植物氮素營養(yǎng)及化學(xué)氮肥

關(guān)于植物氮素營養(yǎng)及化學(xué)氮肥第一節(jié)土壤氮素營養(yǎng)及化學(xué)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是重要的限制因素，它對(duì)作物產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)系極大，我國絕大多數(shù)土壤氮素不足，各地施用氮肥有顯著的增產(chǎn)效果。第2頁,共52頁，2024年2月25日，星期天一、土壤中氮素的含量、形態(tài)和轉(zhuǎn)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(shù)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(jī)質(zhì)含量密切相關(guān)。土襄有機(jī)質(zhì)含量愈高，含氮量也愈高。

第3頁,共52頁，2024年2月25日，星期天據(jù)資料表明，我國有80％左右的耕地土壤缺氮。說明大多數(shù)土壤氮素供應(yīng)不足是限制作物增產(chǎn)的主要因素。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不斷補(bǔ)充氮肥，就成為提高土壤肥力，奪取作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的一項(xiàng)基本措施。第4頁,共52頁，2024年2月25日，星期天二）、土壤中氮素的形態(tài)土壤中氮素的形態(tài)可分為有機(jī)態(tài)和無機(jī)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(jī)氮OrganicN無機(jī)氮InorganicN土壤氮素≥98%1%~2%第5頁,共52頁，2024年2月25日，星期天1.土壤有機(jī)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(dòng)植物殘?bào)w、腐殖質(zhì)和微生物中。除了少量的氨基酸和酰胺外，大多數(shù)必須經(jīng)過微生物分解后，才能被植物吸收。

第6頁,共52頁，2024年2月25日，星期天2.土壤無機(jī)態(tài)氮。

土壤無機(jī)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,共52頁，2024年2月25日，星期天2.土壤無機(jī)態(tài)氮。

土壤無機(jī)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,共52頁，2024年2月25日，星期天三）、土壤中氮素的轉(zhuǎn)化土壤有機(jī)氮的礦化與釋放土壤無機(jī)態(tài)氮的損失和固定第9頁,共52頁，2024年2月25日，星期天1.土壤有機(jī)氮的礦化與釋放1）、氮的礦化作用(氨化作用)。

土壤有機(jī)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(xì)菌的作用下，氧化成硝酸的過程。

硝化作用可分為兩個(gè)過程。

亞硝化細(xì)菌

1、2NH3+3O22HNO2+2H2O（慢）

硝化細(xì)菌

2、2HNO2＋O22HNO3（快）

第10頁,共52頁，2024年2月25日，星期天2.土壤無機(jī)態(tài)氮的損失和固定。土壤中的無機(jī)態(tài)氮以及當(dāng)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(duì)無機(jī)態(tài)氮還發(fā)生固定。

第11頁,共52頁，2024年2月25日，星期天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(jī)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(shí)，發(fā)生氨的大量揮發(fā)。所以施用氮肥采用深施、施后嚴(yán)密蓋上，可減少氨的揮發(fā)損失。

第12頁,共52頁，2024年2月25日，星期天（2）反硝化作用硝態(tài)氮在反硝化細(xì)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(xì)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(jìn)行得很強(qiáng)烈。

在缺氧（O2＜1—2％），有新鮮有機(jī)能源存在，pH為5—8，溫度在30—350C時(shí)，有利于反硝化作用的進(jìn)行。第13頁,共52頁，2024年2月25日，星期天（3）硝態(tài)氮的淋失硝態(tài)氮帶負(fù)電荷，不能被帶負(fù)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,共52頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共52頁，2024年2月25日，星期天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(duì)無機(jī)態(tài)氮的吸收，而變成有機(jī)態(tài)氮。

第16頁,共52頁，2024年2月25日，星期天（2）非生物固定無機(jī)態(tài)氮的非生物固定包括土壤粘土礦物對(duì)NH4+的固定和土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)亞硝態(tài)氮的固定第17頁,共52頁，2024年2月25日，星期天反硝化脫氮氨揮發(fā)淋溶第18頁,共52頁，2024年2月25日，星期天二、植物的氮素營養(yǎng)

一）、植物體內(nèi)氮素的含量和分布

一般植物的含氮量為干物質(zhì)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(nèi)的氮素代謝與碳素代謝是相互制約的，碳多，則氮少，此時(shí)植株矮小，易老化；碳少，則氮多，易造成徒長、貪青。第19頁,共52頁，2024年2月25日，星期天二）、氮素的生理功能1.氮是組成蛋白質(zhì)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,共52頁，2024年2月25日，星期天

三）、植物對(duì)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(duì)植物有害。

第21頁,共52頁，2024年2月25日，星期天某些可溶性的有機(jī)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(shù)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(duì)銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的同化，除硝態(tài)氮還原為氨的反應(yīng)外，其余過程是相同的。第22頁,共52頁，2024年2月25日，星期天1.植物對(duì)銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸收。植物對(duì)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(shí)存在，NH4+會(huì)抑制植物對(duì)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,共52頁，2024年2月25日，星期天生理酸性肥料

植物吸收銨態(tài)氮的機(jī)理是根吸收一個(gè)NH4+產(chǎn)生一個(gè)H+，而NH3進(jìn)入植物體內(nèi)。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(jīng)植物吸收利用后，其殘余部分導(dǎo)致介質(zhì)酸度提高的過程。第24頁,共52頁，2024年2月25日，星期天生理堿肥料在NO3-的還原過程中消耗了H+，產(chǎn)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(jīng)植物吸收利用后，其殘余部分導(dǎo)致介質(zhì)酸度降低的過程第25頁,共52頁，2024年2月25日，星期天四）、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(shí)，由于蛋白質(zhì)和細(xì)胞分裂素的合成受阻，影響細(xì)胞的分裂和伸長，細(xì)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(huì)降低葉綠素的含量，葉黃素含量相對(duì)增加，使葉片失去綠色，變淡發(fā)黃。由于植物體內(nèi)的氮化合物有高度的移動(dòng)性，能從老葉轉(zhuǎn)移到幼葉，即當(dāng)植物氮素不足時(shí)，老葉的蛋白質(zhì)進(jìn)行分解，運(yùn)輸?shù)叫律挠啄廴~子供其利用，這種現(xiàn)象稱為氮素的再度利用。

作物發(fā)生早衰，不正常的早熟，產(chǎn)量和品質(zhì)降低。

第26頁,共52頁，2024年2月25日，星期天Technologicalstripedisease

缺少氮肥

CausedbyincorrectN

fertilizerapplication燕麥小麥油菜第27頁,共52頁，2024年2月25日，星期天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,共52頁，2024年2月25日，星期天不同時(shí)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,共52頁，2024年2月25日，星期天PotatoPlants馬鈴薯缺氮正常第30頁,共52頁，2024年2月25日，星期天亞麻(Flax)第31頁,共52頁，2024年2月25日，星期天CucumberwithNdeficiency

黃瓜+N-N第32頁,共52頁，2024年2月25日，星期天Strawberry(草梅)with

Ndeficiencyonright+N-N第33頁,共52頁，2024年2月25日，星期天CeleryleaveswithNdeficiency缺氮供氮第34頁,共52頁，2024年2月25日，星期天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(jìn)細(xì)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(dǎo)致產(chǎn)量降低。

第35頁,共52頁，2024年2月25日，星期天作物貪青晚熟，生長期延長。細(xì)胞壁薄，植株柔軟，易受機(jī)械損傷（倒伏）和病害侵襲（大麥褐銹病、小麥赤霉病、水稻褐斑?。５剡^多的危害大量施用氮肥會(huì)降低果蔬品質(zhì)和耐貯存性；棉花蕾鈴稀少易脫落；甜菜塊根產(chǎn)糖率下降；纖維作物產(chǎn)量減少，纖維品質(zhì)降低。蔬菜硝酸鹽超標(biāo)第36頁,共52頁，2024年2月25日，星期天SlightsymptomsofNtoxicityincucumberCucumbergrowthwithnormalNNutrition氮過量第37頁,共52頁，2024年2月25日，星期天水稻田氮肥過多，群體太大，遇風(fēng)倒伏第38頁,共52頁，2024年2月25日，星期天Nover-fertilizationcauses“Blotchyripening”第39頁,共52頁，2024年2月25日，星期天氮素過多對(duì)蘋果的影響NormalNNutritionfor“Goldendelicious”O(jiān)ver-fertilizedwithNfertilizerfor“Goldendelicious”第40頁,共52頁，2024年2月25日，星期天氮肥種類氨態(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(zhì)和施用第41頁,共52頁，2024年2月25日，星期天一）、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(diǎn)：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(zhì)作用易引起氨的揮發(fā)損失；在通氣條件下，經(jīng)硝化細(xì)菌作用能轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮。

第42頁,共52頁，2024年2月25日，星期天

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(xì)粒結(jié)晶，易溶于水，肥效快，易吸濕，易揮發(fā)，具有強(qiáng)烈的氨臭味。當(dāng)溫度升高而空氣濕度增大時(shí)，則易吸濕分解，造成氨的揮發(fā)損失。其反應(yīng)式如下：

NH4HCO3一一H2O+CO2+

NH3

第43頁,共52頁，2024年2月25日，星期天

2）、在土壤中的轉(zhuǎn)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(duì)作物產(chǎn)生毒害作用。

第44頁,共52頁，2024年2月25日，星期天2.硫酸銨〔（NH4）2SO4〕硫酸銨簡稱硫銨。，

1）、成分和性質(zhì)。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(duì)熱反應(yīng)較穩(wěn)定，在常溫下不會(huì)揮發(fā)損失氮素，但硫銨與堿性物質(zhì)混合，即使在常溫下也會(huì)激烈反應(yīng)，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(nóng)藥等混合貯存和施用。

第45頁,共52頁，2024年2月25日，星期天

2）、在土壤中的轉(zhuǎn)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(dāng)NH4+被吸收后同時(shí)釋放出H+,加上植物對(duì)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,共52頁，2024年2月25日，星期天（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(diǎn)：易溶于水，肥效快；屬生理堿性肥料；吸濕性很強(qiáng)，很易結(jié)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(jìn)行反硝化作用，易造成脫氮損失。第47頁,共52頁，2024年2月25日，星期天硝酸銨（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(zhì)。硝銨為白色結(jié)晶，含N量較高，達(dá)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(shí)要注意安全。

2.在土壤中的轉(zhuǎn)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-不能