植物氮素營養(yǎng)及化學氮肥

關于植物氮素營養(yǎng)及化學氮肥第1頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)土壤氮素營養(yǎng)及化學氮肥

氮是植物主要的營養(yǎng)元素之一，也是土壤肥力中最活躍的因素。氮在農業(yè)生產中是重要的限制因素，它對作物產量和產品的質量關系極大，我國絕大多數土壤氮素不足，各地施用氮肥有顯著的增產效果。第2頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三一、土壤中氮素的含量、形態(tài)和轉化一）、土壤中氮素的含量

一般耕作土壤含氮量(全氮)為0．2—2g/kg-1，除少數土壤外，大部分土壤含氮量較低，小于lg/kg-1。土壤含氮量與土壤有機質含量密切相關。土襄有機質含量愈高，含氮量也愈高。

第3頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三據資料表明，我國有80％左右的耕地土壤缺氮。說明大多數土壤氮素供應不足是限制作物增產的主要因素。因此，在農業(yè)生產中不斷補充氮肥，就成為提高土壤肥力，奪取作物高產穩(wěn)產的一項基本措施。第4頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三二）、土壤中氮素的形態(tài)土壤中氮素的形態(tài)可分為有機態(tài)和無機態(tài)兩種。這兩種形態(tài)氮的總和稱為土壤全氮量。

NH4+NO3-有機氮OrganicN無機氮InorganicN土壤氮素≥98%1%~2%第5頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三1.土壤有機態(tài)氮。

是土壤中氮素的主要形態(tài)，一般占土壤全氮量的98％以上，它主要存在于動植物殘體、腐殖質和微生物中。除了少量的氨基酸和酰胺外，大多數必須經過微生物分解后，才能被植物吸收。

第6頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三2.土壤無機態(tài)氮。

土壤無機態(tài)氮含量較少，一般只占全氮量的l％一2％，常以銨態(tài)氮（NH4－N）和硝態(tài)氮（NO3-＿N）的形態(tài)存在于土壤溶液中。

有效性氮－在作物生長期間能被作物吸收的氮素稱為有效性氮。它的含量較少，其中包括鉸態(tài)氮、硝態(tài)氮，及少量的氨基酸。

速效性氮－在有效性氮中，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮更易為植物吸收，稱為速效性氮。

第7頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三2.土壤無機態(tài)氮。

土壤無機態(tài)氮含量較少，一般只占全氮量的l％一2％，常以銨態(tài)氮（NH4－N）和硝態(tài)氮（NO3-＿N）的形態(tài)存在于土壤溶液中。

有效性氮－在作物生長期間能被作物吸收的氮素稱為有效性氮。它的含量較少，其中包括銨態(tài)氮、硝態(tài)氮，及少量的氨基酸。

速效性氮－在有效性氮中，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮更易為植物吸收，稱為速效性氮。

第8頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三三）、土壤中氮素的轉化土壤有機氮的礦化與釋放土壤無機態(tài)氮的損失和固定第9頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三1.土壤有機氮的礦化與釋放1）、氮的礦化作用(氨化作用)。

土壤有機態(tài)氮在酶的催化作用下釋放出銨或氨的過程稱為氨化作用或礦化作用。

２）、硝化作用。

氨在硝化細菌的作用下，氧化成硝酸的過程。

硝化作用可分為兩個過程。

亞硝化細菌

1、2NH3+3O22HNO2+2H2O（慢）

硝化細菌

2、2HNO2＋O22HNO3（快）

第10頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三2.土壤無機態(tài)氮的損失和固定。土壤中的無機態(tài)氮以及當年施人的氮素化肥、未能全部被作物吸收。一般來說利用率只有30％一40％，其余部分通過氨的揮發(fā)，硝酸鹽的反硝化作用和淋洗而損失掉了。此外，土壤對無機態(tài)氮還發(fā)生固定。

第11頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三１）、土壤中氮素的損失。

(1)氨的揮發(fā)損失。施人土壤中的有機肥以及銨態(tài)氮肥和酰胺態(tài)氮肥，最后都形成NH4+或NH3。

NH4+

一一NH3（氣體）＋H+

在PH大于等于7.5時，發(fā)生氨的大量揮發(fā)。所以施用氮肥采用深施、施后嚴密蓋上，可減少氨的揮發(fā)損失。

第12頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三（2）反硝化作用硝態(tài)氮在反硝化細菌的作用下，還原成氣態(tài)氮（N2、N2O）的過程，稱為反硝化作用。反硝化細菌在好氣性條件下反硝化作用較微弱，而在厭氣性條件下進行得很強烈。

在缺氧（O2＜1—2％），有新鮮有機能源存在，pH為5—8，溫度在30—350C時，有利于反硝化作用的進行。第13頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三（3）硝態(tài)氮的淋失硝態(tài)氮帶負電荷，不能被帶負電荷的土壤膠體吸附，故易隨水滲漏或流失，稱為淋失。

第14頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三第15頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三2）、土壤中氮素的固定（1）生物固定。這是指植物和土壤微生物對無機態(tài)氮的吸收，而變成有機態(tài)氮。

第16頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三（2）非生物固定無機態(tài)氮的非生物固定包括土壤粘土礦物對NH4+的固定和土壤有機質對亞硝態(tài)氮的固定第17頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三反硝化脫氮氨揮發(fā)淋溶第18頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三二、植物的氮素營養(yǎng)

一）、植物體內氮素的含量和分布

一般植物的含氮量為干物質重的0.3%—5％，其含量隨作物種類、器官、生育期等的不同而異。植物體內的氮素代謝與碳素代謝是相互制約的，碳多，則氮少，此時植株矮小，易老化；碳少，則氮多，易造成徒長、貪青。第19頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三二）、氮素的生理功能1.氮是組成蛋白質和核酸的重要成分。

2.氮是組成葉綠素的成分。

3.氮是酶和多種維生素等的成分。

第20頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

三）、植物對氮的吸收和同化。植物從土壤吸收的氮主要是銨離子（NH4+）和硝酸根離子（NO3-）。低濃度的亞硝酸根離子（NO3-）也可被植物吸收，但濃度較高，則對植物有害。

第21頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三某些可溶性的有機態(tài)氮化合物，如氨基酸、酰胺、尿素等也可直接被植物吸收，但數量有限，其營養(yǎng)意義不及銨態(tài)氮和硝態(tài)氮那樣重要、植物對銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的同化，除硝態(tài)氮還原為氨的反應外，其余過程是相同的。第22頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三1.植物對銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸收。植物對銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸收都是很快的，但如果兩種形態(tài)的氮同時存在，NH4+會抑制植物對NO3-的吸收，這是由于NH4+的存在，抑制了硝酸還原酶的活性，阻礙NO3-還原成NH3。第23頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三生理酸性肥料

植物吸收銨態(tài)氮的機理是根吸收一個NH4+產生一個H+，而NH3進入植物體內。所以，施用銨態(tài)氮肥后使土壤PH值下降，故銨態(tài)氮肥屬生理酸性肥料。定義：肥料中的離子態(tài)養(yǎng)分經植物吸收利用后，其殘余部分導致介質酸度提高的過程。第24頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三生理堿肥料在NO3-的還原過程中消耗了H+，產生了OH-而排到土壤中，致使土壤pH值上升。所以，硝態(tài)氮肥屬生理堿肥料。

定義：肥料中的離子態(tài)養(yǎng)分經植物吸收利用后，其殘余部分導致介質酸度降低的過程第25頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三四）、植物氮素不足或過多的癥狀1.植物缺氮的癥狀

植株矮小。缺氮時，由于蛋白質和細胞分裂素的合成受阻，影響細胞的分裂和伸長，細胞小而壁厚。所以，植物生長緩慢，植株矮小。

葉子發(fā)黃。缺氮會降低葉綠素的含量，葉黃素含量相對增加，使葉片失去綠色，變淡發(fā)黃。由于植物體內的氮化合物有高度的移動性，能從老葉轉移到幼葉，即當植物氮素不足時，老葉的蛋白質進行分解，運輸到新生的幼嫩葉子供其利用，這種現象稱為氮素的再度利用。

作物發(fā)生早衰，不正常的早熟，產量和品質降低。

第26頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三Technologicalstripedisease

缺少氮肥

CausedbyincorrectN

fertilizerapplication燕麥小麥油菜第27頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三禾本科作物缺氮的癥狀大麥玉米小麥燕麥－N＋N－N＋N第28頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三不同時期和部位的缺氮癥狀苗期缺氮老葉缺氮綠色V字癥第29頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三PotatoPlants馬鈴薯缺氮正常第30頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三亞麻(Flax)第31頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三CucumberwithNdeficiency

黃瓜+N-N第32頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三Strawberry(草梅)with

Ndeficiencyonright+N-N第33頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三CeleryleaveswithNdeficiency缺氮供氮第34頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三2.植物氮素過多的癥狀

氮肥施用過多，由于氨基酸增多，促進細胞分裂素的形成，易造成莖葉瘋長，植株互相蔭蔽，光照減弱，不利于光合作用，使植株的碳水化合物減少，貪青晚熟，籽粒不飽滿，導致產量降低。

第35頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三作物貪青晚熟，生長期延長。細胞壁薄，植株柔軟，易受機械損傷（倒伏）和病害侵襲（大麥褐銹病、小麥赤霉病、水稻褐斑?。?。氮素過多的危害大量施用氮肥會降低果蔬品質和耐貯存性；棉花蕾鈴稀少易脫落；甜菜塊根產糖率下降；纖維作物產量減少，纖維品質降低。蔬菜硝酸鹽超標第36頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三SlightsymptomsofNtoxicityincucumberCucumbergrowthwithnormalNNutrition氮過量第37頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三水稻田氮肥過多，群體太大，遇風倒伏第38頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三Nover-fertilizationcauses“Blotchyripening”第39頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三氮素過多對蘋果的影響NormalNNutritionfor“Goldendelicious”O(jiān)ver-fertilizedwithNfertilizerfor“Goldendelicious”第40頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三氮肥種類氨態(tài)氮肥NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2SO4硝態(tài)氮肥與硝銨態(tài)氮肥NH4NO3酰胺態(tài)氮肥C尿素2)2三、氮肥的種類、性質和施用第41頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三一）、銨態(tài)氮（NH4一N）肥銨態(tài)氮肥包括液氨、碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨等，它們所含的氮素是呈離子態(tài)NH4+，因此具有以下共同特點：溶于水，易被植物吸收，是速效性肥料；屬生理酸性肥料；所含的NH4+能被土壤膠體吸附，不易流失；與堿性物質作用易引起氨的揮發(fā)損失；在通氣條件下，經硝化細菌作用能轉化成硝態(tài)氮。

第42頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

1）、碳酸氫銨簡稱碳銨，它是用氨水吸收CO2制成的。NH3＋H2O＋CO2－NH4HCO3

碳銨含N量為17％左右。它為白色的細粒結晶，易溶于水，肥效快，易吸濕，易揮發(fā)，具有強烈的氨臭味。當溫度升高而空氣濕度增大時，則易吸濕分解，造成氨的揮發(fā)損失。其反應式如下：

NH4HCO3一一H2O+CO2+

NH3

第43頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

2）、在土壤中的轉化

碳銨施人土壤后，

一部分分解生成氨，呈分子狀態(tài)被土壤吸附；其余大部分通過解離生成NH4+和HCO3-，能被作物吸收，NH4+也能被土壤膠體吸附：

3）、施用碳銨可作基肥和追肥，但不宜作種肥以免影響種子的發(fā)芽和秧苗的生長。也不宜作根外追肥，以免揮發(fā)的氨對作物產生毒害作用。

第44頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三2.硫酸銨〔（NH4）2SO4〕硫酸銨簡稱硫銨。，

1）、成分和性質。硫銨是一種含氮、硫和營養(yǎng)成分的固體肥料，含氮量為20％一21％。硫銨對熱反應較穩(wěn)定，在常溫下不會揮發(fā)損失氮素，但硫銨與堿性物質混合，即使在常溫下也會激烈反應，造成氮素的損失。

（NH4）2SO4＋CaCO3一一CaSO4＋2NH3十H2O＋CO2

（NH4）2SO4＋K2CO3一一K2SO4＋2NH＋H2O＋CO2

因此，硫銨不能與石灰、草木灰、堿性農藥等混合貯存和施用。

第45頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

2）、在土壤中的轉化

硫銨施人土壤后，很快溶解于土壤溶液中，并解高成NH4+和SO42-，二者均能被作物吸收。當NH4+被吸收后同時釋放出H+,加上植物對養(yǎng)分的又有選擇吸收性,吸收的NH4+比SO42-要多,土壤顯酸性,所以硫銨為生理酸性肥料。

3）、施用硫銨適于一般的土壤和各種作物，可作基肥、種肥和追肥。第46頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三（二）硝態(tài)氮（NO3—N）肥硝態(tài)氮肥包括硝酸鈉、硝酸鈣和硝酸銨等。它們都含有硝酸根離子（NO3

-），所以具有以下特點：易溶于水，肥效快；屬生理堿性肥料；吸濕性很強，很易結成硬塊；所含的硝酸根不被土壤膠體吸附，易隨水流失；在土壤通氣不良的情況下，進行反硝化作用，易造成脫氮損失。第47頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三硝酸銨（NH4NO3）簡稱硝銨。

是由硝酸與氨化合成的。

NH3＋HNO3

一一NH4NO3

1.成分和性質。硝銨為白色結晶，含N量較高，達33％一34％，其中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮各占一半，兩者均能被植物吸收。注：硝銨具有助燃性和爆炸性，使用時要注意安全。

2.在土壤中的轉化。硝銨施人土壤后，很快溶解于土壤溶液中，其中的NO3-都能被植物吸收。NH+4在土壤中的變化和氨態(tài)氮肥中的NH+4相同。而NO3-