第一节 土壤氮素与氮肥

1、 第第 四四 章章 化学肥料化学肥料0500100015002000250030003500400019751978198219851988199119941997粮食产量粮食产量(万吨万吨)肥料施用量肥料施用量(万吨万吨)肥料施用量粮食总产量15000200002500030000350004000045000500005500060000650007000075000肥料施用量粮食总产量肥料的增产作用肥料的增产作用 不同年代每公斤化肥增产粮食示意图不同年代每公斤化肥增产粮食示意图15970246810121416507090年代每公斤化肥增产量kgkg-1 农业增产中的作用农业增产中的作用

2、 化肥是农业生产最基础而且是最重要的物质投入。化肥是农业生产最基础而且是最重要的物质投入。据联合国粮农组织据联合国粮农组织(UAO(UAO）统计，化肥在对农作物）统计，化肥在对农作物增产的总份额中约占增产的总份额中约占40%40%60%60%。 中国能以占世界中国能以占世界7%7%的耕地养活了占世界的耕地养活了占世界22%22%的人口，的人口，可以说化肥起到举足轻重的作用。可以说化肥起到举足轻重的作用。 目前，中国化肥的利用率不高，当季氮肥利用率目前，中国化肥的利用率不高，当季氮肥利用率仅为仅为35%35%。据联合国粮食及农业组织的资料显示，。据联合国粮食及农业组织的资料显示，19801980

3、年至年至20022002年中国的化肥用量增长了年中国的化肥用量增长了61%61%，而粮，而粮食产量只增加了食产量只增加了31%31%。 化肥在农业生产成本（物资费用加入工费用）化肥在农业生产成本（物资费用加入工费用）中占中占25%25%以上，占全部物资费用（种子、肥料、农以上，占全部物资费用（种子、肥料、农药、机械作业、排灌等费用）的药、机械作业、排灌等费用）的50%50%左右，国家、左右，国家、地方和农民都为此付出了很大的代价。地方和农民都为此付出了很大的代价。农民每年为购买化肥要支付农民每年为购买化肥要支付14001400亿元（按耕地亿元（按耕地面积计算，每年平均每公顷在购买化肥方面积计算

4、，每年平均每公顷在购买化肥方 据联合国粮农组织（据联合国粮农组织（FAOFAO）统计）统计: : 对世界粮食增产因素的分析中对世界粮食增产因素的分析中, , 因播种面积增加而增加的产量占因播种面积增加而增加的产量占2222， 因单位面积产量增加所增加的产量占因单位面积产量增加所增加的产量占7878。 而在各项增产因素中，增施化肥起而在各项增产因素中，增施化肥起30305050的作用的作用 （一般可按（一般可按4040估计）。估计）。数以数以1010万计的田间试验结果表明，每公斤化肥平万计的田间试验结果表明，每公斤化肥平均可增产均可增产8 812kg12kg粮食；粮食；4 48kg8kg油料；油

5、料；3 36kg6kg棉花。棉花。施化肥增加的农产品价值是化肥投资的施化肥增加的农产品价值是化肥投资的4.84.8倍。倍。培肥土壤培肥土壤* * 增加土壤有效养分增加土壤有效养分提高土壤有机质含量提高土壤有机质含量 “ “无中生有无中生有”之理之理* * 人多地少的日本、人多地少的日本、荷兰单位面积施肥量荷兰单位面积施肥量是美国、前苏联的是美国、前苏联的3-3-5 5倍，单产是美国前倍，单产是美国前苏联的苏联的2 2倍；倍；* * 我国通过施肥提高我国通过施肥提高单产解决人口压力。单产解决人口压力。 第一节第一节 化学肥料概述化学肥料概述一、化学肥料 又名无机肥料，指经过化学生产工艺或用矿石加

6、又名无机肥料，指经过化学生产工艺或用矿石加工而成的肥料。工而成的肥料。 矿物态养分元素矿物态养分元素 煤、石油、天然气等能源煤、石油、天然气等能源 化学肥料化学肥料 大气中的气态养分元素大气中的气态养分元素 氮肥氮肥尿素、硫酸铵、氯化铵；尿素、硫酸铵、氯化铵； 磷肥磷肥过磷酸钙、重钙、磷矿粉等；过磷酸钙、重钙、磷矿粉等； 钾肥钾肥硫酸钾、氯化钾等硫酸钾、氯化钾等; ; 微量元素肥微量元素肥-硫酸铜、硼砂、硫酸锌等。硫酸铜、硼砂、硫酸锌等。1.单质肥料单质肥料 N P K N P K三元素中含两种和两种以上者分别称为二元三元素中含两种和两种以上者分别称为二元复合肥和三元复合肥。复合肥和三元复合肥

7、。 2 2、复混肥、复混肥三、化学肥料的特点 1.有效成分高 2. 肥效快 3.养分单一 4.便于储藏、运输和施用四、化学肥料发展趋势 1.高效化 2.长效化 也称缓效或缓释放肥料 3.液体化 可随水灌施或与农药混合使用，节约劳动力。 4.复合化 5.复混化第二节土壤氮素与氮肥第二节土壤氮素与氮肥 一、植物的氮素营养一、植物的氮素营养 二、土壤氮素状况二、土壤氮素状况 三、常用氮肥的种类、性质和施用三、常用氮肥的种类、性质和施用 四、氮肥的合理施用四、氮肥的合理施用一、一、 植物的氮素营养植物的氮素营养 除除C H OC H O外，外，N N是作物体内含量最多的元是作物体内含量最多的元素，在作

8、物体内的总含量为素，在作物体内的总含量为0.30.35 5。 同一作物：幼嫩器官同一作物：幼嫩器官叶子叶子茎杆茎杆根根 不同作物：豆科植物不同作物：豆科植物非豆科植物。非豆科植物。 （一）植物体氮素的含量和分布（一）植物体氮素的含量和分布（二）氮的生理功能（二）氮的生理功能p 氮是氮是蛋白质、核酸、叶绿素、酶、维生素、激素、蛋白质、核酸、叶绿素、酶、维生素、激素、生物碱生物碱等的成分等的成分p 氮有氮有生命元素生命元素之称。之称。苗期缺氮苗期缺氮老叶缺氮老叶缺氮绿色绿色V字症字症（三）植物对氮的吸收 铵态氮铵态氮和和硝态氮（主要）硝态氮（主要） 亚硝态氮亚硝态氮和和尿素尿素（次要）（次要）（四

9、）作物氮素缺乏与过多症状（四）作物氮素缺乏与过多症状p缺氮症状缺氮症状 1 1、植株矮小、生长缓慢、植株矮小、生长缓慢 2 2、叶片变黄特别是老叶先黄、叶片变黄特别是老叶先黄 3 3、早衰，产量低、早衰，产量低p氮素过量症状氮素过量症状 1 1、降低植物体内糖分含量、品质差；、降低植物体内糖分含量、品质差； 2 2、机械组织发育差，抗性差，易倒伏；、机械组织发育差，抗性差，易倒伏； 3 3、引起徒长、晚熟。、引起徒长、晚熟。+N-N氮过量氮过量果色不正氮过量果色不正土壤含氮：0.53.0g/kg 氮素来源：施肥 生物固氮（49kg / 年 / 豆科绿肥） 降雨带氮（0.20.6kg / 年 /

10、 亩）土壤状态：缺氮1.土壤氮素含量土壤氮素含量 二、土壤氮素状况二、土壤氮素状况（一）土壤氮素的含量、形态及有效性（一）土壤氮素的含量、形态及有效性2. 土壤氮素形态及有效性氮素形态及有效性u无机态氮（无机态氮（5%)：铵盐（铵盐（NH4+） 硝酸盐（硝酸盐（NO3- -） 速效氮速效氮 亚硝酸盐（亚硝酸盐（NO2- -）u有机态氮（有机态氮（95%）：）：腐殖酸、氨基酸腐殖酸、氨基酸 蛋白质等蛋白质等 缓效氮缓效氮1.矿化作用：矿化作用：有机态氮有机态氮 无机态氮无机态氮2.硝化作用：硝化作用：通气良好、氨或铵盐被氧化成硝酸的作用。通气良好、氨或铵盐被氧化成硝酸的作用。 NH3 + 3O2

11、 2HNO2 + 2H2O 2HNO2 + O2 2HNO3 3.反硝化作用：反硝化作用： 通气不良通气不良 NO3 NO2 N2 反硝化细菌反硝化细菌4.氮素无效化：氮素无效化：黏土固定、氨挥发、硝酸盐淋失黏土固定、氨挥发、硝酸盐淋失（二）（二） 土壤中土壤中 氮素的转化氮素的转化三、常用氮肥的种类、性质和施用三、常用氮肥的种类、性质和施用铵态氮肥：铵态氮肥：如氨水、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等如氨水、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等硝态氮肥：硝态氮肥：如硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾等如硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾等酰胺态氮肥：酰胺态氮肥：如尿素如尿素 （一）铵态氮肥铵态氮肥u 主要品种有：主要

12、品种有： 硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和碳酸氢铵等硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和碳酸氢铵等u 共同特点共同特点 易溶于水，易溶于水，速效，速效，易被作物吸收易被作物吸收 易被土壤胶体吸附和固定易被土壤胶体吸附和固定，利于保肥，利于保肥 通气良好通气良好可发生硝化作用可发生硝化作用而易流失而易流失 碱性环境中氨易挥发碱性环境中氨易挥发而损失而损失铵态氮肥在土壤中变化的示意图铵态氮肥在土壤中变化的示意图铵态氮铵态氮肥氨气硝化作用硝酸态氮土壤胶粒NH4+ 3no1.1.碳酸氢铵（碳酸氢铵（NHNH4 4HCOHCO3 3 ）1) 1) 性质：性质：含含N17N17，简称碳铵。白色细粒结晶，有强烈的刺，简称碳铵。

13、白色细粒结晶，有强烈的刺鼻，吸湿性强，易溶于水，呈碱性反应。鼻，吸湿性强，易溶于水，呈碱性反应。化学性质不稳定化学性质不稳定，易分解造成氮素的挥发损失易分解造成氮素的挥发损失。（如何保存？）。（如何保存？）2）在土中转化：）在土中转化： NH4HCO3 NH4HCO3 （无残留）（无残留）3） 使用：使用：基肥、追肥，基肥、追肥，宜深施宜深施。（为什么不可以作种肥？）（为什么不可以作种肥？） 1）性质：）性质：简称硫铵，含氮简称硫铵，含氮20-21。白色晶体，稳定性。白色晶体，稳定性好，不易吸湿、易溶于水、水溶液呈中性。好，不易吸湿、易溶于水、水溶液呈中性。 2）土中转化：）土中转化： (NH

14、4)2 SO4 NH4SO42 （使土壤变酸）（使土壤变酸） 3）有效施用：）有效施用： 可作可作基肥基肥(配施石灰和有机肥配施石灰和有机肥）、）、追肥、种肥追肥、种肥，适于各，适于各种作物。种作物。2.硫酸铵硫酸铵(NH4)2 SO43. 氯化铵（氯化铵（NH4Cl） 1 1）性质：）性质：简称氯铵，简称氯铵，含含N24N242626。白色白色结晶结晶，吸湿性吸湿性中，中，易结块，水溶液呈中性。易结块，水溶液呈中性。2 2）土中转化：）土中转化： NH4Cl NH4Cl NH4+NH4+ ClCl （使土壤变酸）（使土壤变酸） 3 3）有效施用：）有效施用： 适于作基肥适于作基肥 ( (配施

15、石灰和有机肥配施石灰和有机肥) )，追肥，不宜作，追肥，不宜作种肥种肥； 适于稻田和一般作物适于稻田和一般作物, ,不宜不宜盐碱地盐碱地和和忌氯作物忌氯作物（马铃薯、（马铃薯、烟草、茶等）。烟草、茶等）。（二）硝态氮肥（二）硝态氮肥p 包括：硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵和硝酸钾等包括：硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵和硝酸钾等p 共同特点：共同特点： 易溶于水，吸湿性强易溶于水，吸湿性强 硝酸根被土壤胶体所吸附少，易随水流失硝酸根被土壤胶体所吸附少，易随水流失 在土壤通气不良条件下，发生反硝化作用在土壤通气不良条件下，发生反硝化作用 受热下能分解释放出氧气，易燃易爆受热下能分解释放出氧气，易燃易爆 不宜作基肥

16、和种肥，作追肥时应避免在水田施用不宜作基肥和种肥，作追肥时应避免在水田施用硝态氮硝酸态氮肥氮气土壤胶粒随水淋失硝酸态氮随水上升反硝化作用 硝酸态氮肥在土壤中变化的示意图1.硝酸铵硝酸铵(NH4NO3） 1 1）性质：）性质：含含N33-35%N33-35%，简称硝铵。白色晶体，易溶于水，简称硝铵。白色晶体，易溶于水，水溶液呈中性，吸湿性极强，易燃、易爆。水溶液呈中性，吸湿性极强，易燃、易爆。 2 2）在土中的转化：）在土中的转化： NH4NO3 NH4NH4 NO3- 3 3）有效施用：）有效施用： 宜作追肥使用，多雨季节，应分次施用；不宜与有机宜作追肥使用，多雨季节，应分次施用；不宜与有机肥

17、混合堆沤。肥混合堆沤。品种品种 含氮量含氮量 (%) (%) 性质性质 施用施用硝酸钠硝酸钠 1516 吸湿性强、生理碱性盐吸湿性强、生理碱性盐 不宜用于盐碱地不宜用于盐碱地硝酸钙硝酸钙 12.615 吸湿性吸湿性 酸性土壤酸性土壤 营养液氮源营养液氮源2.其他硝态氮肥其他硝态氮肥（三）酰胺态氮肥酰胺态氮肥 凡是肥料中的氮以酰胺基（凡是肥料中的氮以酰胺基（-CONH2）的形）的形式存在的，叫做酰胺态氮肥。如尿素式存在的，叫做酰胺态氮肥。如尿素。 尿素是我国重点生产的高浓度氮肥品种。尿素是我国重点生产的高浓度氮肥品种。1.1.性质：性质：含含N46N46，白色结晶，易溶于水；加工形，白色结晶，易

18、溶于水；加工形态为白色颗粒，造粒过程产生缩二尿有毒害作用态为白色颗粒，造粒过程产生缩二尿有毒害作用（要求含量比超过（要求含量比超过1 1）。）。2.2.在土中转化在土中转化 3.3.有效施用：有效施用：尿素可作基肥和追肥施用，也可作根尿素可作基肥和追肥施用，也可作根外追肥，一般不作种肥。外追肥，一般不作种肥。尿素尿素CO(NH2)2吸收吸收(NH4)2CO3水解水解淋失淋失吸收吸收NO3吸收吸收硝化硝化淋失淋失NH4+NH4+吸附吸附尿素在土壤中转化的示意图尿素在土壤中转化的示意图土壤土壤胶粒胶粒四、氮肥的合理施用四、氮肥的合理施用（一）氮肥利用率（一）氮肥利用率 定义：定义：指当季作物吸收施

19、入肥料氮的数量占施氮量指当季作物吸收施入肥料氮的数量占施氮量的百分数。的百分数。 目前我国氮素平均利用率仅为目前我国氮素平均利用率仅为30%-45%30%-45%（二）提高氮肥利用率的途径（二）提高氮肥利用率的途径 1 .1 .根据作物施肥根据作物施肥 ：（ 1 1 ）不同作物氮的需要量及敏感程度不同，叶菜类、桑、）不同作物氮的需要量及敏感程度不同，叶菜类、桑、茶等作物需氮较多，豆科作物的初期才施用氮肥。茶等作物需氮较多，豆科作物的初期才施用氮肥。（ 2 2 ）不同作物对氮素类型有不同程度的反应）不同作物对氮素类型有不同程度的反应 水田水田 ：铵态氮肥的肥效：铵态氮肥的肥效 硝态氮；硝态氮； 旱地旱地 ：铵态氮肥：铵态氮肥硝态氮肥或略小。硝态氮肥或略小。（ 3 3 ）忌氯作物不要施用含有）忌氯作物不要施用含有 Cl - Cl - 的肥料的肥料（ 4 4 ）不同生育期需氮量不同）不同生育期需氮量不同（ 5 5 ）注意作物营养的两个关键时期的施肥）注意作物营养的两个关键时期的施肥2、根据土壤条件施肥、根据土壤条件施肥（ 1 1 ）土壤有机质含量高，少施或不施氮肥。）土壤有机质含量高，少施或不施氮肥。（ 2 2 ）轻质土壤，保肥性差，要少量多次施用氮肥，以防止）轻质土壤，保肥性差，要少量多次施用氮肥，以防止氮素的淋失；粘重土壤可一次大量施用氮