九章植物的氮素营养与氮肥施用,Nitrogen(N),N,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,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0.35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,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,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1618）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4560）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,三、植物对氮的吸收与同化,吸收的形态,无机态：NH4+N、NO3-N（主要）有机态：NH2N、氨基酸、（少量）核苷酸等,（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),NH4+,H+,NH3,2.同化NH3谷氨酸ATP谷氨酰胺ADPPi谷氨酰胺-酮戊二酸2e2H2谷氨酸谷氨酸17酮酸17种氨基酸蛋白质,谷氨酰胺合成酶,谷氨酸合成酶,转氨酶合成,铁氧还蛋白,3.酰胺形成的意义（谷氨酰胺、天门冬酰胺）贮存氨基解除氨毒参与代谢,影响硝酸盐还原的因素：光照不足、温度过低、施氮过多、微量元素缺乏、钾素不足等,（二）植物对硝态氮的吸收与同化1.吸收：植物主动吸收NO3-N,植物体内硝酸盐含量的分级：世界卫生组织和联合国粮农组织（WHO/FAO）于1973年规定了人体摄入硝酸盐的限量指标，硝酸盐（NO3）的日允许量为3.6mg/kg（体重）。根据这一限量指标，假设成人体重60kg，日食蔬菜0.5kg，则蔬菜硝酸盐含量的允许上限为432mg/kg（鲜重）。,表我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准（沈明珠，1982）级别硝酸盐含量污染程度参考卫生性(mg/kg鲜重)1432轻度允许生食2785中度允许盐渍,熟食31440高度允许熟食43100严重不允许食用,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：,2.氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异,四、铵态氮和硝态氮的营养特点（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,（二）产生原因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：有利于铵的吸收陪伴离子、介质通气状况、土壤水分状况,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。,五、植物氮素营养失调症状及其丰缺指标1.氮缺乏：a首先在下部老叶出现症状;b植株矮小，瘦弱，分蘖或分枝少;c叶片转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色；茎叶基部或呈紫红色早衰，产品品质差2.氮过量：植株徒长，贪青迟熟；蔬菜硝酸盐含量增加3.丰缺指标：表91、表92,田间水稻缺氮,田间玉米缺氮,NitrogenrecyclingongrapefruittwigswithinadequateN(left)(A)Greenterminalleaves(B)Yellowing(C)Defoliation,NitrogenToxicity,Darkgreen,ammoniatoxicity,Tobacco,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NH4N和NO3N,（二）含量我国耕地土壤全氮含量为0.040.35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,二、土壤中氮的形态水溶性速效氮源98%)非水解性难利用占3050%离子态土壤溶液中2.无机氮吸附态土壤胶体吸附(12)固定态2：1型粘土矿物固定,（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）,1.定义：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程。2.过程：有机氮氨基酸NH4N有机酸,异养微生物水解酶,氨化微生物水解、氧化、还原、转位,3.发生条件：各种条件下均可发生最适条件：温度为2030oC，土壤湿度为田间持水量的60，土壤pH7，C/N25:14.结果：生成NH4N（有效化）,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）,最适条件：氨充足、通气良好、pH6.57.5、2530oC4.结果：形成NO3N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）,（六）无机氮的生物固定1.定义：土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象2.过程：铵态氮硝态氮生物固定生物固定有机氮,硝化作用硝酸还原作用,3.结果：减缓氮的供应（暂时无效化）；可减少氮素的损失,（七）反硝化作用NO3N2、NO、N2O,1.生物反硝化作用（嫌气条件下）(1)定义：(2)过程：NO3NO2N2、N2O、NO(3)最适条件：含氮量510，新鲜有机质丰富pH58，温度3035oC,硝酸盐还原细菌,反硝化细菌,稻田氮素损失的主要途径：占氮肥损失的35,2.化学反硝化作用（可在好气条件下进行）NO2N2、N2O、NO发生条件：NO2存在3.结果：造成氮素的气态挥发损失(无效化)，并影响大气(破坏臭氧层、加剧温室效应),(八）硝酸盐的淋洗损失NO3N随水渗漏或流失，可达施入氮量的510结果：氮素损失(无效化),并污染水体(富营养化),三、土壤中氮的转化,铵态氮硝态氮,吸附态铵或固定态铵,水体中的硝态氮,矿化作用硝化作用生物固定硝酸还原作用,NH3N2、NO、N2O,挥发损失反硝化作用,吸附固定淋洗损失,有机氮,有机氮,生物固定,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：2050,四、土壤的供氮能力及氮的有效性有效氮：能被当季作物利用的氮素，包括无机氮(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,（二）土壤条件肥力状况：着重中、低产田土壤质地：砂质土壤“前轻后重，少量多次”粘质土壤“前重后轻”土壤反应：酸性土区、中性土区碱性土区、盐碱地(不宜用氯化铵)水分状况：水田区不宜用硝态氮肥旱地各种均可,（三）肥料品种NH4N：水田、旱地，深施（覆土）NO3N：旱地追肥，少量多次NH2N：水田、旱地，深施（覆土）,（四）施用方法氮肥深施好处：提高肥料利用率、肥效持久资料：施法氮肥利用率肥效表施30501020天深施50803040天深度：根系集中分布的土层方法：基肥深施、种肥深施、追肥深施,2.施用量根据目标产量法确定如，水稻、小麦：105kgN/ha（228kg尿素）棉花：135kgN/ha（293kg尿素）油菜：90kgN/ha（196kg尿素）大豆：33.75kg/ha（73kg尿素）,（五）氮肥与有机肥、磷肥、钾