《植物氮營養(yǎng)》PPT課件.ppt

缺氮,第二章 植物氮素營養(yǎng)與氮肥,N,本章重點內容： 氮在植物體內的功能與對植物生長發(fā)育有何影響； 主要氮肥種類的性質和合理施用技術。 提高氮肥利用效率的途徑。,基本內容,第一節(jié) 植物的氮素營養(yǎng) 第二節(jié) 氮肥的種類、性質和施用 第三節(jié) 氮肥的有效施用,第一節(jié) 植物的氮素營養(yǎng),氮的含量與分布 氮的營養(yǎng)作用 植物氮的吸收與同化 植物缺氮及過量的癥狀與危害,含量 一般植物含氮量約占植物體干物重的0.3%-5%,而含量的多少與植物種類、器官、發(fā)育階段有關。 種類：大豆玉米小麥水稻 器官：葉片子粒莖稈苞葉 發(fā)育：同一作物的不同生育時期，含氮量也不相同。,一、植物體內氮的含量、形態(tài)和分布,第一節(jié) 植物的氮素營養(yǎng),第一節(jié) 植物的氮素營養(yǎng),一、植物體內氮的含量、形態(tài)和分布 形態(tài)：,分布：,由于氮在植物體內的移動性很強，其分布是隨著生長中心的轉移而變動。 營養(yǎng)生長期間約有70%的氮可從較老的組織和葉片轉移到正在生長的幼嫩器官中被再利用； 成熟期，莖葉和其它器官中的蛋白質則水解為氨基酸、酰胺，轉移到種子、果實、塊根、塊莖中，重新合成蛋白質。,注意：,作物體內氮素的含量和分布，明顯受施氮水平和施氮時期的影響。通常是營養(yǎng)器官的含量變化大，生殖器官則變動小，但生長后期施用氮肥，則表現(xiàn)為生殖器官中的含氮量明顯上升。,二、氮的營養(yǎng)功能,蛋白質的組分 核酸和核蛋白的組分 葉綠素的組分 酶的組分 維生素的組分 生物堿的組分 植物激素的組分,氮是植物體內許多重要有機化合物的組分，也是遺傳物質的基礎。,供氮對馬鈴薯傷流液中細胞分裂素含量的影響,細胞分裂素含量（mol）,連續(xù)供氮 連續(xù)不供氮,天,0 196 196 3 420 26 6 561 17,氮對植物生命活動以及作物產(chǎn)量和品質均有極其重要的作用。 合理施用氮肥是獲得作物高產(chǎn)優(yōu)質的有效措施。,生產(chǎn)與實踐,三、植物氮的吸收與同化,植物吸收氮的形態(tài) NO3-N 的吸收與同化 NH4-N 的吸收與同化 CO(NH2)2-N 吸收與同化 NO3-N和 NH4+-N營養(yǎng)作用的比較,（一） 植物吸收氮素的形態(tài),主要是NH4+、NO3-， 少量可溶性有機含氮小分子化合物，如：氨基酸、酰胺、尿素，等。,N,生產(chǎn)實踐中,在旱地農(nóng)田中，硝態(tài)氮是作物的主要氮源。由于土壤中的銨態(tài)氮通過硝化作用可轉變?yōu)橄鯌B(tài)氮。所以，作物吸收的硝態(tài)氮多于銨態(tài)氮。,（二）NH4-N 的吸收與同化,NH4-N 的吸收 NH4-N 的同化,1、 NH4+-N的吸收,NH4+的吸收與H+的釋放存在著相當嚴格的等摩爾關系 (K.Mengel et al, 1978) 。,質膜上NH4+脫質子作用的示意圖,1. NH4-N 的吸收,方式：主動或被動 pH：下降,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,轉氨基作用,2. NH4-N 的同化,2. NH4-N 的同化,2. NH4-N 的同化,部位：根系 受體：呼吸作用產(chǎn)生的a-酮戊二酸 產(chǎn)物：氨基酸（谷氨酸），在轉氨酶的作用下轉氨基，形成新的氨基酸（蛋白質）。 過多的NH3，可形成酰胺（谷氨酰胺，天門冬酰胺）， NH3避免毒害,（三）NO3-N 的吸收與同化,NO3-N的吸收 NO3-N的同化,1. NO3-N的吸收,主動過程，根際pH上升， NO3-N受環(huán)境影響大 介質pH顯著影響植物對NO3-N的吸收。pH值升高， NO3-N的吸收減少；,硝酸還原成氨是由兩種獨立的酶分別進行催化的。硝酸還原酶可使硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，而亞硝酸還原酶可使亞硝酸鹽還原成氨。,2、NO3-N的同化,NO2_,NO3_,NH3,1）NO3-N還原為NO2-N,部位：細胞質 硝酸還原酶Nitrate Reductase ： 黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD),細胞色素和鉬為輔酶， 由NADPA（或NADH)作為電子供體 耗能和質子ATP和H+ 產(chǎn)生OH-排出，pH上升。,2）NO2-N 還原為NH3-N,部位：葉綠素（葉綠體） 亞硝酸還原酶Nitrite Reductase ： 依賴于光照， 產(chǎn)生OH-排出，pH上升。,NR硝酸還原酶Nitrate Reductase 一種黃素蛋白、鉬是其輔基，存在于細胞質中： 還原NO3-的過程中需要NADPH+或NADP+提供電子和能量； 是一種誘導酶，介質中有NO3- 時植物才出現(xiàn)NR, 并隨NO3- 含量而增加，與氮供應量密切相關。 生產(chǎn)中的應用 有人建議將NR酶活性作為診斷氮素營養(yǎng)的指標。,鉬對小麥葉片中硝酸還原酶活性的影響,葉片預處理,0.005 0 0.2 0.3,0.005 100 2.8 4.2,5.0 0,5.0 100,8.0,8.2,2、NO3-N的同化,NO3-還原產(chǎn)物之一OH- ，一部分在植物體內被中和，大部分從根排出，使根際pH值升高。,目前關于尿素被同化的途徑有兩種見解： 其一、尿素在植物體內可由脲酶水解產(chǎn)生氨和二氧化碳； 其二、尿素是直接被吸收和同化的,尿素同化的特點是：對植物呼吸作用的依賴程度不高，而主要受尿素濃度的影響。,（三）CO(NH2) 2-N的吸收和同化,NO3-N是陰離子，為氧化態(tài)的氮源， NH4+-N是陽離子，為還原態(tài)的氮源。,五） NO3-N和 NH4+-N營養(yǎng)作用的比較,不能簡單的判定那種形態(tài)好或是不好，因為肥效高低與各種影響吸收和利用的因素有關！,(一)作物種類 水稻是典型的喜NH4+-N作物。（水稻幼苗根內缺少硝酸還原酶； NO3-N在水田中易流失，并發(fā)生反硝化作用。） 煙草是典型的喜NO3-N作物。 （二）環(huán)境反應（pH） 從生理角度看， NH4+-N和NO3-N都是良好的氮源，但在不同pH條件下，作物對NH4+-N和NO3-N的吸收量有明顯的差異。 NH4+-N肥效不好主要是由于生理酸性所造成的。,四、植物缺氮癥狀與供氮過多的危害,氮素缺乏癥狀 氮素過多的危害,1、氮素不足,植物生長緩慢。植株矮小，葉片細小直立； 葉片黃化（葉色淡綠，嚴重時呈淡黃色；失綠均一，從老葉逐漸向上部葉片發(fā)展）。番茄、玉米葉脈和葉柄呈現(xiàn)深紫紅色； 莖細而長，分蘗或分枝少； 根細長，數(shù)量少； 花少、果稀，提前成熟，產(chǎn)量低，品質差； 生育期縮短。,缺氮,大麥：下部葉片淡黃，中部葉片葉尖發(fā)黃并逐漸向葉基部擴展，新葉保持綠色而挺直。,玉米：下部葉尖發(fā)黃，逐漸沿中脈擴展成倒V字形，中脈發(fā)紅，中部葉片顏色淡綠。,油菜：植株矮小，下部葉黃紅，根系細長，分枝根量少，色白。,棉花：下部葉色黃紅，葉脈淡黃，中部葉黃綠，新葉淡綠。,菠菜：老葉幾乎全部黃化，新葉相對留有一些綠色,萵苣缺氮：葉片發(fā)白，生長緩慢，包心小，最終導致外葉變?yōu)辄S白色而死亡,茄子葉片缺氮：下部葉片的葉脈間黃化嚴重，而葉脈上仍留有少許,菜豆缺氮：葉色變黃，干枯脫落,生長14周的健康蘿卜,蘿卜,缺氮3周植株，老葉發(fā)黃，葉脈紅色,胡蘿卜,正常,缺氮,缺氮后地上部矮小，葉色淡綠，根相對較小,正常,缺氮,缺氮后生長矮化，葉片蒼白，老葉變黃，并從葉片頂端開始死亡,蔥頭,甜菜：從由到左為不同程度缺氮葉片，,洋白菜：葉呈小型，葉色帶有黃色，生育變壞,過量 正常 缺氮,過量時植株徒長，株型呈倒三角形，生長點所形成的花芽多發(fā)展為亂形果,缺氮的株型呈正三角形，結果差，產(chǎn)量低,番茄,2、氮素過多 葉色濃綠，枝葉茂盛，通風透光不良； 影響碳水化合物的積累。（蛋白質的合成消耗大量碳水化合物） 易倒伏（細胞壁、果膠類物質形成少，細胞壁變?。┖瘫究浦参锩黠@ 易病蟲害 貪青遲熟，降低品質。,2、氮素過多 谷類作物：根系生長受抑制，不利后期植株吸收水分和養(yǎng)分；且品質降低； 桔柑：果實變小，果皮加厚果肉百分率下降，著色不良，含糖少，品質差，不耐貯藏。 蘋果：枝葉徒長，不能充分進行花芽分化，易發(fā)生病蟲害，果實著色不良，缺乏甜味，品質差，成熟晚。 蔬菜：組織含水量高，不耐貯藏；,2、氮素過多 NO3- 可能在植物體內的累積，對人、畜有害。 原因： NO3- 進入動物胃腸系統(tǒng)后經(jīng)細菌還原形成NO2- 。 NO2- 具有毒性： NO2- 是強氧化劑，可使血紅蛋白分子中心的Fe2+ 轉化為Fe3+ ，導致氧氣輸送受阻； NO2- 與仲胺作用形成可以致癌的亞硝胺。,幾種蔬菜硝酸鹽含量與氮肥施用量關系（ NO3 mg/kg鮮重）,糖料和淀粉類作物：前期施足氮肥，后期節(jié)制氮肥用量。 蔬菜：注意NO3- 可能在植物體內的累積，對人、畜有害。,270-300kg N/ha,外部環(huán)境因子是如何影響植物根系吸收礦質養(yǎng)分？ 什么是