十章节氮肥61张课件

第十章氮肥§1作物的氮素营养§2土壤氮素状况§3常用化学氮肥的性质与施用§4氮肥利用率及其提高途径第十章氮肥§1作物的氮素营养1§1

植物的N素营养1.1N在植物体内的生理功能1.2植物对N的吸收与同化1.3NH4+与NO3-的营养特点

§1植物的N素营养1.1N在植物体内的生理功能2

参与作物体内结构物质及生活物质的合成，并为许多重要物质的成分

促进并调节植物生长N素主要促进与N素吸收的同时正在生长的器官与部位的生长，而对尚未分化或已经定型的器官与部位作用很小甚至无效。参与作物体内结构物质及生活物质的合成，并为许多重要物质的3

影响农产品品质影响农产品中粗蛋白含量增加N素供应（尤其生长后期）可增加农产品中蛋白质含量，但在评价其对农产品品质的影响时应慎重。因为：农产品用途不同对蛋白质含量的要求不同农产品中蛋白质含量提高常伴随人体必需氨基酸含量降低蛋白质含量过高可导致农产品食味品质下降影响农产品品质影响农产品中粗蛋白含量4影响农产品中硝酸盐含量产品中NO3-和NO2-是近年来引人注意的主要品质指标。人体内NO2-含量过量能导致高铁血红蛋白症，引起血液输氧能力下降。NO2-与次级胺结合转化为一类具有致癌作用的亚硝胺类化合物。氮肥施用量过大是造成叶菜类植物体NO3-含量大幅度增加的主要原因。影响农产品中硝酸盐含量5

影响农作物的抗逆性N素供应增加原生质合成增加、细胞数量增多、细胞壁变薄植株含水率提高肉汁化对纤维作物不利抗倒、抗病虫等能力下降影响农作物的抗逆性N素供应增加原生质合成增加、细胞数量增6§2

植物的N素营养1.1N在植物体内的生理功能1.2植物对N的吸收与同化1.3NH4+与NO3-的营养特点

§2植物的N素营养1.1N在植物体内的生理功能7植物吸收的氮素形态高等植物可以利用的Ｎ的形态主要是NH4+、NO3-，也能少量吸收NO2-及一些简单的有机含氮化合物，如氨基酸、酰胺（如尿素）等。植物吸收的氮素形态高等植物可以利用的Ｎ的形态主要是8植物对N的同化对NH4+的同化植物对N的同化对NH4+的同化9对NO3-的同化对NO3-的同化10N在植物体内的运转N素在植物体内运转的方向随生长中心的转移而变化。运转的总趋势是：老化器官向新生幼嫩器官输送。在植物生长发育的过程中约有70%的N素可以被再利用。

当N素供应不足时，新生器官要夺取老化器官中的N素从而加速其衰亡。所以缺N症状首先出现在老化器官上，作物基部叶片过早地衰亡是N素供应不足的诊断指标之一。

N在植物体内的运转N素在植物体内运转的方向随生长中心的转移而11§2

植物的N素营养1.1N在植物体内的生理功能1.2植物对N的吸收与同化1.3NH4+与NO3-的营养特点

§2植物的N素营养1.1N在植物体内的生理功能12关于植物的喜铵性与喜硝性一般而言，旱地植物具有喜硝性，而水生植物或强酸性土壤上生长的植物则表现为喜铵性。这是作物适应土壤环境的结果。植物的喜铵性与喜硝性是相对的，许多植物（小麦、烟草、水稻）在NO3-与NH4+配合供应的情况下生长及品质可得到明显的改善。关于植物的喜铵性与喜硝性一般而言，旱地植物具有喜硝性，而水生13A.不同N源影响植物体内的离子平衡无机离子：NO3-促进植物吸收阳离子，而NH4+则促进吸收阴离子。有机阴离子：NH4+消耗有机酸，NO3-则促进有机阴离子合成。有机酸合成增加从动物营养角度看可能会引起一些不良反应，如食物或饲料中草酸的含量过高会导致人或动物体内Ca、Mg的活性降低，同时可能诱发结石病。不同N源的生理效应处理阳离子（me/100克干物质）阴离子（me/100克干物质）Ca2+Mg2+K+Na+总和NO3-H2PO4-SO42-Cl-有机酸总和NO3-107288152211262525162239NH4+7222407141125253154136供N形态对白芥离子平衡的影响A.不同N源影响植物体内的离子平衡不同N源的生理效应阳离14不同N源影响碳水化合物的代谢以NO3-为N源的植物通常含有较多的淀粉，而以NH4+为N源的植物体内淀粉的含量降低而葡萄糖及蔗糖的含量则提高。影响植物的生育进程与NO3-营养相比，NH4+营养促使苹果、石竹、等提早开花。对单子叶植物如小麦，NH4+营养可延长营养生长期。以NH4+为唯一N源易引起NH4+毒害。不同N源影响碳水化合物的代谢15§2

土壤N素状况2.1土壤N的形态及有效性2.2土壤N的转化

§2土壤N素状况2.1土壤N的形态及有效性16

土壤N素的来源及含量

土壤N素的来源

土壤N素的来源主要是降水、生物固N及施用N肥。成土矿物中虽含N，但较分散，而且风化很慢。土壤N素的来源及含量17

土壤N素的含量土壤中全N的含量范围：0.02~0.50%中国土壤：0.05~0.35%，多数在0.1%以下。江苏土壤：0.108±0.046%，属中等偏上水平。全N量高于0.1%的土壤面积占全省土壤总面积的43.96%,相对集中在苏南；全N量低于0.075%的土壤所占的比例为31.5%。其中全N量低于0.05%的土壤面积占6.20%，主要集中苏北。全N量最高的是昆山市，为0.19%；最低的则是丰县，平均为0.056%。十章节氮肥61张课件18

土壤N素的形态与有效性土壤N素无机N（5-10%）有机N（90-95%）NO3-：存在于土壤溶液，可直接被植物吸收NO2-：存在于土壤溶液，不稳定。NH4+水溶性NH4+交换性NH4+固定态NH4+：对植物有效性一般较低对植物有效性较高仅有很少的一部分可被作物直接利用，必须经过矿质化作用转化成无机N后才能被大量利用。土壤速效N：通常指NO3-、水溶性及交换性NH4+。土壤N素的形态与有效性土壤N素无机N有机NNO3-：存在于19§2

土壤N素状况2.1土壤N的形态及有效性2.2土壤N的转化

§2土壤N素状况2.1土壤N的形态及有效性20

土壤有机N与无机N的平衡有机N无机N矿化作用生物固定作用有机N的矿质化：土壤有机N在微生物作用下转化为氨的过程。无机N的生物固定：土壤无机N被微生物吸收利用转化为有机N的过程

概念土壤有机N与无机N的平衡有机N无机N矿化作用生物固定作用21

影响平衡的主要因素有机物的C/N干湿交替施用N肥施入无机N可促进土壤有机N的矿化，称为激发效应。影响平衡的主要因素有机物的C/N22

硝化作用定义

土壤中的NH4+在通气良好的条件下由微生物转化为NO3-的过程称为硝化作用。过程NH4+

NO2-

NO3-

亚硝酸细菌硝酸细菌O2O2硝化作用定义NH4+NO2-NO3-亚硝酸细菌硝23

反硝化作用定义

土壤中的NO3-在通气不良好的条件下由微生物转化为气态N损失的过程称为反硝化作用。土壤中的反硝化作用可以是纯化学过程，也可以在微生物参与下进行，但在农业土壤中以后者为主。过程NO2-

NO3-

N2ON2NO大气反硝化作用定义NO2-NO3-N2ON2NO大24影响反硝化作用的主要因素

土壤中能进行反硝化作用的微生物称为反硝化作用微生物，多为兼性微生物，在好气（利用O2）及厌气条件（利用NO3-作为氧源）下均可生存，一般在厌气条件下才进行反硝化作用。因此，土壤水、气条件是影响反硝化作用的主要因素。

反硝化微生物依靠土壤有机物提供能源及氮还原的电子供体，故土壤有机C的含量对反硝化作用也有较大影响。影响反硝化作用的主要因素25

氨挥发定义

氨自土表或水面（水田）逸散到大气造成氮素损失的过程。影响氨挥发的主要因素*

pH及温度NH4+NH3+H+温度(0C)pH67891050.010.121.2211.055.2150.030.272.6221.272.9250.060.565.3236.084.9350.111.1110.152.991.8温度和pH对氨态氮占氨态氮和铵态氮总量百分率（%）的影响氨挥发定义*pH及温度NH4+NH3+H+温度p26影响氨挥发的主要因素*

土壤中CaCO3含量CaCO3pH升高CaCO3+NH4X(NH4)2CO3+CaX溶解度影响氨挥发氨挥发氨挥发程度：（NH4）2SO4>（NH4）2HPO4>NH4Cl*土壤中CaCO3含量CaCO3pH升高CaCO3+N27§3化学氮肥的性质与施用3.1化学氮肥的分类3.2铵态氮肥3.3硝态氮肥3.4尿素§3化学氮肥的性质与施用3.1化学氮肥的分类28

氨加工习惯将在合成氨基础上制造其它化学氮肥的过程称为氨加工。合成氨液氨氨水铵态氮肥尿素硝酸硝态氮肥氨加工习惯将在合成氨基础上制造其它化学氮肥的29

化学氮肥的分类化学氮肥铵态氮肥：N以NH4+或NH3存在硝态氮肥：N以NO3-存在酰胺态氮肥：N以CO（NH2）存在长效氮肥化学氮肥的分类化学氮肥铵态氮肥：N以NH4+或NH3存在硝30§3化学氮肥的性质与施用3.1化学氮肥的分类3.2铵态氮肥3.3硝态氮肥3.4尿素§3化学氮肥的性质与施用3.1化学氮肥的分类31

铵态氮肥的种类铵态氮肥液氨氨水碳酸氢铵硫酸铵氯化铵挥发性氮肥稳定性氮肥铵态氮肥的种类铵态氮肥液氨挥发性氮肥稳定性氮肥32

铵态氮肥的共同特性易溶于水，肥效快；易被土壤胶体吸附，不易流失；在通气良好的土壤中易发生硝化作用；生理酸性N肥；不能与碱性物质混合施用；挥发性N肥在任何土壤上均应深施；稳定性N肥在碱性、石灰性土壤上应深施；

水田中铵态N肥应深施。铵态氮肥的共同特性易溶于水，肥效快；33十章节氮肥61张课件34

液氨液氨35十章节氮肥61张课件36

碳酸氢铵（碳铵）制造

20%浓氨水吸收CO2

碳酸铵溶液+CO2

碳酸氢铵晶浆液

浓缩、离心、干燥

碳酸氢铵产品碳酸氢铵（碳铵）制造37理化性质水溶液呈碱性（pH8.2-8.4）不稳定易分解

NH4HCO3

NH3

+CO2

+H2O

碳铵类型分解机制影响因素干碳铵热分解反应温度

，分解速度

湿碳铵水解反应湿度

，分解速度

理化性质碳铵类型分解机制影响因素干碳铵热分解反应温度，分解38农业化学性质

NH4HCO3

NH4++HCO3-

被土壤胶体吸附不影响土质碳铵具有稳定的农化性质农业化学性质被土壤胶体吸附不影响土质碳铵具有稳定的农化性质39

硫酸铵（硫铵）与氯化铵制造硫铵常为炼焦工业的副产品，氯化铵则主要是纯碱联合工业的副产品。性质两者均为生理酸性肥料长期施用均可导致土壤脱钙板结SO4-：--对喜硫作物（如马铃薯）有利，--水田不宜多用。Cl：--对忌氯作物（如烟草）不利，--盐碱地不宜施用。硫酸铵（硫铵）与氯化铵制造40§3化学氮肥的性质与施用3.1化学氮肥的分类3.2铵态氮肥3.3硝态氮肥3.4尿素§3化学氮肥的性质与施用3.1化学氮肥的分类41

硝态氮肥的共同特性易溶于水，肥效快，最适宜作追肥；NO3-易流失，且在通气不良的条件下易发生反硝化作用，固水田一般少用硝态N肥；易吸湿结块；强氧化剂，贮藏、运输时须注意安全；生理碱性N肥。硝态氮肥的共同特性易溶于水，肥效快，最适宜作追肥；42§4化学氮肥的性质与施用4.1合成氨与氨加工概述4.2铵态氮肥4.3硝态氮肥4.4尿素§4化学氮肥的性质与施用4.1合成氨与氨加工概述43

尿素的制造1773年：从尿液(Urine)中分离出结晶，取名尿素（Urea）1828年：德国化学家Wohler用加热氰酸铵法制取尿素，是人类首次从无机物合成有机物。

NH4CNO

CO（NH2）21922年：德国开始商品尿素合成。

2NH3+CO2

CO（NH2）2真空结晶纯净尿素造粒、干燥尿素肥料尿素的制造1773年：从尿液(Urine)中分离出结晶，取44

尿素肥料的性质含氮量：42-46%，为目前世界上含氮量最高的固体N肥。溶解性能：20℃时，100ml水中可溶解105g尿素。水溶液为中性，尿素在水中不电离，溶解呈吸热反应。吸湿结块性：较弱。颗粒状，表面有蜡质层。副成分：缩二脲2CO（NH2）2

NH2CONHCONH2

+NH3

（T>135℃）土壤施肥一般应低于2%，叶面喷施应低于0.5%。尿素肥料的性质含氮量：42-46%，为目前世界上含氮量最高45

尿素施入土壤后的转化以氢键与土壤（粘土矿物或腐殖质）结合，可在一定的程度上减少流失。CONNHHHHCO腐殖质HO粘粒尿素施入土壤后的转化以氢键与土壤（粘土矿物或腐殖质）结合，46

尿素施入土壤后的转化在土壤中脲酶的作用下水解：CO（NH2）2脲酶（NH4）2CO3NH4HCO3NH4+NH3

NO2-NO3-pH

脲酶抑制剂尿素施入土壤后的转化CO（NH2）2脲酶（NH4）2CO47

脲酶的特性

脲酶在土壤中广泛存在，尿素施入土壤后的水解速率主要取决于脲酶的活性。影响脲酶活性的因素主要有：土壤pH、温度、水分、土壤质地等。土壤温度对尿素水解速度的影响土壤温度（℃）完全水解所需时间（天）107-10204-5301-3脲酶的特性土壤温度（℃）完全水解所需时间（天）107-1048

尿素肥料的施用适用于各种土壤和作物;主要用作基肥与追肥，一般不宜作种肥，如必须作种肥，用量应严格控制在2.5kg/亩以下;最适作根外追肥，浓度一般为0.5-2.0%，因作物而异。几种作物喷施尿素的参考浓度作物种类建议喷施浓度(%)稻、麦、禾本科牧草2.0黄瓜1.0-1.5萝卜、白菜、菠菜、甘蓝1.0西瓜、茄子、甘薯、花生、柑橘0.4-0.8桑、茶、苹果、梨、葡萄0.5柿子、番茄、草莓、温室黄瓜及茄子、花卉0.2-0.3尿素肥料的施用适用于各种土壤和作物;几种作物喷施尿素的参考49§4氮肥利用率及其提高途径4.1氮肥利用率的概念4.2氮肥利用率的测定方法4.3提高氮肥利用率的途径

§4氮肥利用率及其提高途径4.