氮素营养与氮肥课件

1、第八章 植物氮素营养与氮肥主要内容植物的氮素营养作用氮素在土壤中的转化氮肥的种类与施用氮肥的合理施用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、发育阶段等有关。种类：大豆玉米小麦水稻；高产品种低产品种组织器官：幼嫩组织成熟组织衰老组织， 生长点非生长点 叶片籽粒 茎秆苞叶 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（一）植物体内氮的含量和分布（二）氮在植物生长发育中的作用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4. 氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）5. 氮是维生素、植物激素、生物碱的等的成分。

2、氮被称为生命元素（三）植物对氮的吸收与同化吸收的形态NH4+N、NO3-N（主要）NO2-N、有机氮（少量） 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。 植物吸收的铵态氮和硝态氮进入体内后，转化为氨（NH3）的形态，氨与植物呼吸作用产生的酮酸结合形成氨基酸，最后合成蛋白质。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。1、NO3-N的同化NO2_NO3_NH3参与氨同化的有三个重要的酶：谷氨酸酸脱氢酶（glutamate dehydrogenase）

3、谷氨酸合成酶（glutamate synthase）谷氨酰胺合成酶（glutamine synthase）氨基酸NH3有机碳链（酮酸）+2、NH4-N的同化 当铵态氮供应充足时，作物吸收较多的铵，这时铵就与谷氨酸和天门冬氨酸合成谷氨酰胺和天门冬酰胺，作物体内酰胺的形成具有重要意义。贮存氨基解除氨毒酰胺形成的意义(1) 尿素（酰胺态氮） 吸收：根、叶均能直接吸收同化：脲酶途径：尿素 NH3 氨基酸 非脲酶途径：直接同化 尿素 氨甲酰磷酸 瓜氨酸 精氨酸尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受害症状 (2) 氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异 脲酶3、有机氮的吸收与同化1. 氮缺乏：首先

4、在下部老叶出现症状植株矮小，瘦弱，分蘖或分枝少叶片转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色；茎叶基部或呈紫红色；叶色发黄始于老叶，由下至上蔓延早衰，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（四）植物氮素营养失调症状Technological stripe disease条纹病Caused by incorrect Nfertilizer application燕 麦小 麦油 菜条纹病为害症状:在小麦叶片上起初出现断续的褪绿或淡黄色条纹。有时条纹集中，使叶片呈惨白色，但表现症状后，逐渐成为隐症，而病株仍造成秕穗，影响产量。大麦地上部分均能发病，以叶片受害最重。、开始在麦苗的幼叶上产生

5、淡黄色斑点或短条纹，以后随叶片长大，病斑逐渐扩展。至分蘖期，病株产生典型的症状。从叶片基部直到叶尖形成与叶脉平行的细长条纹或断续相连的条纹。不同时期和部位的缺氮症状苗期缺氮老叶缺氮绿色V字症西红柿缺氮，生长矮小，茎和叶柄变硬变脆，叶片为淡绿色，偶尔为淡紫色，下部黄化。梨树缺氮；亮黄、紫色或红色叶片小麦缺氮：缺少分蘖、茎变细，发红；叶片淡绿色，老叶黄化，早死脱落。大麦缺氮：类似于小麦。缺少分蘖，茎变细，基部发红；叶片淡绿，老叶黄化，死亡，脱落。蒜缺氮、磷：右为缺氮，生长矮小、瘦弱、叶片淡绿，叶点死亡；左为缺磷：生长缓慢、矮小，叶片暗绿、叶点死亡。缺氮小麦地块由于施肥不匀造成的缺氮现象植株缺氮的症

6、状Slight symptoms of N toxicity in cucumberCucumber growth with normal N Nutrition氮过量正常氮毒害症状Severe symptoms of N toxicity温室种植黄瓜的氮毒害症状Induced N toxicity in cucumber plants in a glass house trial.N over-fertilization causes “Blotchy ripening”番茄褐变型筋腐病 氮素过多对苹果的影响Normal N Nutrition for “Golden delicious”O

7、ver-fertilized with N fertilizer for “Golden delicious”金冠苹果 老叶萎焉、下垂、无生气，接着，下部叶片黄化、出现褐斑。氮素在土壤中的转化土壤N素的来源及含量土壤N素形态及有效性 N素在土壤中转化 土壤N素损失的途径 1.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NO3N2.含量土壤含氮量一般为0.04 0.35%，多数在0.05 0.1%之间。（一）土壤中氮素的来源及含量（二）土壤中氮的形态 有机氮 无机氮矿化作用固定作用形态无机态氮：占土壤全氮的含量1%-5%. 包括NH4

8、、NO3、NO2 粘土矿物固定的NH4有机态氮：一般占土壤全氮的95%以上（三）土壤中氮的转化 氨化作用 硝化作用 生物固定 硝酸还原作用 铵态氮 硝态氮 有机质吸附态铵或固定态铵水体中的硝态氮 NH3 N2、NO、N2O 挥发损失 反硝化作用吸附固定 淋洗损失 有机氮生物 固定（1）有机态氮的矿化过程 含氮的有机合化物，在多种微生物的作用下降解为简单的氨态氮的过程。水解过程： 水解 水解 蛋白质 多肽 氨基酸、酰胺等 朊酶 肽酶 条件： 好气或嫌气； 真菌、细菌、放线菌等； 在通气良好； 温度较高； 水分6070%； pH值适中； C/N比适当的条件下，矿化作用最强烈，最彻底。1、土壤氮素的

9、有效化过程氨化过程RCHNH2COOH + O2 RCH2COOH + NH3 + E 酶条件： 好气或嫌气； 真菌、细菌、放线菌等； 温度较高且特别敏感； 水分6070%； pH值要求在4.85.2 C/N比适当的条件下，矿化作用最强烈，最彻底。氨化微生物 氨、胺、酰胺硝态氮化合物，分两步进行：亚硝化作用 亚硝化微生物 2HN4+ + 3O2 2NO2- + 2H2O + 4H+ + 158千卡 以(Nitrosomonas为主)条件：亚硝化细菌（专性自养型微生物）； 通气：良好 O2 5%；水分：5060%； pH 5.5 - 10 (7-9)， 4.5 受抑制！； 温度：35 ， 2 S

10、TOP! 养分：Cu，Mo等促进硝化作用的进行。缺Ca不利。 （2）铵的硝化过程硝化作用 硝化微生物 2NO2- + O2 2NO3- + 40千卡 以(Nitrobacter为主) 条件：硝化细菌（以Nitrobacter为主）其它同上 在通气良好的条件下，硝化作用的速率亚硝化作用铵化作用，因此，在正常土壤中，很少有亚硝态氮和铵态氮及氨的积累。1.氮的淋失2.气体损失 （1）反硝化-生物脱氮（生物化学反应）（嫌气条件）N2 2、氮的无效化过程（当前氮肥利用率不足50%）？ （2）氨挥发：施肥后第一周氮素损失的主要 方式。 （浅施、碱性）NH4+ + OH- NH3 + H2O3.铵（NH4+

11、）晶格固定：2：1粘土矿物，干湿交替频繁作为条件。 我国北方的土壤中，能固铵的粘粒矿物较多，但其土壤中铵极少，而南方水田的铵态氮较多，而能固定铵的粘土矿物不多。因此，铵的粘土矿物固定在我国的意义不是非常大。氮肥的种类、性质和施用 氮肥的种类很多，根据氮肥中氮素的形态，常用的氮肥一般可分为三大类。 第一类是铵态氮肥，如氨水、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等 第二类是硝态氮肥，如硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾等； 第三类是酰胺态氮肥，如尿素。包括：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵（一）共同特性（均含有NH4 ）1. 易溶于水，易被作物吸收2. 易被土壤胶体吸附和固定3. 可发生硝化作用4. 碱性环境中氨易挥

12、发5. 高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害6. 对钙、镁、钾等的吸收有颉颃作用一、铵态氮肥表 铵态氮肥的基本性质（二）理化性质生理酸性肥料生理酸性肥料土壤中铵态氮肥去向示意图氨气124NH4+NH4+3铵态氮肥铵态氮肥硝酸态氮土壤胶粒（三）在土壤中的转化基肥追肥基肥追肥基肥追肥基肥追肥种肥基肥追肥忌氯作物一不离土、二不离水造粒长效碳铵不易与碱性肥料混合深施覆土，减少氨的挥发。共性（四）施用方法储运和施用机具及时灌水液氨施肥系统液氨施肥系统包括：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙（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

13、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二、硝铵态和硝态氮肥（二）理化性质生理中性肥料无残留生理碱性肥料生理碱性肥料化学肥料进入土壤后，如植物吸收肥料中的阳离子比阴离子快时，土壤溶液中就有阳离子过剩，生成相应酸性物质，久而久之就会引起土壤酸化。这类肥料称为生理酸性肥料。反之，即为生理碱性肥料。生理酸性（碱性）肥料132硝酸态氮肥硝酸态氮土壤中硝态氮肥变化示意图氮气（三）在土壤中的转化追肥旱地基肥追肥追肥防止NO3-N的淋失不能与有机肥料混合堆沤，以防止发生反硝化共性（四）施用方法（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，

14、肥料为颗粒状； 易溶予水，呈中性三、酰胺态氮肥 尿素一般不应超过1.5%，超过2%会抑制种子发芽。叶面追肥时不应超过 0.5%在土壤中可以逐渐分解，一般旱地20天可以分解60%. 水田分解更快。尿素中的缩二脲尿素的造粒及其缩二脲的形成2CO(NH2)2 (CONH2)-NH + NH3（二）在土壤中的转化少部分以分子态被土壤胶体吸附和被植物吸收大部分在脲酶作用下水解1. 水解作用CO(NH2)2 (NH4) 2CO3 NH3CO2H2O影响因素：脲酶活性与pH值、温度、质地等 如：10oC 712天 20oC 4 5 天 完全转化 30oC 2 3 天结果：局部土壤暂时变碱（注意氨挥发）措施：

15、深施、加脲酶抑制剂(如:氢醌制剂)脲酶H2O2. 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 尿素长期施用对土壤无副作用措施：使用硝化抑制剂(如:西吡:2-氯-6三氯甲基吡啶)尿素CO(NH2)21(NH4)2CO3256NO3748NH4+NH4+3尿素在土壤中变化的示意图土壤胶粒（2）特别适合做根外追肥施用，原因？（1）适用于各种土壤和作物，可作基肥、追肥，一般不作种肥施用（原因有二：缩二脲和pH） 为中性有机分子，电离度小，对作物茎业损伤小 分子体积小，易被吸收 具有吸湿性易参与植物体内代谢根外追肥注意问题： 缩二脲的含量 适宜的尿素浓度（一般在0.5%-1.0%之间）（三）施用方法农田中氮肥的去向 作物吸收 3045% 残留在土壤中 10 30% 损作 40 45%氮肥利用率（%） 碳铵 尿素 平均水稻 33 38 9 72%麦类 30 41提高氮肥利用率氮肥损失率（%） 水稻地 50左右 玉米地 40左右 小麦地 30左右氮肥损失途径 氨挥