第九章-植物的氮素营养与氮肥-土壤肥料学-教学课件

第九章

植物的氮素营养与氮肥1第九章

植物的氮素营养与氮肥1氮是植物必需营养元素，氮肥是农业生产上施用最多的化学肥料，要合理施用氮肥，必须了解作物的氮素营养功能及各种氮肥的性质及合理施用方法。第九章植物的氮素营养与氮肥2氮是植物必需营养元素，氮肥是农业生产上施用最多的化学

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3主要内容第一节作物的氮素营养一、氮的含量、分布和种类1、含量：除CHO外，N是作物体内含量最多的元素，在作物体内的总含量为0.3％－5％。P189♣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

♣器官：种子>叶>根>茎

♣组织：幼嫩>成熟>衰老；生长点>非生长点

♣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4第一节作物的氮素营养一、氮的含量、分布和种类1、含量：2、分布：

幼嫩组织>成熟组织>衰老组织; 生长点>非生长点

Why？原因：氮在植物体内的移动性强52、分布：原因：5３、种类有机物：大量，主要是蛋白质、酶、核酸、叶绿素、维生素、生物碱和激素等无机盐：少量，主要是硝酸盐，极其微量的氨（NH3和NH4+）6３、种类有机物：大量，主要是蛋白质、酶、核酸、叶绿素、维生素二、氮的生理功能

♫氮构成氨基酸，氨基酸构成蛋白质，蛋白质含氮16%－18%。

♫

氮是含氮碱基的组分，碱基、戊糖又是核酸成分，核酸含氮7%。

♫

核酸与蛋白质的结合组成核蛋白，是一切作物生命活动和遗传变异的基础。1、氮是蛋白质和核酸的成分7二、氮的生理功能♫氮构成氨基酸，氨基酸构成蛋白质，2.氮是叶绿素的成分

♫叶绿体含蛋白质45～60％3.氮是酶的成分：酶本身是蛋白质4.氮是多种维生素的成分：B1、B2、B6等5.氮是一些植物激素的成分：IAA、CK6.磷脂和生物碱也含氮

氮素通常被称为生命元素82.氮是叶绿素的成分

♫叶绿体含蛋白质三、作物对氮的吸收利用吸收的形态无机态：NH4+－N、NO3-－N（主要）有机态：酰胺、氨基酸、核酸（少量）等大气中含氮（N2）78%。但除豆科植物外，一般植物不能吸收利用9三、作物对氮的吸收利用吸收的形态无机态：NH4+－N、NO3（一）植物对硝态氮的吸收与同化1.吸收：植物主动吸收NO3-－N10～30％在根还原70～90％运输到茎叶还原小部分贮存在液胞内10（一）植物对硝态氮的吸收与同化1.吸收：植物主动吸收NO32.同化NO3-NO2-NH3

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

NR，MoNiR，Fe、Mn

根、叶细胞质根其它细胞器、叶绿体112.同化NR，Mo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）。12植物体内硝酸盐含量的分级：12表我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 （沈明珠，1982）(mg/kg鲜重)级别硝酸盐含量污染程度参考卫生性

1≤432轻度允许生食2≤785中度允许盐渍,熟食3≤1440高度允许熟食4≤3100严重不允许食用

降低植物体内硝酸盐含量的有效措施：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。13表我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 （沈明蔬菜硝酸盐评价标准采用沈明珠等提出的蔬菜硝酸盐含量卫生评价分级标准.该标准是以1973年世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)制订的食品中硝酸盐的限量标准规定的ADI值为3.6mg/kg(体质量)作为基准,并且根据蔬菜在经过盐渍、煮熟后硝酸盐含量分别减少45%和60%~70%进行折算与分级.

评价标准按GB15198-94标准执行，亚硝酸盐限量指标（以NaNO3

计）≤4mg/kg。14蔬菜硝酸盐评价标准采用沈明珠等提出的蔬菜硝酸（二）植物对铵态氮的吸收与同化ATPaseNH4+H+

膜外膜膜内H+NH4+NH31.吸收（1）机理：①主动吸收(Epstein,1972)②接触脱质子

(Mengel,1982)（2）特点：释放等量的H＋，使介质pH值？15（二）植物对铵态氮的吸收与同化ATPaseNH4+H+2.同化NH3＋谷氨酸＋ATP谷氨酰胺＋ADP＋Pi谷氨酰胺＋α-酮戊二酸＋2e－＋2H＋2谷氨酸谷氨酸＋17酮酸17种氨基酸

蛋白质

谷氨酰胺合成酶谷铵酸合成酶转氨酶

合成3.酰胺形成的意义（谷氨酰胺）

①贮存氨基；②解除氨毒；③参与代谢162.同化谷氨酰胺合成酶谷铵酸合成酶转氨酶3.酰胺形成的意（三）植物对有机氮的吸收与同化1.尿素（酰胺态氮）吸收：根、叶均能直接吸收当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受害症状尿素氨甲酰磷酸瓜氨酸精氨酸脲酶同化：

①脲酶途径：尿素NH3氨基酸

②非脲酶途径：直接同化17（三）植物对有机氮的吸收与同化1.尿素（酰胺态氮）尿素2.氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异

P191182.氨基态氮：18喜铵植物：水稻、甘薯、马铃薯喜硝植物：大部分蔬菜，如黄瓜、番茄、莴苣；甜菜、烟草四、铵态氮和硝态氮的营养特点（一）植物的喜铵性和喜硝性19喜铵植物：水稻、甘薯、马铃薯四、铵态氮和硝态（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：有利于铵的吸收介质通气状况、土壤水分状况20（二）产生原因介质反应：酸性：有利于硝的吸收20五、作物氮素缺乏与过多症状首先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早衰，产品品质差（一）缺氮症状21五、作物氮素缺乏与过多症状首先在下部老叶出现症状（一）缺氮（二）氮素过量危害降低植物体内糖分含量、作物抗性差；机械组织发育差，易倒伏；引起作物徒长、晚熟。蔬菜硝酸盐含量增加（三）丰缺指标：代谢产物：叶绿素质量分数、游离酰胺和游离氨基酸质量分数及比例。化学诊断：表9－1、表9－222（二）氮素过量危害降低植物体内糖分含量、作物抗性差；（缺氮23缺氮23缺氮24缺氮24缺氮25缺氮25缺氮26缺氮26缺氮27缺氮27缺氮28缺氮282929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－－N30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1（二）含量 我国主要耕地土壤全氮含量多数在0.5g/kg-1g/kg之间，与土壤有机质呈正相关 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31（二）含量31二、土壤中氮的形态

水溶性速效氮源<全氮的5%1.有机氮

水解性缓效氮源占50～70%(>98%)

非水解性难利用占30～50%2.无机氮

铵态氮、硝态氮、亚硝态氮和气态氮等(1～2％)通常指：铵态氮和硝态氮

有机氮无机氮矿化作用固定作用32二、土壤中氮的形态 有机氮三、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质有机氮生物固定33三、土壤中氮的转化（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。

异养微生物水解酶氨化微生物水解、氧化、还原、转位2.过程：有机氮氨基酸

NH4＋－N＋有机酸

34（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）1.定义：在微生物作用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）353.发生条件：各种条件下均可发生35吸附固定：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4＋的吸附作用晶格固定：NH4＋进入2：1型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用吸附作用固定作用解吸作用释放作用2.过程液相NH4＋交换性NH4＋

固定态NH4＋（二）土壤粘土矿物对NH4＋的固定1.定义吸附作用固定作用解吸作用释放作用3.结果：减缓NH4＋的供应程度(暂时无效化)36吸附固定：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4＋的(三）氨的挥发损失1.定义：在中性或碱性条件下，土壤中的NH4＋转化为NH3而挥发的过程2.过程：

NH4＋NH3

＋H＋3.影响因素：①pH值NH3挥发60.1%71.0%810.0%950.0%OH－H＋37(三）氨的挥发损失OH－37 ②土壤CaCO3含量：呈正相关 ③温度：呈正相关 ④施肥深度：挥发量表施>深施土壤水分

铵态氮含量

4.结果：造成氮素损失（无效化）38 ②土壤CaCO3含量：呈正相关38（四）硝化作用1.

定义：土壤中的NH4＋，在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象2.过程：

NH4＋＋O2

NO2－＋4H＋ 2NO2－＋O22NO3－3.影响条件：土壤通气状况、土壤反应等亚硝化细菌硝化细菌39（四）硝化作用亚硝化细菌硝化细菌39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）40最适条件：氨充足、通气良好、40（五）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41（五）无机氮的生物固定硝化作用413.影响条件

土体的C/N比、通气、湿度4.结果：减缓氮的供应（暂时无效化）；可减少氮素的损失（六）硝酸还原作用

NO3－NH4＋作用机理仍不清楚

嫌气条件(硝酸还原酶)423.影响条件土体的C/N比、通气、湿度（六）硝酸还原作（七）反硝化作用

NO3－N2、NO、NO21.生物反硝化作用（嫌气条件下）(1)定义：(2)过程：NO3－NO2－N2,N2O,NO(3)最适条件：

含氮量5～10％，新鲜有机质丰富

pH5～8，温度30～35oC硝酸盐还原细菌反硝化细菌43（七）反硝化作用1.生物反硝化作用（嫌气条件下）硝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）

NO2－N2、N2O、NO发生条件：

NO2－存在3.结果：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)44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(八）硝酸盐的淋洗损失♣

NO3－－N随水渗漏或流失，可达施入氮量的5～10％♣

结果：氮素损失(无效化)，并污染

水

体(富营养化)45(八）硝酸盐的淋洗损失♣NO3－－N随水渗漏或流失四、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(<2％)和易分解的有机氮

旱地：全氮、碱解氮、供氮能力

土壤矿化氮、硝态氮

稻田：全氮、碱解氮、铵态氮全氮：

土壤供氮潜力无机氮：

土壤供氮强度46四、土壤的供氮能力及氮的有效性土壤有效氮增加和减少的途径增加途径施肥(有机肥、化肥)氨化作用硝化作用(喜硝作物)生物固氮雷电降雨减少途径植物吸收带走氨的挥发损失硝化作用(喜铵作物)反硝化作用硝酸盐淋失生物和吸附固定(暂时)47土壤有效氮增加和减少的途径增加途径减少途径47第三节氮肥的种类、性质和施用分类：氮素化合物的形态：铵态氮、硝态氮、酰胺态氮肥农业生产中需要量最多的是氮肥。它对提高作物产量，改善农产品品质有重要作用。48第三节氮肥的种类、性质和施用分类：农业生一、铵态氮肥：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵易溶于水，易被作物吸收易被土壤胶体吸附和固定可发生硝化作用碱性环境中氨易挥发，不能与碱性物质混合施用高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害，一次用量不能太大对钙镁钾等的吸收有颉颃作用（一）铵态氮肥共性49一、铵态氮肥：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵易溶于水，（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NH3

82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liquefiedammoniaammonia(water)ammoniumbicarbonateammoniumchlorideammoniumsulphate50（二）理化性质liquefiedammonia50515152525353（三）在土壤中的转化和施用表铵态氮肥在土壤中的转化和施用品种转化及结果施用液氨NH3＋H2ONH4＋＋OH－基肥,施肥机深施氨水对土壤和作物影响不大基肥,追肥,深施碳铵NH4＋＋HCO3－基肥,追肥,深施对土壤没有副作用适于各种土壤和大多数作物54（三）在土壤中的转化和施用54品种转化及结果施用氯化铵NH4＋＋Cl－基肥（配施石灰和有机肥），土壤酸化,脱钙追肥;适于稻田和一般作物板结，结构破坏不宜忌氯作物（烤烟，糖料作物、果树、薯类作物）

硫铵NH4＋＋SO42－基肥（配施石灰和有机肥），

使土壤酸化，形成追肥,种肥，适于各种作物细粒状沉淀，堵塞喜硫作物（葱、蒜、十字花科）土壤空隙，结构破坏不宜稻田（续）表铵态氮肥在土壤中的转化和施用55品种转化及结果NH4Cl在土壤中转化：制造碳酸氢钠的副产品♦中性、石灰土：

NH4SCa+2NH4Cl

S

NH4+CaCl2♦酸性土：SH+NH4Cl

S

NH4+HCl56NH4Cl在土壤中转化：制造碳酸氢钠的副产品56（NH4)2SO4在土壤中转化:合成氨用硫酸吸收制成中性、石灰土:

NH4SCa

+(NH4)2SO4

NH4S

+CaSO4

酸性土:

NH4SH+(NH4)2SO4

NH4S+H2SO4H

57（NH4)2SO4在土壤中转化:合成氨用硫酸吸收制成中性、石二、硝－铵态和硝态氮肥包括：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾易溶于水，易被作物吸收（主动吸收）不被土壤胶体吸附，易随水流失易发生反硝化作用促进钙镁钾等的吸收吸湿性大，具助燃性（易燃易爆）硝态氮含氮量均较低吸湿性强、易结块（一）共同特性58二、硝－铵态和硝态氮肥（一）共同特性58（二）理化性质与施用表硝－铵态和硝态氮肥的基本性质和施用

品种分子式含氮量(%)性质施用硝酸铵

NH4NO334~35(生理中性盐)旱地追肥,烟草硝酸钠

NaNO315~16生理碱性盐少量多次硝酸钙Ca(NO3)12.6~15吸湿性(水培营养硝酸钾KNO314助燃性液氮源)ammoniumnitratesodiumnitratecalciumnitratepotassiumnitrate

59（二）理化性质与施用ammoniumnitrate5960606161三、酰胺态氮肥尿素 (urea,carbamide)（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62三、酰胺态氮肥尿素 (urea,car6363（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64（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CO(NH2)2(NH4)2CO3NH3＋CO2＋H2O脲酶H2O水解作用影响因素：脲酶活性与pH值、水分、温度、有机质含量、质地等如：10oC7～12天

20oC4～5天

完全转化

30oC2～3天结果：局部土壤暂时变碱（注意氨挥发）措施：深施、使用脲酶抑制剂65CO(NH2)2(NH4)2CO生成铵易发生硝化作用结果：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66生成铵易发生硝化作用尿素长期施用对土壤无副作用66（三）施用

（1）适合于各种作物和各种土壤，深施（2）作追肥应提前4－5天，施后不要立即灌水；（3）不宜作种肥，因尿素中缩二脲（<0.5%），可抑制幼根生长和种子萌发；（4）很适合作根外追肥，浓度0.2％－2％，次数2～3次，7～10天喷一次。67（三）施用 （1）适合于各种作物和各种土壤，深施67

尿素很适合作根外追肥的原因:

a分子小，易扩散进入质膜；b中性有机物，电离度小，不伤害作物茎叶；c易溶于水，吸湿性强，易保持叶片湿润被吸收；d吸收速率高，转化快。68尿素很适合作根外追肥的原因:a分子小，易扩散进入质第四节氮肥的合理施用氮肥利用率低

肥料效益降低是普遍的问题。世界氮肥的平均利用率为40～60%，我国仅为30～35%。氮肥用量逐渐增加，但输入的每公斤氮的增产效果却在降低。收获物中氮的再循环率低，仅为31%。

环境问题

反硝化和氨挥发，温室气体；污染地下水；水体富营养化。69第四节氮肥的合理施用氮肥利用率低69第四节氮肥的合理施用一、氮肥利用率（一）定义：指当季作物吸收肥料氮的数量占施氮量的百分数70第四节氮肥的合理施用一、氮肥利用率70（二）测定方法1.差值法氮肥利用率＝

╳100%(％)施氮区作物的吸氮量－无氮区作物的吸氮量施用氮肥的总氮量最常用的方法，差减法测定的结果通常要比示踪法高肥料在施肥点附近对土壤微生物活性有激发效应通常用于研究施用氮肥后作物氮素营养的实际提高程度71（二）测定方法施氮区作物的吸氮量－无氮区作物的吸氮量最常用的2.15N示踪法

优点：准确可靠（exact)缺点：价格高，且需专门仪器测定（质谱仪）通常用来研究化肥氮的转化和去向722.15N示踪法优点：准确可靠（exact)72表不同作物的氮肥利用率（％）作物氮素利用率 作物氮素利用率水稻 40～50 棉花 40小麦 27～41 油菜 29玉米 52～78 马铃薯 20～30一般为：24%～45%以下73表不同作物的氮肥利用率（％）73（三）影响因素：肥料品种、施肥量、养分配比、施肥时期、施肥方法和施肥位置等项技术的总称。作物种类土壤条件气候条件施肥技术等74（三）影响因素：肥料品种、施肥量、养分配比、施肥时期、施肥方二、提高氮肥利用率的途径目的(Aims)：

减少氨气损失(reduceAmmoniavolatilization)

减少硝态氮的淋溶损失(reducenitrateleaching)

减少硝态氮的反硝化脱氮损失(reducedenitrification)措施(methods):

根据不同作物，选择适宜的肥料品种；土壤肥力、质地等条件不同，肥料品种、施肥量不同；气候区不同，肥料品种及用量不同采用先进的施肥技术75二、提高氮肥利用率的途径目的(Aims)：75（一）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

二、提高氮肥利用率的途径76（一）作物种类二、提高氮肥利用率的途径76（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：盐碱地上施用酸性或中性肥料(尿素、碳铵、硝酸铵和硫酸铵等，氯化铵通常不宜)酸性土壤上施用碱性或生理碱性肥料；♣水分状况：水田不宜用硝态氮肥旱地各种均可77（二）土壤条件♣肥力状况：着重中、低产田77（三）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78（三）气候条件★在干旱条件下，作物对肥料用量的反应小，增（四）肥料品种NH4＋－N：水田、旱地，深施（覆土）NO3－－N：旱地追肥，少量多次酰铵态氮：水田、旱地，深施（覆土）研制开发应用新型肥料速效氮肥：

前劲猛、中劲弱、无后劲长效氮肥：

前劲缓、中劲稳、后劲长

品种：包膜肥料，尿素甲醛，氢醌尿素，缓效碳铵79（四）肥料品种NH4＋－N：水田、旱地，深施（覆土）79包膜肥料

在速效氮肥外层包上一层半透性物质，让养分缓慢释放，外衣成分是树脂、沥青、硫磺、石蜡……现生产上已有硫衣尿素、涂层尿素、包被碳铵、缓释肥、控释肥、……

80包膜肥料在速效氮肥外层包上一层半透性物质，让养分缓慢释放，8181氢醌尿素♣尿素生产中加入脲酶抑制剂－氢醌♣机理：延长尿素在土壤中的转化时间。♣加入量：0.1％－0.3％♣效果：肥效长达40－60天82氢醌尿素♣尿素生产中加入脲酶抑制剂－氢醌82缓效碳铵♣

70％碳铵＋30％浮石粉♣机理：利用浮石的物理吸附作用减少氨挥发♣效果：与等质量的纯碳铵相当，节省30％。83缓效碳铵♣70％碳铵＋30％浮石粉83（五）施用方法1.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30～50％10～20天

深施50～80％30～40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84（五）施用方法842.施用量－－根据目标产量法确定目标产量法：以实现作物目标产量所需养分量与土壤供应养分量的差额作为确定施肥量的依据，以达到养分收支平衡，所以，又称为养分平衡法。计算公式：式中：F：施肥量(千克/公顷)；Y：目标产量(千克/公顷)；

C：单位产量的养分吸收量(千克)；

S：土壤供应养分量(千克/公顷)；

N：所施肥料中的养分含量(％)；

E：肥料当季利用率(％)。

(Y×C)-SN×EF=852.施用量－－根据目标产量法确定(Y×C)-SF

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）86 如，水稻、小麦：105kgN/ha（228kg尿素）86（六）氮肥与有机肥、磷肥、钾肥配合1.与有机肥配合施用

好处：无机氮可以提高有机氮的矿化率

有机氮可以加强无机氮的生物固定

目的：作物高产、稳产、优质改良土壤，提高氮肥利用率2.氮、磷、钾配合施用

通过平衡施肥使作物营养平衡87（六）氮肥与有机肥、磷肥、钾肥配合1.与有机肥配合施用87（七）、配合施用氮肥增效剂

硝化抑制剂，抑制亚硝化细菌的活性

CP：2−氯−6（三氯甲基）吡啶

DCD：双氰胺

ATC：4-硝基1，2，4−三唑效果：提高氮肥利用率5％－10％时间：30－40天用量：纯氮用量的2％作物：豆科作物上少用或不用脲酶抑制剂：抑制脲酶的活性

HQ：氢醌88（七）、配合施用氮肥增效剂硝化抑制剂，抑制亚硝化细菌的活1、植物在营养生长期缺氮症状？2、请用连线为如下植物选择一种适宜的氮肥：

水稻 烟草 马铃薯 甜菜 硫酸铵 氯化铵 硝酸钠 硝酸铵891、植物在营养生长期缺氮症状？89第九章

植物的氮素营养与氮肥90第九章

植物的氮素营养与氮肥1氮是植物必需营养元素，氮肥是农业生产上施用最多的化学肥料，要合理施用氮肥，必须了解作物的氮素营养功能及各种氮肥的性质及合理施用方法。第九章植物的氮素营养与氮肥91氮是植物必需营养元素，氮肥是农业生产上施用最多的化学

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92主要内容第一节作物的氮素营养一、氮的含量、分布和种类1、含量：除CHO外，N是作物体内含量最多的元素，在作物体内的总含量为0.3％－5％。P189♣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

♣器官：种子>叶>根>茎

♣组织：幼嫩>成熟>衰老；生长点>非生长点

♣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93第一节作物的氮素营养一、氮的含量、分布和种类1、含量：2、分布：

幼嫩组织>成熟组织>衰老组织; 生长点>非生长点

Why？原因：氮在植物体内的移动性强942、分布：原因：5３、种类有机物：大量，主要是蛋白质、酶、核酸、叶绿素、维生素、生物碱和激素等无机盐：少量，主要是硝酸盐，极其微量的氨（NH3和NH4+）95３、种类有机物：大量，主要是蛋白质、酶、核酸、叶绿素、维生素二、氮的生理功能

♫氮构成氨基酸，氨基酸构成蛋白质，蛋白质含氮16%－18%。

♫

氮是含氮碱基的组分，碱基、戊糖又是核酸成分，核酸含氮7%。

♫

核酸与蛋白质的结合组成核蛋白，是一切作物生命活动和遗传变异的基础。1、氮是蛋白质和核酸的成分96二、氮的生理功能♫氮构成氨基酸，氨基酸构成蛋白质，2.氮是叶绿素的成分

♫叶绿体含蛋白质45～60％3.氮是酶的成分：酶本身是蛋白质4.氮是多种维生素的成分：B1、B2、B6等5.氮是一些植物激素的成分：IAA、CK6.磷脂和生物碱也含氮

氮素通常被称为生命元素972.氮是叶绿素的成分

♫叶绿体含蛋白质三、作物对氮的吸收利用吸收的形态无机态：NH4+－N、NO3-－N（主要）有机态：酰胺、氨基酸、核酸（少量）等大气中含氮（N2）78%。但除豆科植物外，一般植物不能吸收利用98三、作物对氮的吸收利用吸收的形态无机态：NH4+－N、NO3（一）植物对硝态氮的吸收与同化1.吸收：植物主动吸收NO3-－N10～30％在根还原70～90％运输到茎叶还原小部分贮存在液胞内99（一）植物对硝态氮的吸收与同化1.吸收：植物主动吸收NO32.同化NO3-NO2-NH3

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

NR，MoNiR，Fe、Mn

根、叶细胞质根其它细胞器、叶绿体1002.同化NR，Mo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）。101植物体内硝酸盐含量的分级：12表我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 （沈明珠，1982）(mg/kg鲜重)级别硝酸盐含量污染程度参考卫生性

1≤432轻度允许生食2≤785中度允许盐渍,熟食3≤1440高度允许熟食4≤3100严重不允许食用

降低植物体内硝酸盐含量的有效措施：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。102表我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 （沈明蔬菜硝酸盐评价标准采用沈明珠等提出的蔬菜硝酸盐含量卫生评价分级标准.该标准是以1973年世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)制订的食品中硝酸盐的限量标准规定的ADI值为3.6mg/kg(体质量)作为基准,并且根据蔬菜在经过盐渍、煮熟后硝酸盐含量分别减少45%和60%~70%进行折算与分级.

评价标准按GB15198-94标准执行，亚硝酸盐限量指标（以NaNO3

计）≤4mg/kg。103蔬菜硝酸盐评价标准采用沈明珠等提出的蔬菜硝酸（二）植物对铵态氮的吸收与同化ATPaseNH4+H+

膜外膜膜内H+NH4+NH31.吸收（1）机理：①主动吸收(Epstein,1972)②接触脱质子

(Mengel,1982)（2）特点：释放等量的H＋，使介质pH值？104（二）植物对铵态氮的吸收与同化ATPaseNH4+H+2.同化NH3＋谷氨酸＋ATP谷氨酰胺＋ADP＋Pi谷氨酰胺＋α-酮戊二酸＋2e－＋2H＋2谷氨酸谷氨酸＋17酮酸17种氨基酸

蛋白质

谷氨酰胺合成酶谷铵酸合成酶转氨酶

合成3.酰胺形成的意义（谷氨酰胺）

①贮存氨基；②解除氨毒；③参与代谢1052.同化谷氨酰胺合成酶谷铵酸合成酶转氨酶3.酰胺形成的意（三）植物对有机氮的吸收与同化1.尿素（酰胺态氮）吸收：根、叶均能直接吸收当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受害症状尿素氨甲酰磷酸瓜氨酸精氨酸脲酶同化：

①脲酶途径：尿素NH3氨基酸

②非脲酶途径：直接同化106（三）植物对有机氮的吸收与同化1.尿素（酰胺态氮）尿素2.氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异

P1911072.氨基态氮：18喜铵植物：水稻、甘薯、马铃薯喜硝植物：大部分蔬菜，如黄瓜、番茄、莴苣；甜菜、烟草四、铵态氮和硝态氮的营养特点（一）植物的喜铵性和喜硝性108喜铵植物：水稻、甘薯、马铃薯四、铵态氮和硝态（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：有利于铵的吸收介质通气状况、土壤水分状况109（二）产生原因介质反应：酸性：有利于硝的吸收20五、作物氮素缺乏与过多症状首先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早衰，产品品质差（一）缺氮症状110五、作物氮素缺乏与过多症状首先在下部老叶出现症状（一）缺氮（二）氮素过量危害降低植物体内糖分含量、作物抗性差；机械组织发育差，易倒伏；引起作物徒长、晚熟。蔬菜硝酸盐含量增加（三）丰缺指标：代谢产物：叶绿素质量分数、游离酰胺和游离氨基酸质量分数及比例。化学诊断：表9－1、表9－2111（二）氮素过量危害降低植物体内糖分含量、作物抗性差；（缺氮112缺氮23缺氮113缺氮24缺氮114缺氮25缺氮115缺氮26缺氮116缺氮27缺氮117缺氮2811829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－－N119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1（二）含量 我国主要耕地土壤全氮含量多数在0.5g/kg-1g/kg之间，与土壤有机质呈正相关 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120（二）含量31二、土壤中氮的形态

水溶性速效氮源<全氮的5%1.有机氮

水解性缓效氮源占50～70%(>98%)

非水解性难利用占30～50%2.无机氮

铵态氮、硝态氮、亚硝态氮和气态氮等(1～2％)通常指：铵态氮和硝态氮

有机氮无机氮矿化作用固定作用121二、土壤中氮的形态 有机氮三、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质有机氮生物固定122三、土壤中氮的转化（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。

异养微生物水解酶氨化微生物水解、氧化、还原、转位2.过程：有机氮氨基酸

NH4＋－N＋有机酸

123（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）1.定义：在微生物作用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）1243.发生条件：各种条件下均可发生35吸附固定：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4＋的吸附作用晶格固定：NH4＋进入2：1型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用吸附作用固定作用解吸作用释放作用2.过程液相NH4＋交换性NH4＋

固定态NH4＋（二）土壤粘土矿物对NH4＋的固定1.定义吸附作用固定作用解吸作用释放作用3.结果：减缓NH4＋的供应程度(暂时无效化)125吸附固定：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4＋的(三）氨的挥发损失1.定义：在中性或碱性条件下，土壤中的NH4＋转化为NH3而挥发的过程2.过程：

NH4＋NH3

＋H＋3.影响因素：①pH值NH3挥发60.1%71.0%810.0%950.0%OH－H＋126(三）氨的挥发损失OH－37 ②土壤CaCO3含量：呈正相关 ③温度：呈正相关 ④施肥深度：挥发量表施>深施土壤水分

铵态氮含量

4.结果：造成氮素损失（无效化）127 ②土壤CaCO3含量：呈正相关38（四）硝化作用1.

定义：土壤中的NH4＋，在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象2.过程：

NH4＋＋O2

NO2－＋4H＋ 2NO2－＋O22NO3－3.影响条件：土壤通气状况、土壤反应等亚硝化细菌硝化细菌128（四）硝化作用亚硝化细菌硝化细菌39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）129最适条件：氨充足、通气良好、40（五）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130（五）无机氮的生物固定硝化作用413.影响条件

土体的C/N比、通气、湿度4.结果：减缓氮的供应（暂时无效化）；可减少氮素的损失（六）硝酸还原作用

NO3－NH4＋作用机理仍不清楚

嫌气条件(硝酸还原酶)1313.影响条件土体的C/N比、通气、湿度（六）硝酸还原作（七）反硝化作用

NO3－N2、NO、NO21.生物反硝化作用（嫌气条件下）(1)定义：(2)过程：NO3－NO2－N2,N2O,NO(3)最适条件：

含氮量5～10％，新鲜有机质丰富

pH5～8，温度30～35oC硝酸盐还原细菌反硝化细菌132（七）反硝化作用1.生物反硝化作用（嫌气条件下）硝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）

NO2－N2、N2O、NO发生条件：

NO2－存在3.结果：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)133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(八）硝酸盐的淋洗损失♣

NO3－－N随水渗漏或流失，可达施入氮量的5～10％♣

结果：氮素损失(无效化)，并污染

水

体(富营养化)134(八）硝酸盐的淋洗损失♣NO3－－N随水渗漏或流失四、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(<2％)和易分解的有机氮

旱地：全氮、碱解氮、供氮能力

土壤矿化氮、硝态氮

稻田：全氮、碱解氮、铵态氮全氮：

土壤供氮潜力无机氮：

土壤供氮强度135四、土壤的供氮能力及氮的有效性土壤有效氮增加和减少的途径增加途径施肥(有机肥、化肥)氨化作用硝化作用(喜硝作物)生物固氮雷电降雨减少途径植物吸收带走氨的挥发损失硝化作用(喜铵作物)反硝化作用硝酸盐淋失生物和吸附固定(暂时)136土壤有效氮增加和减少的途径增加途径减少途径47第三节氮肥的种类、性质和施用分类：氮素化合物的形态：铵态氮、硝态氮、酰胺态氮肥农业生产中需要量最多的是氮肥。它对提高作物产量，改善农产品品质有重要作用。137第三节氮肥的种类、性质和施用分类：农业生一、铵态氮肥：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵易溶于水，易被作物吸收易被土壤胶体吸附和固定可发生硝化作用碱性环境中氨易挥发，不能与碱性物质混合施用高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害，一次用量不能太大对钙镁钾等的吸收有颉颃作用（一）铵态氮肥共性138一、铵态氮肥：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵易溶于水，（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NH3

82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liquefiedammoniaammonia(water)ammoniumbicarbonateammoniumchlorideammoniumsulphate139（二）理化性质liquefiedammonia50140511415214253（三）在土壤中的转化和施用表铵态氮肥在土壤中的转化和施用品种转化及结果施用液氨NH3＋H2ONH4＋＋OH－基肥,施肥机深施氨水对土壤和作物影响不大基肥,追肥,深施碳铵NH4＋＋HCO3－基肥,追肥,深施对土壤没有副作用适于各种土壤和大多数作物143（三）在土壤中的转化和施用54品种转化及结果施用氯化铵NH4＋＋Cl－基肥（配施石灰和有机肥），土壤酸化,脱钙追肥;适于稻田和一般作物板结，结构破坏不宜忌氯作物（烤烟，糖料作物、果树、薯类作物）

硫铵NH4＋＋SO42－基肥（配施石灰和有机肥），

使土壤酸化，形成追肥,种肥，适于各种作物细粒状沉淀，堵塞喜硫作物（葱、蒜、十字花科）土壤空隙，结构破坏不宜稻田（续）表铵态氮肥在土壤中的转化和施用144品种转化及结果NH4Cl在土壤中转化：制造碳酸氢钠的副产品♦中性、石灰土：

NH4SCa+2NH4Cl

S

NH4+CaCl2♦酸性土：SH+NH4Cl

S

NH4+HCl145NH4Cl在土壤中转化：制造碳酸氢钠的副产品56（NH4)2SO4在土壤中转化:合成氨用硫酸吸收制成中性、石灰土:

NH4SCa

+(NH4)2SO4

NH4S

+CaSO4

酸性土:

NH4SH+(NH4)2SO4

NH4S+H2SO4H

146（NH4)2SO4在土壤中转化:合成氨用硫酸吸收制成中性、石二、硝－铵态和硝态氮肥包括：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾易溶于水，易被作物吸收（主动吸收）不被土壤胶体吸附，易随水流失易发生反硝化作用促进钙镁钾等的吸收吸湿性大，具助燃性（易燃易爆）硝态氮含氮量均较低吸湿性强、易结块（一）共同特性147二、硝－铵态和硝态氮肥（一）共同特性58（二）理化性质与施用表硝－铵态和硝态氮肥的基本性质和施用

品种分子式含氮量(%)性质