植物營養(yǎng)學(xué)課件

第一節(jié)土壤中的氮素及其轉(zhuǎn)化第二節(jié)植物的氮素營養(yǎng)第三節(jié)常用化學(xué)氮肥的種類、性質(zhì)和施用第四節(jié)氮肥的合理施用第五節(jié)氮肥施用對環(huán)境的影響植物的氮素營養(yǎng)與氮肥施用第一節(jié)土壤中的氮素及其轉(zhuǎn)化一、土壤中氮素的來源及其含量（一）來源

1.施入土壤中的化學(xué)氮肥和有機(jī)肥料

2.動植物殘?bào)w的歸還

3.生物固氮

4.雷電降雨帶來的NH4＋－N和NO3－－N（二）含量

我國耕地土壤全氮含量為0.04～0.35％之間，與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)土壤含氮量的地域性規(guī)律：北增加西長江東增加南

土壤全N<2g/kg的耕地占87.8%N%>0.20.151-0.2000.101-0.1500.076-0.1000.051-0.075<0.051等級123456水田面積（%）2.6115.2358.3520.912.880.02旱地面積（%）4.6610.2822.6528.1828.915.32總的來說，土壤氮素不足是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的制約因素，重視氮肥施用是提高產(chǎn)量的重要措施。四川省耕地土壤N素含量二、土壤中氮的形態(tài)

水溶性速效氮源<全氮的5%1.有機(jī)氮

水解性緩效氮源占50～70%(>98%)

非水解性難利用占30～50%

離子態(tài)土壤溶液中2.無機(jī)氮

吸附態(tài)土壤膠體吸附

(1～2％)

固定態(tài)2：1型粘土礦物固定

有機(jī)氮無機(jī)氮礦化作用固定作用三、土壤中氮的轉(zhuǎn)化

銨態(tài)氮硝態(tài)氮

吸附態(tài)銨或固定態(tài)銨水體中的硝態(tài)氮

礦化作用硝化作用生物固定硝酸還原作用NH3N2、NO、N2O

揮發(fā)損失反硝化作用吸附固定淋洗損失有機(jī)質(zhì)有機(jī)氮生物固定（一）有機(jī)態(tài)氮的礦化作用（氨化作用）1.定義：在微生物作用下，土壤中的含氮有機(jī)質(zhì)分解形成氨的過程。2.過程：

有機(jī)氮氨基酸

NH4＋－N＋有機(jī)酸

異養(yǎng)微生物水解酶

氨化微生物水解、氧化、還原、轉(zhuǎn)位3.發(fā)生條件：各種條件下均可發(fā)生最適條件：溫度為20～30oC，

土壤濕度為田間持水量的60％，土壤pH＝7，C/N≤25:14.結(jié)果：生成NH4＋－N（有效化）（二）土壤粘土礦物對NH4＋的固定1.定義

吸附固定：由于土壤粘土礦物表面所帶負(fù)電荷而引起的對NH4＋的吸附作用晶格固定：NH4＋進(jìn)入2：1型膨脹性粘土礦物的晶層間而被固定的作用3.結(jié)果：減緩NH4＋的供應(yīng)程度2.過程液相NH4+

交換性NH4+

固定態(tài)NH4+吸附作用固定作用解吸作用釋放作用（三）氨的揮發(fā)損失1.定義：在中性或堿性條件下，土壤中的NH4＋轉(zhuǎn)化為NH3而揮發(fā)的過程2.過程：

NH4＋

NH3

＋H＋OH－

H＋3.影響因素：①

pH值NH3揮發(fā)60.1%71.0%810.0%950.0%

②土壤CaCO3含量：呈正相關(guān) ③溫度：呈正相關(guān) ④施肥深度：揮發(fā)量表施>深施 ⑤土壤水分含量 ⑥土壤中NH4＋的含量4.結(jié)果：造成氮素?fù)p失（四）硝化作用1.

定義：通氣良好條件下，土壤中的NH4＋在微生物的作用下氧化成硝酸鹽的現(xiàn)象2.過程：

NH4＋＋O2

NO2－＋4H＋

2NO2－＋O22NO3－

亞硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌3.影響條件：土壤通氣狀況、土壤反應(yīng)、土壤溫度等最適條件：銨充足、通氣良好、

pH6.5～7.5、25～30℃4.結(jié)果：形成NO3－－N

利：為喜硝植物提供氮素 弊：易隨水流失和發(fā)生反硝化作用（五）無機(jī)氮的生物固定1.定義：土壤中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮被微生物同化為其軀體的組成成分而被暫時(shí)固定的現(xiàn)象。2.過程：

銨態(tài)氮硝態(tài)氮

生物固定生物固定

有機(jī)氮

硝化作用硝酸還原作用3.影響條件：土體的C/N比、溫度、

濕度、pH值4.結(jié)果：減緩氮的供應(yīng)；可減少氮素的損失（六）硝酸還原作用

NO3－NH4＋作用機(jī)理仍不清楚

嫌氣條件(硝酸還原酶)（七）反硝化作用

NO3－N2、NO、NO2生物反硝化化學(xué)反硝化1.生物反硝化作用（嫌氣條件下）(1)定義：嫌氣條件下，土壤中的硝態(tài)氮在反硝化細(xì)菌作用下還原為氣態(tài)氮從土壤中逸失的現(xiàn)象(2)過程：

NO3-NO2-N2、N2O、NO(3)最適條件：土壤通氣不良，新鮮有機(jī)質(zhì)豐富

pH5～8，溫度30～35℃

硝酸鹽還原細(xì)菌反硝化細(xì)菌稻田氮素?fù)p失的主要途徑：占氮肥損失的35％

NH4+NO3-N2NO NO2

NO3-水田氮素反硝化損失示意圖水層氧化亞層A1還原亞層A2犁底層P滲育層W母質(zhì)層C水耕表層A

0cm1cm20cm40cm60cmNH4+－NO2反硝化N2、NO、O22.化學(xué)反硝化作用（可在好氣條件下進(jìn)行）

NO2－N2、N2O、NO發(fā)生條件：NO2－存在3.結(jié)果：造成氮素的氣態(tài)揮發(fā)損失，并污染大氣(八）硝酸鹽的淋洗損失

NO3－－N隨水滲漏或流失，可達(dá)施入氮量的5～10％結(jié)果：氮素?fù)p失，并污染水體四、土壤的供氮能力及氮的有效性有效氮：能被當(dāng)季作物利用的氮素，包括無機(jī)氮(<2％)和易分解的有機(jī)氮全氮———土壤供氮潛力無機(jī)氮———土壤供氮強(qiáng)度

旱地：全氮、堿解氮、供氮能力土壤礦化氮、硝態(tài)氮稻田：全氮、堿解氮、銨態(tài)氮小結(jié)：土壤有效氮增加和減少的途徑增加途徑施肥(有機(jī)肥、化肥)氨化作用硝化作用(喜硝作物)生物固氮雷電降雨減少途徑植物吸收帶走氨的揮發(fā)損失硝化作用(喜銨作物)反硝化作用硝酸鹽淋失生物和吸附固定(暫時(shí))化學(xué)氮肥的當(dāng)季利用率：20～50％第二節(jié)

植物的氮素營養(yǎng)一、氮在植物體內(nèi)的含量與分布

1.含量：占植物干重的0.3～5％影響因素：

植物種類：豆科植物>非豆科植物

品種：高產(chǎn)品種>低產(chǎn)品種 器官：種子>葉>莖>根

組織：幼嫩組織>成熟組織>衰老組織，生長點(diǎn)>非生長點(diǎn)生長時(shí)期：苗期>旺長期>成熟期>衰老期，營養(yǎng)生長期>生殖生長期2.分布：幼嫩組織>成熟組織>衰老組織，生長點(diǎn)>非生長點(diǎn)原因：氮在植物體內(nèi)的移動性強(qiáng)在作物一生中，氮素的分布是在變化的：營養(yǎng)生長期：大部分在營養(yǎng)器官中（葉、莖、根）生殖生長期：轉(zhuǎn)移到貯藏器官（塊莖、塊根、果實(shí)、籽粒），約占植株體內(nèi)全氮的70％大田作物成熟期的平均含氮量（干重）作物植株含氮量（%）子粒莖桿水稻1.310.51小麥2.080.33玉米1.600.31高粱1.780.28棉花3.682.25番茄0.30（果實(shí)）1.88（莖葉）大豆5.361.75花生4.16（果仁）2.30（莖蔓）馬鈴薯0.28（塊莖）2.57（莖葉）供氮對馬鈴薯傷流液中細(xì)胞分裂素含量的影響細(xì)胞分裂素含量（μmol）連續(xù)供氮連續(xù)不供氮天0196196342026656117二、氮的生理功能

氮在植物體內(nèi)主要以有機(jī)化合物和少量無機(jī)鹽的形式存在，植物體內(nèi)還含有極其微量的氨（NH3和NH4+）。氮是蛋白質(zhì)的主要成分

氮是核酸的主要成分

氮是葉綠素組成成分

氮是多種酶組成成分氮是多種維生素和激素的組成成分

三、植物對氮的吸收和同化

1.植物對銨態(tài)氮的吸收和同化（1）

植物對銨態(tài)氮的吸收①Epstein(1972)：與K+相似，吸收兩種離子的載體相似，因此出現(xiàn)競爭現(xiàn)象。②Mengel(1982)認(rèn)為，銨態(tài)氮不是以NH4+的形式吸收，當(dāng)NH4+與原生質(zhì)膜接觸時(shí)發(fā)生脫質(zhì)子化，H+保留在膜外的溶液中，形成的NH3則跨過原生質(zhì)膜而進(jìn)入細(xì)胞。植物對NH4+—N的吸收受溫度、酸堿度影響。水稻幼苗對NH4+的吸收與H+釋放的關(guān)系NH4+的吸收H+的釋放(μmol/L)(μmol/L)158184174145149183166145質(zhì)膜上NH4+脫質(zhì)子作用的示意圖外界溶液NH3質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)NH4+H+酮戊二酸氨谷氨酸各種新的氨基酸酮酸酰胺氨還原性胺化作用轉(zhuǎn)氨基作用（2）NH4-N的同化

谷氨酸和谷氨酰胺是所有氨基化合物和其他含氮化合物的來源。通過轉(zhuǎn)氨基作用（氨基轉(zhuǎn)移酶，輔酶為磷酸吡哆醛），可以形成17種不同的氨基酸。從氨基酸合成蛋白質(zhì)：

氨基酸—tRNA轉(zhuǎn)移到mRNA上，有序地排列，靠肽鏈連接起來形成多肽，最后形成蛋白質(zhì)各種氨基酸在ATP和酶的催化下，形成活化氨基酸活化氨基酸附著在tRNA上形成氨基酸—tRNA復(fù)合體酰胺形成的作用：是必需氨基酸；解除游離氨的毒害；作為氮的儲存形式2.植物對NO3—N的吸收和同化（1）植物吸收NO3—N是主動吸收吸收過程受溫度、酸堿度等影響。溫度在23～35℃，pH為4～5時(shí)最利于NO3-—N的吸收，（2）NO3-—N進(jìn)入植物體后，10～30%在根還原，70～90%運(yùn)輸?shù)角o葉還原，小部分貯存在液泡內(nèi)。

當(dāng)土壤缺乏有效鉬、錳、鐵等元素時(shí)，容易引起植物體內(nèi)硝酸鹽的大量累積。過多硝酸鹽對植物本身無毒害，但飼料、蔬菜等作物中硝酸鹽含量過多會對家畜和人類有害。葉細(xì)胞中硝酸鹽同化步驟的示意圖類紅色素NAD(P)+NH3NO3_NO2-NAD(P)H+H+鐵氧還蛋白（氧化性）鐵氧還蛋白（還原性）NADPH2NADPH2O+OH-光合系統(tǒng)I亞硝酸還原酶e-硝酸還原酶

葉綠體

細(xì)胞質(zhì)2e-FADH2FADCytFeIICytFeIIIMoIVMoVIH2O2

H+介質(zhì)pH升高過程：NO3-NO2-NH3

NR，MoNiR，F(xiàn)e、Mn

根、葉細(xì)胞質(zhì)根其它細(xì)胞器、葉綠體總反應(yīng)式：

NO3-＋8H+＋8e- NH3＋2H2O＋

OH-結(jié)果：產(chǎn)生OH-，一部分用于代謝；一部分排出體外，介質(zhì)pH值升高（植物吸收的NO3-與排出的OH-的比值約為10：1）鉬對小麥葉片中硝酸還原酶活性的影響

(供鉬水平μg/株）葉片預(yù)處理(供鉬μg/L)硝酸還原酶活性（μmolNO2/g鮮重)24小時(shí)70小時(shí)

0.00500.20.3

0.0051002.84.25.00─5.0100─

(Randall，1969)8.08.2①硝酸鹽供應(yīng)水平

當(dāng)硝酸鹽數(shù)量少時(shí)，主要在根中還原;②植物種類

木本植物還原能力>一年生草本一年生草本植物因種類不同而有差異，其還原強(qiáng)度順序?yàn)椋河筒?gt;大麥>向日葵>玉米>蒼耳③溫度

溫度升高，酶的活性也高，所以也可提高根中還原NO3--N的比例。大多數(shù)植物的根和地上部都能進(jìn)行NO3-N的還原作用，但各部分還原的比例取決于不同的因素：④植物的苗齡

在根中還原的比例隨苗齡的增加而提高;⑤陪伴離子

K+能促進(jìn)NO3－向地上部轉(zhuǎn)移，所以鉀充足時(shí)，在根中還原的比例下降；而Ca2+和Na+為陪伴離子時(shí)則相反;⑥光照在綠色葉片中，光合強(qiáng)度與NO3－還原之間存在著密切的相關(guān)性。⑦微量元素供應(yīng)

鉬、鐵、銅、錳、鎂等微量元素缺乏，NO3－－N難以還原。考慮以上因素可采取相應(yīng)措施降低溫室或塑料大棚中的蔬菜體內(nèi)的硝酸鹽含量。硝酸鹽超標(biāo)嗎?硝酸鹽超標(biāo)嗎?蔬菜硝酸鹽累積

我國蔬菜硝酸鹽污染程度的衛(wèi)生評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

（沈明珠，1982）級別硝酸鹽含量污染程度參考衛(wèi)生性

(mg/kg鮮重)

1≤432輕度允許生食

2≤785中度允許鹽漬,熟食

3≤1440高度允許熟食

4≤3100嚴(yán)重不允許食用蔬菜NO3--NNO2--N蔬菜NO3--NNO2--N菜心1354.252.666蕹菜540.003.520小白菜1150.201.530生菜421.000.757大白菜1220.001.209油麥菜346.501.159芥藍(lán)1130.502.063西洋菜220.330.941青花菜729.502.013莙荙菜469.001.309芥蘭頭480.000.104荷蘭豆616.330.238芥菜996.751.611豆苗663.001.008芹菜1290.000.757蘿卜427.000.506落葵784.000.305番茄189.000.305茼蒿583.004.525云南小瓜246.000.707菠菜673.501.410木瓜268.000.204

流溪河流域蔬菜硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量

(mg/kg)據(jù)廣州市農(nóng)業(yè)局（2003）雨城區(qū)各種蔬菜硝酸鹽含量測定結(jié)果統(tǒng)計(jì)表（2007年）菜類品種平均值(mg/kg)范圍值(mg/kg)根菜類白蘿卜95.270.1~112.3

白蘿卜皮13.312.0~14.5胡蘿卜137.9122.9~144.7莖菜類土豆92.256.2~114萵筍莖55.221.3~106.2蒜苗153.7116.8~189(接下表)果菜類番茄115.899.2~132.8辣椒97.979.6~124.6葉菜類大白菜204.1116.1~370.3蓮白葉片178.662.3~272.2蓮白葉柄1581.81401.2~1683.2萵筍葉113.655.3~148.9豌豆尖126.8109.5~131.0芹菜莖536.2368.7~818.6芹菜葉315.1289.6~328.7(接上表)NO3-在植物體內(nèi)的同化過程N(yùn)NNNN內(nèi)因品種種類部位生長階段外因施肥光照采收期膳食加工阻斷亞硝胺類化合物NO3-被植物吸收

NO2-

NH4+

Glu

其它AA

ProNO3-還原酶NO2-還原酶Glu脫氫酶轉(zhuǎn)氨酶GlnGln合成酶Glu合成酶胺/酰胺+

N--NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-液泡原生質(zhì)H+-ATP酶硝酸還原酶亞硝酸還原酶葉綠體無機(jī)態(tài)氮素養(yǎng)分在植物體內(nèi)的同化途徑示意圖3.植物對有機(jī)氮的吸收和同化（1）酰胺態(tài)氮

容易吸收，且速率較快。吸收速率主要受環(huán)境中尿素濃度的影響。關(guān)于尿素同化機(jī)理有兩種觀點(diǎn)：

H2OCO（NH2）22NH3+CO2

脲酶許多植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)有脲酶存在之二:如麥類、黃瓜、萵苣、馬鈴薯等體內(nèi)。（2）氨基態(tài)氮只能作為植物氮素營養(yǎng)的輔助方式。第一類：效果超過硫酸銨的，如甘氨酸、天門冬酰胺、丙氨酸、絲氨酸、組氨酸。第二類：效果界于硫酸銨和尿素之間的，如天門冬氨酸，谷氨酸，賴氨酸，精氨酸。第三類：效果不及尿素，但有一定效果的，如纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸。第四類：有抑制作用的，如蛋氨酸?？梢种铺扉T冬氨酸激酶的活性。不同形態(tài)氮對番茄葉片中有機(jī)陰離子含量的影響

（KirkbyandMengel,1967）氮的形態(tài)延胡索酸琥珀酸丙二酸蘋果酸檸檬酸總計(jì)硝態(tài)氮1.21.21.8130.047.7181.6尿素0.40.90.825.555.683.2銨態(tài)氮0.50.81.15.910.618.9(mmol/kg鮮重)4.NH4+和NO3-的營養(yǎng)特點(diǎn)

不同植物對兩種氮源有著不同的喜好程度，可人為地分為

“喜銨植物”和“喜硝植物”。喜銨植物：水稻、甘薯、馬鈴薯兼性喜硝植物：小麥、玉米、棉花等喜硝植物：大部分蔬菜，如黃瓜、番茄、萵苣等專性喜硝植物：甜菜

銨態(tài)氮肥和硝態(tài)氮肥對作物生長和產(chǎn)量的影響，還取決于許多外部條件：（1）介質(zhì)反應(yīng)。特別是根際pH反應(yīng)，一般酸性環(huán)境有利于NO3-的吸收，中性有利于NH4+的吸收。（2）介質(zhì)中伴隨離子。介質(zhì)中Ca2+、Mg2+等濃度增加，有利于植物利用銨鹽。介質(zhì)中磷酸鹽、鉬酸鹽離子濃度增加，有利于植物利用硝酸鹽。（3）介質(zhì)通氣狀況。土壤和營養(yǎng)液通氣時(shí)能加速銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸收，而根系通氣不良會顯著干擾根部的正常吸收。pHNH4+NO3-6.834.933.64.026.943.0大麥幼苗吸收標(biāo)記NO3-和NH4+

與根部介質(zhì)pH的關(guān)系

（Michael等，1965）

（mgN/盆）

而植物吸收NO3-時(shí)，pH緩慢上升，較安全。植物吸收NH4＋時(shí)，pH迅速下降，可能危害植物(水培尤甚)不同氮源營養(yǎng)液的pH值變化氮

源試

驗(yàn)

日

期Ca(NO3)2NH4NO3(NH4)2SO411月5日(定植6.56.57.411月6日6.46.36.511月7日6.56.15.411月8日6.75.83.111月9日6.75.52.911月10日6.93.72.8)

銨態(tài)氮和硝態(tài)氮都是速效氮，但是由于作物種類和環(huán)境條件不同，其營養(yǎng)效果有一定的差異。施用時(shí)，必須根據(jù)當(dāng)?shù)刈魑?、土壤和氣候條件，合理分配選用。

普氏結(jié)論：只要在環(huán)境中為銨態(tài)氮和硝態(tài)氮創(chuàng)造出各自所需要的最適條件，那么，它們在生理上是具有同等價(jià)值的。四、植物氮素營養(yǎng)失調(diào)癥狀1.氮缺乏(1)外觀表現(xiàn)整株：植株矮小，瘦弱葉片：細(xì)小直立，葉色轉(zhuǎn)為淡綠色、淺黃色、乃至黃色，從下部老葉開始出現(xiàn)癥狀葉脈、葉柄：有些作物呈紫紅色莖：細(xì)小，分蘗或分枝少，基部呈黃色或紅黃色花：稀少，提前開放種子、果實(shí)：少且小，早熟，不充實(shí)根：色白而細(xì)長，量少，后期呈褐色(2)對品質(zhì)的影響

影響蛋白質(zhì)含量和質(zhì)量（必需氨基酸的含量） 影響糖分、淀粉等的合成2.氮過量(1)外觀表現(xiàn)營養(yǎng)體徒長，貪青遲熟；葉面積增大，葉色濃綠，葉片下披互相遮蔭莖稈軟弱，抗病蟲、抗倒伏能力差根系短而少，早衰(2)作物例子禾谷類：無效分蘗增加；遲熟，秕粒多葉菜類：水分多，不耐貯存和運(yùn)輸；體內(nèi)硝酸鹽含量增加麻類：纖維量減少，纖維拉力下降蘋果樹：枝條徒長，花芽分化不充足；易發(fā)生病蟲害；果實(shí)不甜，著色不良，晚熟3.豐缺指標(biāo)

可進(jìn)行形態(tài)診斷和化學(xué)診斷?；瘜W(xué)診斷包括土壤分析和植株含氮量分析，是目前最通用的氮素營養(yǎng)診斷方法。

缺氮植株：老葉氮輸出導(dǎo)致葉片黃化，從葉尖沿中脈葉片變黃。

棉花缺氮，莖桿細(xì)弱，葉小而黃棉花田間缺氮景觀——黃化葉自下而上發(fā)展棉花缺氮下位葉黃化有時(shí)顯些紅色調(diào)茶樹缺氮株和正常株比較茶樹缺氮，葉自下而上均勻黃化煙葉缺氮，葉色暗淡，下位葉黃化大豆全株黃化、株型小而葉片稀少蕃茄由下部葉片開始黃化，往往伴隨著枯萎，其葉柄及莖的橫切面上維管束呈褐色草莓葉片長勢衰弱、葉色淺淡；同時(shí)下部葉片黃化或變紅。一般不出現(xiàn)全株黃化菠菜老葉幾乎全部黃化花生葉片全部黃化茄子由于生育不良，葉色淺淡，并由下部開始黃化

缺氮時(shí)，茄子樹勢衰弱，花瓣的顏色淡薄。

缺氮時(shí)，茄子花柱短小，易發(fā)生落果。蘿卜由于生育不良，由下部葉片開始黃化黃瓜產(chǎn)生彎果茄子單性結(jié)實(shí)而形成的石茄，其切斷面上幾乎見不到種子，只是許多空隙和極小的胚珠痕跡。杜鵑缺氮圖左為氮過剩時(shí)的徒長苗。其頂端葉片寬大、株型呈倒三角形，且生長點(diǎn)所形成的花芽多發(fā)展為亂形果。圖右為氮缺乏時(shí)的老化苗，呈正三角形，結(jié)果差、產(chǎn)量低水稻田氮肥過多，群體太大，遇風(fēng)倒伏

下部葉片的葉緣部變褐干枯，根系大量枯死氮過多引起的草莓枯死株的斷面：導(dǎo)管變褐草莓果實(shí)整體著色差，發(fā)白，果尖所剩的綠色為果實(shí)膨大期氮素過多所致番茄在莖及葉柄上產(chǎn)生褐色壞死斑氨態(tài)氮急性過剩癥狀茄子下部葉片開始黃化，葉脈間變成茶褐色，容易導(dǎo)致落葉茄子花萼對氨比較敏感茄子葉片背面發(fā)生褐變，受害部位有些濕潤黃瓜葉片脫水發(fā)白缺氮缺氮

1935年我國在大連和南京建成了兩座氮肥廠生產(chǎn)硫銨；

1953年我國氮肥產(chǎn)量以養(yǎng)分計(jì)算為5萬噸；

1969-1978年為各類肥料廠大發(fā)展時(shí)期，全國新建1000余座小氮肥廠和10余座年產(chǎn)30萬噸合成氨的大型氮肥廠；第三節(jié)常用化學(xué)氮肥的種類、性質(zhì)和施用

1983年全國氮肥產(chǎn)量猛增至1109萬噸（N），列世界第二位；

1991年以后全國氮肥產(chǎn)量一直穩(wěn)居世界第一，據(jù)中國農(nóng)業(yè)年鑒統(tǒng)計(jì)，1995年我國氮肥（純養(yǎng)分）施用量高達(dá)2021.9噸，占全國化肥總用量的56%。我國氮肥產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表

年份 年產(chǎn)化肥 其中N肥N肥占% （純養(yǎng)分）1949 2.7萬噸 2.7萬噸 100 19821276萬噸 1022.6萬噸 80.1 19922930萬噸 1756.1萬噸 59.9 20002916萬噸 2268.8萬噸 77.8全國氮肥施用量對比圖（2006年）氮肥品種 參考價(jià)(元/噸) 氮肥品種 參考價(jià)(元/噸)尿素 1700～2020 硝酸銨 1500～1700碳酸氫銨 480～600 硝酸鈣 1080～1200氯化銨 500～750 硝酸鉀 3300～3700硫酸銨 450～780我國常用氮肥的價(jià)格(2007)

世界氮肥生產(chǎn)的主要國家（1994）合成氨可直接作為氮肥施用，也可以進(jìn)一步加工為其它氮肥，其基本途徑為：氨的液化或制成溶液，即液態(tài)氮肥；氨由酸根固定或碳化，即銨態(tài)氮肥；氨的硝酸化，即硝態(tài)氮肥；氨的碳化并脫水，即酰胺態(tài)氮肥。合成氨的基本反應(yīng)：N2+3H22NH3高溫、高壓、催化劑

H2O NH3·nH2O H2O+CO2 NH4HCO3 HCl NH4Cl NaCl+CO2+H2O NH4Cl+NaHCO3

H2SO4 (NH4)2SO4

CO2 CO(NH2)2+H2O NH4NO3+CO(NH2)2+H2O 含氮溶液

H3PO4 NH4H2PO4+(NH4)2HPO4

O2 HNO3 NH3 NH4NO3

Na2CO3 NaNO3+H2CO3

CaCO3 Ca(NO3)2+H2CO3

KCl KNO3+HCl

+NH3+我國氮肥品種的變化某些國家氮肥生產(chǎn)品種（％）根據(jù)含氮基團(tuán)可以將化學(xué)氮肥分為四類：NH4（NH3）—N肥NO3（NH4NO3）—N肥酰胺態(tài)氮肥（氰氨態(tài)氮肥）緩釋氮肥（長效氮肥）

養(yǎng)分標(biāo)明量為銨鹽（氨）的單質(zhì)氮肥稱為NH4+（NH3）—N肥。其共同點(diǎn)為：（1）易溶于水。植物能直接吸收利用，肥效快。（2）易被土壤膠體吸附或固定。（3）可轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮。易遭流失和反硝化損失。（4）在堿性和鈣質(zhì)土壤中易揮發(fā)損失。（5）高濃度的氨導(dǎo)致植物中毒死亡。（6）作物過量吸收銨態(tài)氮對鈣、鎂、鉀的吸收產(chǎn)生抑制作用。一、NH4+（NH3）—N肥

分子式：NH4HCO3，含氮17%左右。（1）性質(zhì)

物理性質(zhì)：無色或白色化合物，粒狀、板狀、粉狀或柱狀細(xì)結(jié)晶，比重1.57，容重0.75，易溶于水，水溶液pH值8.2～8.4。易吸濕結(jié)塊。1.碳酸氫銨化學(xué)性質(zhì)：極不穩(wěn)定，常溫下易分解。

NH4HCO3

NH3↑＋H2O＋CO2↑影響分解的因素主要有碳銨的含水量、空氣濕度和溫度。

碳銨在不同溫度下一天內(nèi)的分解損失情況

（四川省農(nóng)科院資料）溫度（℃）5111315161820~2224~26損失%0.10.52.53.06.010.015.221.0（2）在土壤中的轉(zhuǎn)化

溶于水，解離為NH4+和HCO3-，均能被吸收。NH4+易被吸附，不易流失，淋失量僅為其他氮肥的1/3。（3）施用

應(yīng)注意氨的揮發(fā)損失和氨傷害作物。工業(yè)措施：加表面活性劑（十五烷基磺酰氯、十烷基苯磺酸銨等）、機(jī)械壓粒和化學(xué)改變性質(zhì)（MgO+NH4H2PO4+5H2O=MgNH4PO4.6H2O）農(nóng)業(yè)措施：可作基肥（375-600kg/公頃）、追肥（225-300kg/公頃），不能作種肥。1.不離土

要求深施覆土。深施肥效的高峰期在25-30天。作基肥時(shí)，施用的深度為粘土10-15cm，壤土14-15cm，砂土12-18cm；作追肥時(shí)施用深度為粘土7-10cm，壤土10-12cm，砂土10-15cm。農(nóng)業(yè)措施：2.要盡量避免高溫季節(jié)和高溫時(shí)間施用

應(yīng)在氣溫<20℃的季節(jié)施用，一天中應(yīng)避開中午氣溫較高的時(shí)段施用。高溫季節(jié)可選其他氮肥品種，如尿素、硫酸銨等。3.以水帶肥碳銨施肥結(jié)合灌水對氨揮發(fā)的影響施肥后天數(shù)表面撒施覆土不灌水灌水不灌水灌水1351017.420.022.725.94.67.07.88.40.00.10.31.40.00.00.00.2

我國最早使用和生產(chǎn)的氮肥品種。分子式：（NH4）2SO4，含氮20%～21%，含硫25.6%。商業(yè)上的“標(biāo)氮”，即為硫酸銨。（1）性質(zhì)

物理性質(zhì)：白色結(jié)晶，混有雜質(zhì)時(shí)常呈微黃色、青綠、棕紅、灰色。易溶于水，0℃時(shí)為70%。不易吸濕。化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定，分解溫度高達(dá)280℃。2.硫酸銨溶于水，解離為NH4+和SO42-，由于作物吸收前者多，導(dǎo)致土壤中SO42-累積，其與H+結(jié)合，導(dǎo)致土壤變酸，故稱之為生理酸性肥料。（2）在土壤中的轉(zhuǎn)化酸性土壤上增強(qiáng)土壤的酸性；中性和石灰性土壤中產(chǎn)生的硫酸與碳酸鈣反應(yīng)生成硫酸鈣，其充填于土壤空隙中使土壤顆粒粘連，造成閉塞、板結(jié)。硫酸根在還原性較強(qiáng)的土壤上可被還原為H2S，侵入根細(xì)胞使根變黑，部分甚至全部喪失吸收功能。當(dāng)有較多Fe2+存在時(shí)，可生成FeS，在根內(nèi)形成沉淀，同樣阻礙作物根系的吸收。化學(xué)肥料進(jìn)入土壤后，如植物吸收肥料中的陽離子比陰離子快時(shí)，土壤溶液中就有陰離子過剩，生成相應(yīng)酸性物質(zhì)，久而久之就會引起土壤酸化。這類肥料稱為生理酸性肥料。反之，即為生理堿性肥料。生理酸性（堿性）肥料除還原性很強(qiáng)的土壤外，適合在各種土壤和作物上施用?？勺龌省⒆贩屎头N肥。在酸性土壤上施用應(yīng)配合石灰等堿性物質(zhì)，但注意不要直接混合施用。在缺硫土壤及喜硫忌氯作物，如蔥、蒜、油菜、薯類、煙草等上應(yīng)優(yōu)先考慮。（3）施用含氮24～25%。（1）性質(zhì)物理性質(zhì)：白色結(jié)晶，含雜質(zhì)時(shí)呈黃色。由于混有雜質(zhì)，吸濕性比硫銨大，易結(jié)塊，甚至潮解，生產(chǎn)上將其精制并?；档推湮鼭裥?。溶解度比硫銨低，20℃時(shí)為37%。化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定3.氯化銨溶于水，解離為NH4+和Cl-，也為生理酸性肥料。在酸性土壤中使土壤溶液酸性加強(qiáng)。在中性和石灰性土壤中生成CaCl2，易溶于水，在雨季及排水良好的地區(qū)可被淋失，造成土壤膠體品質(zhì)下降，在干旱及排水不良的土壤中被積累，造成土壤溶液鹽濃度增高。Cl-對硝化作用有明顯的抑制作用，故硝化流失少。長期施用造成土壤板結(jié)或更強(qiáng)的鹽漬化。不能作種肥。（2）在土壤中的轉(zhuǎn)化（2）有效施用方法可作基肥和追肥，不宜作種肥，尤其注意不能與種子接觸，以防影響種子發(fā)芽或造成燒苗。施用時(shí)要注意深施覆土。馬鈴薯、亞麻、煙草、甘薯、茶等作物為明顯的忌氯作物。

分子式為NH4OH或NH3.H2O，含氮12～16%。（1）性質(zhì)是液體肥料，呈強(qiáng)堿性。有強(qiáng)烈的腐蝕性和揮發(fā)性。4.氨水（2）施用

貯運(yùn)過程中應(yīng)注意防揮發(fā)、防滲漏、防腐蝕。開溝深施，并兌水稀釋數(shù)倍，以免燒傷植物。對人眼睛有刺激性，施用時(shí)應(yīng)注意。生產(chǎn)上在氨水中通入一定量的CO2，生成碳化氨水，可明顯減少氨水的揮發(fā)。5.液氨

分子式：NH3，含氮82%，是含氮量最高的氮肥。在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用廣泛。（1）性質(zhì)

在10℃時(shí)密度為0.617g/cm3，沸點(diǎn)（1atm）為-33.4℃，臨界壓力為11262kPa。貯運(yùn)需耐高壓容器，施用時(shí)有相應(yīng)的施肥機(jī)具和防護(hù)設(shè)備。

液氨施肥系統(tǒng)液氨施肥系統(tǒng)（2）施用施入土壤后立即氣化，土壤pH和氨的濃度提高，硝化作用受阻，亞硝態(tài)氮大量累積，產(chǎn)生脫氮損失。只宜作基肥，并要提前施用。一般是秋季施用，來年春播作物利用，900～1350kg/公頃。在高壓狀態(tài)下將液氨直接注入到15cm以下的土壤中。同時(shí)注意安全，切記與皮膚接觸，防止凍傷和燒傷。砂質(zhì)、干旱、疏松的土壤應(yīng)加大施肥深度。土壤中銨態(tài)氮肥變化示意圖氨氣124NH4+NH4+3銨態(tài)氮肥銨態(tài)氮肥硝酸態(tài)氮土壤膠粒NH4-N肥應(yīng)施于水稻田的還原層銨態(tài)氮肥的基本性質(zhì)品種分子式含氮量(%)穩(wěn)定性理化性質(zhì)液氨

NH3

82差液體,堿性,易揮發(fā)氨水

NH3·nH2O15~18差液體,堿性,易揮發(fā)碳銨

NH4HCO316.5~17.5較差結(jié)晶,堿性,易吸濕和分解氯化銨

NH4Cl24~25較好結(jié)晶,酸性,有吸濕性硫銨

(NH4)2SO420~21好

結(jié)晶,酸性,吸濕性弱銨態(tài)氮肥在土壤中的轉(zhuǎn)化和施用品種轉(zhuǎn)化及結(jié)果施用

液氨

NH3＋H2ONH4＋＋OH－基肥,施肥機(jī)深施氨水

對土壤和作物影響不大基肥,追肥,深施碳銨

NH4＋＋HCO3－基肥,追肥,深施對土壤沒有副作用適于各種土壤和大對數(shù)作物（續(xù)）銨態(tài)氮肥在土壤中的轉(zhuǎn)化和施用品種轉(zhuǎn)化及結(jié)果施用

硫銨

NH4＋＋SO42－基肥(配施石灰和

使土壤酸化(游離酸,生理酸,有機(jī)肥),追肥,種肥硝化酸,代換酸)、板結(jié)適于多種作物

不宜稻田氯化銨

NH4＋＋Cl－基肥(配施石灰和使土壤酸化(生理酸,硝化酸,有機(jī)肥),追肥;適于代換酸)、脫鈣板結(jié)稻田和一般作物,

不宜忌氯作物

養(yǎng)分標(biāo)明量為硝酸鹽形態(tài)的氮肥為硝態(tài)氮肥。養(yǎng)分標(biāo)明量為硝酸鹽和銨鹽形態(tài)的氮肥成為硝銨態(tài)氮肥。其共同點(diǎn)是：（1）易溶于水。（2）不被土壤膠體吸附，易淋失。（3）厭氧條件下可被還原成N2O和Ｎ2揮發(fā)損失。（4）主動吸收，促進(jìn)植物吸收Ｃa2+、Ｍg2+、Ｋ+

等陽離子。（5）有較強(qiáng)的吸濕結(jié)塊性、助燃性和爆炸性。二、NO3（NH4NO3）—N肥

簡稱硝銨。含氮34%～35%。（1）性質(zhì)物理性質(zhì)：結(jié)晶的白色顆?；驕\黃色顆粒。極易吸濕結(jié)塊，工業(yè)上常制成顆粒，表面包一層疏水物質(zhì)（石蠟、磷礦粉等）作防濕劑，或加入一定比例的碳酸鈣、硫酸銨等降低其吸濕性。１.NH4NO3有助燃性和爆炸性：爆炸：2NH4NO3=2NO+4H2O+N2；燃燒：2NH4NO3=2NH4NO2+O2；

2NH4NO3=O2+4H2O+2N2化學(xué)性質(zhì)：在貯運(yùn)過程中要注意防潮、防水，忌與易燃物（紙張、柴禾、硫磺、棉花等）存放在一起；吸濕結(jié)塊后忌用鐵、銅、鎂、鋁等錘碎（生成亞硝酸銨發(fā)生爆炸），只能用木棒打碎?？蓪⑾蹁@與CaCO3混合共熔而成硝酸銨鈣（又稱石灰硝銨），或由硝銨與硫銨混合共熔而成硫硝酸銨。（2）在土壤中的轉(zhuǎn)化

易解離為NH4+和NO3-，屬生理中性肥料。（3）施用適宜于大多數(shù)土壤和作物，宜作追肥，一般不作基肥和種肥。不宜施于水田。適于旱地施用，但在堿性和干旱的土壤宜深施蓋土，在雨季或多雨地區(qū)則應(yīng)淺施蓋土。硝銨更適合于茶、煙草、甜菜、果樹、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物。硝酸鈣〔Ca(NO3)2，含N13-15%，是白色細(xì)結(jié)晶或灰色或淡黃色顆粒。硝酸鈣極易吸濕，貯存時(shí)應(yīng)注意密封。易溶于水，穩(wěn)定，只在高溫(516℃)分解。硝酸鈣屬弱的生理堿性肥料，適用多種土壤和作物。含有較多的水溶性鈣(19%)，故對蔬菜、果樹、花生、煙草等作物尤為適宜。硝酸鈣一般作追肥效果較好。如必須作基肥時(shí)，可與有機(jī)肥料或高濃氮肥(如尿素)配合施用，減少養(yǎng)分的損失，充分發(fā)揮其增產(chǎn)效果。2.硝酸鈣硝酸鈉(NaNO3

含氮15-16%),又名硝石，白色或淺灰色結(jié)晶，易溶于水，是速效性氮肥。硝酸鈉屬生理堿性肥料，長期施用將使土壤局部pH升高，并影響土質(zhì)所以硝酸鈉施用時(shí)應(yīng)配合有機(jī)肥，和其他形態(tài)氮肥及鈣質(zhì)肥料，避免連年使用。硝酸鈉宜作追肥，適用于酸性和中性土壤。硝酸鈉在一些喜鈉作物，如甜菜、菠菜及煙草、棉花等旱作作物上的肥效常高于其它氮肥。3.硝酸鈉14NH4+NH4+3土壤膠粒硝酸態(tài)氮肥硝酸態(tài)氮土壤中硝態(tài)氮肥變化示意圖硝酸態(tài)氮氮?dú)?/p>

硝－銨態(tài)和硝態(tài)氮肥的基本性質(zhì)和施用

品種分子式含氮量(%)性質(zhì)施用硝酸銨NH4NO334~35(生理酸性鹽)旱地追肥硝酸鈉NaNO315~16生理堿性鹽少量多次硝酸鈣Ca(NO3)12.6~15吸濕性(水培營養(yǎng)硝酸鉀KNO314助燃性液氮源)養(yǎng)分標(biāo)明量為酰胺形態(tài)氮的氮肥稱為酰胺態(tài)氮肥。1.尿素

簡稱脲，分子式為CO(NH2)2，含氮量45～46%。三、酰胺態(tài)氮肥（1）性質(zhì)普通尿素為白色結(jié)晶，呈針狀或棱柱狀晶體。吸濕性強(qiáng)。肥料多為顆粒狀，半透明。易溶于水。尿素造粒時(shí)，溫度超過135℃易分解縮合生成縮二脲和氨：2CO（NH2）2=（CONH2）2NH+NH3。成品中縮二脲含量應(yīng)控制在2%以下，作果樹根外追肥時(shí)不超過0.2～0.3%。（2）在土壤中的轉(zhuǎn)化在脲酶的催化下即開始水解：

CO（NH2）2+2H2O=（NH4）2CO3；一般在pH>5.6的土壤中，溫度為25°C時(shí)，尿素3天可以全部分解。當(dāng)土壤水分含量為田間持水量的50%時(shí)，尿素分解速率最快。粘重的土壤中尿素轉(zhuǎn)化快。腐殖質(zhì)含量高的土壤中轉(zhuǎn)化速率大于貧瘠土壤。脲酶抑制劑能抑制尿素水解。（3）施用適合于一切作物和土壤，可作基肥（225-300kg/公頃）和追肥。深施（10-15cm）蓋土，或至少要以水帶肥。特別適合根外追肥，濃度一般為0.5～2.0%。作水田基肥時(shí)，應(yīng)在灌水前5～7天撒施，然后翻耕；作追肥時(shí)，應(yīng)比其他銨氮肥早施4～5天。不宜作種肥。尿素CO(NH2)21(NH4)2CO3256NO3748NH4+NH4+3尿素在土壤中變化的示意圖土壤膠粒2.石灰氮是氰氨化鈣的俗稱，分子式為CaCN2，含氮20～22%。施入土壤后發(fā)生以下反應(yīng)：

2CaCN2+2H2O=Ca（HCN2）2+Ca（OH）2Ca（HCN2）2+2H2O=H2CN2H2CN2+H2O=CO（NH2）2其施用同尿素。石灰氮還可做除莠劑、殺蟲劑、殺菌劑等，作肥料使用國內(nèi)已很少見。

又稱長效氮肥，是指由化學(xué)或物理方法制成的，能延緩養(yǎng)分釋放速率，可供植物持續(xù)吸收利用的氮肥。四、緩釋氮肥（slow—releasenitrogenfertilizer）有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）溶解度小，減少氮的揮發(fā)、淋失和反硝化損失。（2）肥效穩(wěn)定，一次施用就能滿足作物全生育階段對氮素的需要。（3）一次大量施用不致引起燒苗，可減少施肥次數(shù)。（4）適合砂性土壤和多雨地區(qū)及生長期長、種植密度較大的作物、果樹、茶樹、桑樹、牧草等。長效氮肥與速效氮肥的特點(diǎn)比較

特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)速效氮肥水溶性、肥效快易揮發(fā)、易硝化、易流失、價(jià)格較易接受易反硝化(利用率低)

一次過多施用會造成減產(chǎn) 且污染環(huán)境長效氮肥抗淋溶、損失少肥效長(利用率高)

作物早期生長供氮不足一次性施肥可代替 價(jià)格較昂貴多次追肥；對環(huán)境污染輕（1）脲甲醛代號UF，尿素甲醛合成，其反應(yīng)式如下：H2NCONH2+HCHO=H2NCONHCH2OHH2NCONH2+H2NCONHCH2OH=H2NCONHCH2NHCONH2+H2OH2NCONHCH2NHCONH2+H2NCONHCH2OH=H2NCONHCH2NHCONHCH2NHCONH2+H2O1.合成有機(jī)長效氮肥

（organicslow—releasenitrogenfertilizer）UF含尿素分子2～6個(gè)，為白色粒狀或粉狀的無臭顆粒，其成分依U/F、催化劑和反應(yīng)條件而定，其溶解度與直鏈長短有關(guān)。施入土壤后，靠微生物分解釋放：H2NCO（CH2NHCONH）n+H2O=H2NCO（CH2NHCONH）n-1+H2NCONH2+HCHO………………H2NCONH2+2H2O=（NH4）2CO3UF礦化速率與U/F、土壤溫度、土壤pH值及影響微生物活動的其它條件有關(guān)。當(dāng)U/F<1

時(shí)，幾乎不分解；當(dāng)U/F=1.2～1.5，可以逐步礦化；當(dāng)U/F=1.6～3.0，礦化較快?？勺骰室淮涡允┯?，但在生長前期須配施一些速效氮肥。在砂性土壤上效果優(yōu)于速效氮肥。由于成本高，常施于草地、觀賞植物、果樹及其它多年生植物上。（2）脲乙醛代號CDU，又名丁烯叉二脲。是由乙醛縮合為丁烯叉醛，在酸性條件下再與尿素結(jié)合而成。為白色粉末，含氮28～32%，在土壤中的溶解度隨土壤溫度和土壤溶液酸度的增加而增大。在土壤中的最終分解產(chǎn)物是尿素和β—羥基丁醛，后者可被土壤微生物氧化分解成CO2和水，無殘毒。（3）脲異丁醛代號IBDU，又名異丁叉二脲，是尿素與異丁醛縮合的產(chǎn)物。IBDU肥料為白色顆粒或粉狀，含氮31%左右，不吸濕，水溶性很低。在土壤中較容易在微生物作用下水解為尿素和異丁醛，后者易分解，無殘毒。（4）草酰胺代號OA。白色粉狀或粒狀，含氮31%左右。在土壤中易水解：

NH2COCONH2+2H2O=NH2COCOOH+NH4OHNH2COCOOH+2H2O=HOCOCOOH+NH4OHOA對玉米的肥效與硝銨相似，呈粒狀時(shí)養(yǎng)分釋放減慢，但快于脲醛肥料。

2.包膜緩釋肥料（coatedslow—releasenitrogenfertilizer）

控釋肥料（ControlledReleaseFertilizers，CRF）是指以降低氮肥溶解性能和控制養(yǎng)分釋放速率為主要目的，在其顆粒表面包上一層或數(shù)層半透性或難溶性的其它薄膜物質(zhì)而制成的肥料。常用的包膜材料有硫磺、樹脂、聚乙烯、石蠟、瀝青、油脂、磷礦粉、鈣鎂磷肥等。包膜肥料主要是通過膜孔擴(kuò)散、包膜逐漸分解及水分透過包膜進(jìn)入膜內(nèi)膨脹使包膜破裂等過程釋放出養(yǎng)分。膜內(nèi)各種養(yǎng)分通過膜孔釋放養(yǎng)分釋放與植物需求基本一致日本在水稻上應(yīng)用控釋肥面積占20%“接觸施肥”氮肥利用率80%控釋肥料生產(chǎn)流程（1）硫磺包膜尿素（sulfurcoatedurea）代號SCU，簡稱硫包尿素。包膜成分有硫磺粉，膠結(jié)劑（密封裂縫和細(xì)孔）和殺菌劑（防止包膜物質(zhì)過快被微生物分解）。一般通過調(diào)節(jié)硫膜的厚度改變氮素的釋放速率。SCU在微生物的作用下，使硫逐步氧化，顆粒分解而釋放出尿素：2S+3O2+2H2O=2H2SO4，故可導(dǎo)致土壤酸化，在水田中產(chǎn)生H2S毒害水稻。SCU中氮的釋放速率與土壤微生物活性有密切關(guān)系。（2）塑料包膜氮肥

此類氮肥主要有尿素、硝銨、硫銨等。采用特殊工藝可以使塑料包膜（聚乙烯等）上含有一定大小和數(shù)量的細(xì)孔，他們具有微弱而適度的透水能力，當(dāng)土壤溫度升高、水分增多時(shí)，肥料將逐漸向作物釋放氮素。（3）長效碳酸氫銨（lastingammoniumbicarbonate）又稱長效碳銨。在碳銨粒肥表面包上一層鈣鎂磷肥，與碳銨粒肥表面起作用，形成灰黑色的磷酸鎂銨包膜，這樣阻止了碳銨的揮發(fā)、控制了氮的釋放、延長了肥效，還能向作物提供磷、鎂、鈣等營養(yǎng)元素、便于機(jī)械化施肥。長效碳銨在作物根際釋放較快，而在根外釋放較慢。氮主要是以氣態(tài)從膜內(nèi)逸出，封面料、溫度及淹水條件均會影響長效碳銨的釋放速率。一、氮肥利用率及其損失途徑1.氮肥利用率指作物吸收利用肥料氮的數(shù)量占施氮總量的百分?jǐn)?shù)。我國多數(shù)化學(xué)氮肥的利用率在20～40%之間，低于美國（30%-50%）和日本（50%）。氮肥利用率的高低主要受土壤性質(zhì)、氣候條件、氮肥品種、施肥技術(shù)、作物種類和品種、栽培技術(shù)等因素影響。氮肥利用率低，一方面污染生態(tài)環(huán)境，另一方面說明提高化學(xué)氮肥利用率的潛力還很大。第四節(jié)氮肥的合理施用

氮肥利用率測定：（1）差值法

氮肥利用率=（施肥區(qū)的作物吸氮量—無肥區(qū)的作物吸氮量）/施用氮肥的總氮量*100%（2）15N示蹤法

R=(WP×NPC×15NPC)/(WF×NFC×15NFC)×100%

R—氮肥利用率；

WP—植物干重；

NPC—植物含氮量；

15NPC—植物體內(nèi)15N原子百分?jǐn)?shù)；

WF—標(biāo)記肥料施用量；

NFC—標(biāo)記肥料含氮量；

15NFC—標(biāo)記肥料15N原子百分?jǐn)?shù)。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小麥 27～41 油菜 29玉米 52～78 馬鈴薯 20～30一般為：24～45以下影響因素：作物種類、土壤條件、施肥技術(shù)等施肥技術(shù)：是肥料品種、施肥量、養(yǎng)分配比、施肥時(shí)期、施肥方法和施肥位置等項(xiàng)技術(shù)的總稱。2.氮肥損失途徑（1）銨態(tài)氮和尿素分解成氨揮發(fā)

石灰性土壤上可達(dá)7.5-22%（2）硝態(tài)氮的淋失

沙土上可達(dá)50-70%（3）硝態(tài)氮的反硝化脫氮

水稻土中約為35%目的：減少損失、提高利用率、延長肥效1.土壤條件肥力狀況：著重中、低產(chǎn)田土壤質(zhì)地：砂質(zhì)土壤“前輕后重，少量多次”粘質(zhì)土壤“前重后輕”土壤反應(yīng)：酸性土區(qū)、中性土區(qū)堿性土區(qū)、鹽堿地(不宜用氯化銨)

水分狀況：水田區(qū)不宜用硝態(tài)氮肥旱地各種均可二、提高氮肥利用率的途徑2.作物種類需氮量：雙子葉植物>單子葉植物葉菜類作物>瓜果類和根菜類高產(chǎn)品種>低產(chǎn)品種雜交水稻>常規(guī)水稻營養(yǎng)最大效率期>其它時(shí)期3.肥料品種NH4＋－N：水田、旱地，深施（覆土）NO3－－N：旱地追肥，少量多次NH2－N：水田、旱地，深施（覆土）4.氣候條件在干旱條件下，作物對肥料用量的反應(yīng)小，增產(chǎn)不明顯。在水分供應(yīng)充分時(shí)，作物對肥料用量的反應(yīng)大，增產(chǎn)明顯。根據(jù)我國氣候條件：

北方干旱缺雨，可分配硝態(tài)氮肥 南方濕潤雨多，宜分配銨態(tài)氮肥5.施用方法(1)氮肥深施好處：提高肥料領(lǐng)域、肥效持久資料：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：根系集中分布的土層方法：基肥深施、種肥深施、追肥深施(2)施用量－－根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量法確定目標(biāo)產(chǎn)量法：以實(shí)現(xiàn)作物目標(biāo)產(chǎn)量所需養(yǎng)分量與土壤供應(yīng)養(yǎng)分量的差額作為確定施肥量的依據(jù)，以達(dá)到養(yǎng)分收支平衡，所以，又稱為養(yǎng)分平衡法。式中：F：施肥量(千克/公頃)；

Y：目標(biāo)產(chǎn)量(千克/公頃)；

C：單位產(chǎn)量的養(yǎng)分吸收量(千克)；

S：土壤供應(yīng)養(yǎng)分量(千克/公頃)；

N：所施肥料中的養(yǎng)分含量(％)；

E：肥料當(dāng)季利用率(％)。

(Y×C)-SN×EF=計(jì)算公式：

優(yōu)缺點(diǎn)：概念清楚，計(jì)算方便，易于推廣；但是問題的關(guān)鍵是要結(jié)合作物生產(chǎn)的特點(diǎn)、土壤肥力特征、作物需肥規(guī)律以及作物商品價(jià)格特點(diǎn)，確定必要的參數(shù)和土壤養(yǎng)分利用系數(shù)，才能取得滿意的結(jié)果。

經(jīng)驗(yàn)用量：尿素<375kg/ha

硫銨<750kg/ha6.氮肥與有機(jī)肥、磷肥、鉀肥配合(1)與有機(jī)肥配合施用好處：無機(jī)氮可以提高有機(jī)氮的礦化率有機(jī)氮可以加強(qiáng)無機(jī)氮的生物固定目的：作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)改良土壤，提高氮肥利用率(2)氮、磷、鉀配合施用 通過平衡施肥使作物營養(yǎng)平衡7.氮肥與硝化抑制劑的配合施用有2-氯-6（三氯甲基）吡啶（代號CP）、2-氨基-4-氨-6-甲基嘧啶（代號AM）、硫脲（代號TU）等?？商岣叩世寐?～10%。用法：按一定比例（為含N量的2%±）與NH4+-N、尿素混合施用。問題：①對豆科作物有藥害，特別注意對后作豆科的影響；②殘毒待研究。措施：合理施用氮肥

大氣 環(huán)境氮肥

NO3－－N 水體 植物體

吸收積累NH3>0.15mM

NH3

揮發(fā)NH4＋－N硝化

NH2－N植物抗病蟲能力降低農(nóng)藥大量使用人和動物反硝化流失食物鏈過量施用毒害作物第五節(jié)氮肥施用對環(huán)境的影響一、氨的毒害濃度：開始毒害濃度：0.15mM

致死濃度：6.0mM

癥狀：根：根尖分泌粘性物質(zhì)，根呈褐黃色，無根毛，不長新根，根量減少，毒害嚴(yán)重時(shí)，老根發(fā)黑、壞死；葉：葉片最初表現(xiàn)為凋萎軟弱，色澤暗綠，隨后發(fā)黃焦枯。機(jī)理：在根部：抑制根部呼吸，破壞氧化磷酸化；影響其它離子吸收在葉部：抑制植物光合磷酸化作用。預(yù)防措施：改進(jìn)施肥方法，控制肥料用量，選好施肥時(shí)機(jī)二、硝酸鹽的污染1.硝酸鹽在植物體內(nèi)的積累

(1)不會毒害植物（奢侈吸收）

(2)通過食物鏈危及動物和人

研究發(fā)現(xiàn)：硝酸鹽是一種對人和動物有害的物質(zhì)，對成人的致命劑量為15～70mg/kg(體重)。硝酸鹽在消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)里通過大腸桿菌還原為亞硝酸鹽。食用蔬菜后，在口腔即可形成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽破壞血液吸收氧的能力，致使哺乳動物患血紅蛋白癥，嚴(yán)重者致死，亞硝酸鹽對成人的致命劑量約為20mg/kg(體重)。(3)植株硝酸鹽和亞硝酸鹽限量指標(biāo)

世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（WHO/FAO）于1973年規(guī)定了人體攝入硝酸鹽的限量指標(biāo)，硝酸鹽（NO3－）的日允許量為3.6mg/kg（體重）。根據(jù)這一限量指標(biāo)，假設(shè)成人體重60kg，日食蔬菜0.5kg，則蔬菜硝酸鹽含量的允許上限為432mg/kg（鮮重）。蔬菜亞硝酸鹽含量的允許上限為0.4mg/kg（鮮重）蔬菜NO3--NNO2--N蔬菜NO3--NNO2--N菜心1354.252.666蕹菜540.003.520小白菜1150.201.530生菜421.000.757大白菜1220.001.209油麥菜346.501.159芥藍(lán)1130.502.063西洋菜220.330.941青花菜729.502.013莙荙菜469.001.309芥蘭頭480.000.104荷蘭豆616.330.238芥菜996.751.611豆苗663.001.008芹菜1290.000.757蘿卜427.000.506落葵784.000.305番茄189.000.305茼蒿583.004.525云南小瓜246.000.707菠菜673.501.410木瓜268.000.204流溪河流域蔬菜硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量

(mg/kg)據(jù)廣州市農(nóng)業(yè)局（2003）2.硝酸鹽流失對水體的污染(1)造成水體富營養(yǎng)化如：我國長江河口河水的NO3-含量為0.49～0.95mg/L, 世界平均值為0.1mg/L(2)使水生生物死亡因藻類大量繁殖，造成水體缺氧

(3)引起潛在性致癌突變體地點(diǎn)利用方式徑流量(t/667m2·年)氮濃度（mgN／L）排出量（kgN/667m2·年）武進(jìn)縣桑50.035.01.75張家港市棉60.540.82.40涑陽縣豆55.537.32.07平均55.337.72.09太湖地區(qū)旱地地表徑流氮排出量地點(diǎn)徑流量(t/667m2·年