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植物氮素营养及化学氮肥


3.施用。 硝铵一般适于旱作追肥。在旱地也可 作基肥。要浅灌、轻灌,以免硝铵中的 硝态氮造成淋失而降低肥效。 用作种肥,要控制施用量,最好采用 条施,使肥料不与种子接触。
(三)酰胺态氮肥一尿素
{CO(NH)2}

1.成分和性质。尿素含N量为46%,是 固体氮肥中含氮量最高的一种。白色 针状或粒状结晶,在常温下吸湿性不 大。尿素易溶于水,也属速效性肥料。 虽然用于根外追肥时尿素分子能直接 被作物吸收,但施在土壤中,要经微 生物作用转化成铵态氮后,才易被作 物吸收。是中性肥料 2.在土壤中的转化。 尿素施人土壤后,以分子状态溶解 于土壤溶液中,尿素在土壤中受微生 物分泌的脲酶作用水解,生成碳酸铵 和碳酸氢铵: CO(NH2)2+2H2O (NH4) 2CO3 (NH4)2CO3+H2O NH4HCO3+NH4OH 转化形成的铵态氮可以被土壤吸附, 也可被作物吸收。

据资料表明,我国有80%左右的耕地 土壤缺氮。说明大多数土壤氮素供应不足 是限制作物增产的主要因素。因此,在农 业生产中不断补充氮肥,就成为提高土壤 肥力,夺取作物高产稳产的一项基本措施。
二)、土壤中氮素的形态
土壤中氮素的形态可分为有机态和无机态 两种。这两种形态氮的总和称为土壤全氮量。
土壤氮素
2.土壤无机态氮的损失和固定。
土壤中的无机态氮以及当年施人的氮 素化肥、未能全部被作物吸收。一般来 说利用率只有30%一40%,其余部分通 过氨的挥发,硝酸盐的反硝化作用和淋 洗而损失掉了。此外,土壤对无机态氮 还发生固定。
1)、土壤中氮素的损失。
(1)氨的挥发损失。施人土壤中的有机肥 以及铵态氮肥和酰胺态氮肥,最后都形成 NH4+或NH3。
(二)硝态氮(NO3—N)肥
硝态氮肥包括硝酸钠、硝酸钙和硝酸铵等。 它们都含有硝酸根离子(NO 3 -),所以具有以 下特点:易溶于水,肥效快;属生理碱性肥料; 吸湿性很强,很易结成硬块;所含的硝酸根不被 土壤胶体吸附,易随水流失;在土壤通气不良的 情况下,进行反硝化作用,易造成脱氮损失。
硝酸铵(NH4NO3)简称硝铵。

生理碱肥料
在NO3-的还原过程中消耗了H+,产生 了OH-而排到土壤中,致使土壤pH值上 升。所以,硝态氮肥属生理碱肥料。
定义: 肥料中的离子态养分经植物吸收 利用后,其残余部分导致介质酸度 降低的过程
四)、植物氮素不足或过多的症状
1.植物缺氮的症状
植株矮小。缺氮时,由于蛋白质和细胞分裂素的 合成受阻,影响细胞的分裂和伸长,细胞小而壁 厚。所以,植物生长缓慢,植株矮小。 叶子发黄。缺氮会降低叶绿素的含量,叶黄素含 量相对增加,使叶片失去绿色,变淡发黄。 由于植物体内的氮化合物有高度的移动性, 能从老叶转移到幼叶,即当植物氮素不足时,老 叶的蛋白质进行分解,运输到新生的幼嫩叶子供 其利用,这种现象称为氮素的再度利用。 作物发生早衰,不正常的早二、植物的氮素营养

一)、植物体内氮素的含量和分布 一般植物的含氮量为干物质重的0.3%—5 %,其含量随作物种类、器官、生育期等的 不同而异。 植物体内的氮素代谢与碳素代谢是相互制 约的,碳多,则氮少,此时植株矮小,易老 化;碳少,则氮多,易造成徒长、贪青。
二)、氮素的生理功能
缺氮 正常
亚麻(Flax)
Cucumber with N deficiency 黄瓜
+ N
Strawberry(草梅) with N deficiency on right
+ N
Celery leaves with N deficiency
缺氮
供氮
2.植物氮素过多的症状

氮肥施用过多,由于氨基酸增多,促进细胞 分裂素的形成,易造成茎叶疯长,植株互相荫蔽, 光照减弱,不利于光合作用,使植株的碳水化合 物减少,贪青晚熟,籽粒不饱满,导致产量降低。
Cucumber growth with normal N Nutrition
水稻田氮肥过多,群体太大,遇风倒伏
N over-fertilization causes “Blotchy ripening”
氮素过多对苹果的影响
O N v o e r r m a f l e r N t i N l u
三)、土壤中氮素的转化
土壤有机氮的矿化与释放
土壤无机态氮的损失和固定
1.土壤有机氮的矿化与释放
1)、氮的矿化作用(氨化作用)。 土壤有机态氮在酶的催化作用下释放出铵或氨的过 程称为氨化作用或矿化作用。
2)、硝化作用。 氨在硝化细菌的作用下,氧化成硝酸的过程。 硝化作用可分为两个过程。 亚硝化细菌 1、 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O(慢) 硝化细菌 2、2HNO2+O2 2HNO3(快)
氮素过多的危害
作物贪青晚熟,生长期延长。 细胞壁薄,植株柔软,易受机械损伤(倒伏) 和病害侵袭(大麦褐锈病、小麦赤霉病、水稻褐 斑病)。 大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐贮 存性; 棉花蕾铃稀少易脱落; 甜菜块根产糖率下降; 纤维作物产量减少,纤维品质降低。 蔬菜硝酸盐超标
氮过量
Slight symptoms of N toxicity in cucumber
有机氮 Organic N
≥98%
无机氮 1%~2% Inorganic N
NH4+
NO3
1.土壤有机态氮。

是土壤中氮素的主要形态,一般占 土壤全氮量的98%以上,它主要存在于 动植物残体、腐殖质和微生物中。除了 少量的氨基酸和酰胺外,大多数必须经 过微生物分解后,才能被植物吸收。
2.土壤无机态氮。

2)、在土壤中的转化
碳铵施人土壤后, 一部分分解生成 氨,呈分子状态被土壤吸附;其余大部 分通过解离生成NH4+和HCO3-,能被作 物吸收,NH4+也能被土壤胶体吸附:

3)、施用

碳铵可作基肥和追肥,但不宜作种肥 以免影响种子的发芽和秧苗的生长。也 不宜作根外追肥,以免挥发的氨对作物 产生毒害作用。
2.硫酸铵〔(NH4)2SO4〕
硫酸铵简称硫铵。, 1)、成分和性质。硫铵是一种 含氮、硫和营养成分的固体肥料, 含氮量为20%一21%。 硫铵对 热反应较稳定,在常温下不会挥 发损失氮素,但硫铵与碱性物质 混合,即使在常温下也会激烈反 应,造成氮素的损失。
(NH4)2SO4+CaCO3一一 CaSO4+ 2NH3 十H2O+CO2 (NH4)2SO4+ K2CO 3一一 K2SO4+2NH+H2O+ CO2
2.土壤无机态氮。

土壤无机态氮含量较少,一般只占全氮量 的l%一2%,常以铵态氮(NH4-N)和硝态氮 (NO3-_N)的形态存在于土壤溶液中。
• 有效性氮-在作物生长期间能被作物吸收的氮 素称为有效性氮。它的含量较少,其中包括铵 态氮、硝态氮,及少量的氨基酸。 • 速效性氮-在有效性氮中,铵态氮和硝态氮更 易为植物吸收,称为速效性氮。
燕 麦
小麦
Technologica l stripe disease 缺少氮肥
油 菜
Caused by incorrect N fertilizer application
-N
+N
大麦 燕麦
玉米
禾本科作物 缺氮的症状
-N +N 小麦
苗期缺氮
绿色V字症
老叶缺氮
不同时期和部位的缺氮症状
Potato Plants马铃薯
NH4+ 一一NH3(气体)+H+ 在PH大于等于7.5时,发生氨的大量挥 发。所以施用氮肥采用深施、施后严密盖 上,可减少氨的挥发损失。

(2)反硝化作用
硝态氮在反硝化细菌的作用下,还原成气态氮 (N2、N2O)的过程,称为反硝化作用。反硝化细菌 在好气性条件下反硝化作用较微弱,而在厌气性条件 下进行得很强烈。 在缺氧(O2<1—2%),有新鲜有机能源存在, pH为5—8,温度在30—350C时,有利于反硝化作用 的进行。

1)、 碳酸氢铵简称碳铵,它 是用氨水吸收CO2制成的。 NH3+H2O+CO2-NH4HCO3 碳铵含N量为17%左右。 它为白色的细粒结晶,易溶于 水,肥效快,易吸湿,易挥发, 具有强烈的氨臭味。当温度升 高而空气湿度增大时,则易吸 湿分解,造成氨的挥发损失。 其反应式如下: NH4HCO3 一一 H2O + CO2 + NH3
(3)硝态氮的淋失
硝态氮带负电荷,不能被带负电荷 的土壤胶体吸附,故易随水渗漏或流 失,称为淋失。
2)、土壤中氮素的固定
(1)生物固定。 这是指植物和土壤微生物对无机态氮的 吸收,而变成有机态氮。
(2)非生物固定
无机态氮的非生物固定包括土壤粘土 矿物对NH4+的固定和土壤有机质对亚硝态 氮的固定
因此,硫铵不能与石灰、草木 灰、碱性农药等混合贮存和施用。
2)、在土壤中的转化 硫铵施人土壤后,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。当 NH4+被吸收后同时释放出H+,加上植物对养分的 又有选择吸收性,吸收的NH4+比 SO42-要多 ,土壤 显酸性, 所以硫铵为生理酸性肥料。 3)、施用 硫铵适于一般的土壤和各种作物,可 作基肥、种肥和追肥。
1.氮是组成蛋白质和核酸的重要成分。 2.氮是组成叶绿素的成分。 3.氮是酶和多种维生素等的成分。

三)、植物对氮的吸收和同化。
植物从土壤吸收的氮主要是铵离子 (NH4+)和硝酸根离子(NO3-)。低浓 度的亚硝酸根离子(NO3-)也可被植物 吸收,但浓度较高,则对植物有害。


某些可溶性的有机态氮化合物,如氨 基酸、酰胺、尿素等也可直接被植物吸收, 但数量有限,其营养意义不及铵态氮和硝 态氮那样重要、植物对铵态氮和硝态氮的 同化,除硝态氮还原为氨的反应外,其余 过程是相同的。
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