第一节植物的氮素营养与氮肥地球上的大部分氮素存在于岩石圈和大气圈中,在大气中惰性气体占78%,占地球总氮量的1.96%,地球表面每平方米上空有7550kg的N,但这些氮不能被植物直接利用,许多因素与氮的循环转化有关,其中有生理的、化学的、生物化学的,而且是许多过程伴随进行氮是植物的主要营养元素,是构成蛋白质的主要成分,对作物的产量和品质关系极大,而我国大部分地区缺氮。
1、含量一般植物含氮量约占植物干重的0.3-5%,而含量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。
种类:豆科作物、豆科绿肥>禾本科作物器官:种子>叶>根>茎秆品种:高产品种>低产品种一、作物体内氮的含量和分布组织:幼嫩组织>成熟组织>衰老组织生长点>非生长点生长时期:苗期>旺长期>成熟期>衰老期营养生长期>生殖生长期发育:同一作物的不同生育时期,含氮量也不相同。
一般作物吸收高峰在营养生长旺盛期和开花期,以后迅速下降,直到收获,到成熟期作物体内氮从茎叶转向种子或果实。
2. 分布:营养生长期:大部分在营养器官中生殖生长期:转移到贮藏器官约占植株体内全氮的70%二、氮的营养功能1/蛋白质的重要组分:蛋白态氮通常可占植株全氮的80-85%。
蛋白质中平均含氮16-18%,体内细胞的增长和新细胞的形成都必须有蛋白质,否则受到抑制,生长发育缓慢或停滞。
2/核酸和核蛋白质的成分核酸是合成蛋白质和决定生物遗传性的物质基础,因此也是植物生长发育和生命活动的基础物质,RNA,DNA,核酸中含氮15-16%,核酸态氮占植株全氮的10%左右。
3/ 叶绿素的组成元素叶绿素是植物进行光合作用的场所,据测定,叶绿体约占叶片干重的20-30%,而叶绿体中约含蛋白质45-60%。
4/许多酶的组分酶本身就是蛋白质,是植物体内生化作用和代谢过程中的生物催化剂。
5/氮是多种维生素(B1 B2 B6 PP等)的组分----辅酶的成分6/氮也是生物碱的组分(如烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱--卵磷脂--生物膜)7/多种维生素的组分8/一些植物激素的成分9/氮是一些植物激素的成分(如玉米素、GA、CTK)--生理活性物质10/生物碱的组分N是一切有机体不可缺少的元素,所以它被称为“生命元素”。
五、氮素不足或过多对作物生长发育与品质的影响作物缺氮的外部特征苗期缺氮:幼苗生长缓慢,植株矮小,叶片薄叶小,叶色发淡,甚至发黄、干枯而脱落。
因在植物体内移动性较强,缺乏症首先从下部老叶片开始。
生长中、后期缺氮:植物早衰、早熟;禾谷类作物下部叶片从叶尖沿中脉向叶片基部枯黄枯黄部分呈V字型,叶缘仍保持绿色而略卷曲,穗短小,穗粒数少,籽粒不饱满;双子叶植物分枝减少,花蕾少、果小,产量降低。
谷粒和牧草中蛋白质含量降低,食用和饲料价值降低。
氮素过多的危害降低产量:使禾谷类作物倒伏减产;使块根、块茎类作物贪青疯长;使油料作物籽粒少而小;使果树茎叶生长过盛,开花迟、结果少。
影响品质:大部分光合作用产物合成蛋白质用于营养生长,降低了以碳水化合物积累为主的作物含糖量及淀粉含量指标,降低油料作物的含油量等。
易受病虫危害,产品不耐贮存:植株易受低温、机械损伤和病虫危害;果、蔬不耐贮存;体内低分子氮化合物增多,为病源微生物提供较多营养,而酚类化合物合成减弱,易滋生病害。
氮素过多,易造成产品及土壤、地下水的硝酸盐污染。
影响蔬菜硝酸盐含量的因素植物因素: 种类、品种、部位肥料因素: 种类、用量、时间气候因素: 温度、光照收获因素: 施肥后安全期、一天内时间第三节氮肥的种类、性质和施用二、氮肥的分类按氮素存在的形态分类:铵态氮肥\硝态氮肥\酰胺态氮肥\长效氮肥按其发挥作用的快慢分类:速效性氮肥\缓效性氮肥(一)铵态氮肥肥料中的氮素是以铵离子(NH4+)或氨(NH3)的形式存在的氮肥。
代表品种:硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、液体氨、氨水等硫酸铵硫酸铵[(NH4)2 SO4,含氮20-21%],简称硫铵,俗称肥田粉,是我国最早使用和生产的氮肥品种,通常以它作为氮肥的标准肥。
纯净的硫铵为白色晶体,有少量的游离酸存在,溶于水呈弱酸性。
硫铵物理性质稳定,不易吸湿(20℃时临界吸湿点为相对湿度81%),易溶于水(20℃时溶解度为75g/100g水),属速效性肥料。
比重1.77,熔点513℃,灼烧时可分解为氨和硫酸。
常温下化学性质稳定不易分解,含S 24%,对缺硫土壤是很好的硫源。
2、入土变化硫铵施入土壤后,遇水溶解,以铵离子(NH4+)和硫酸根(SO42-)离子的形态存在于土壤溶液中,铵离子有以下去路:①被作物吸收作物对NH4+吸收>>SO42- SO42-较多残留于土壤中易引起土壤酸化硫铵是一种生理酸性肥料。
生理酸性肥料:养分经植物吸收利用后,残留部分导致生长介质酸度提高的肥料。
②被土壤胶体吸附石灰性土壤:易造成土壤板结酸性土壤:使酸度增强③产生硝化作用:④遇碱性物质,易分解放出氨,使氮素损失:3、施肥要点硫铵可作基肥、追肥、种肥用○1在石灰性土壤上追肥要尽可能深施覆土,及时浇水②旱作地区,以深施基肥、种肥为主,每亩施用量40~50 kg;水浇地以作种肥和追肥为主,施用量50~60kg/亩。
水田不适宜施用硫铵③硫铵是最宜以拌种的方法作种肥的氮肥品种。
氨化铵(分子式为NH4Cl, 含N24-26%),简称氯铵,纯净的氯化铵是白色晶体,吸湿性略高于硫铵,不结块,物理性质较好,便于贮存,易溶于水(20℃时溶解度为37g/100g水) ,常温下化学性质稳定,不易分解。
2、入土变化①被作物选择性吸收,增加了土壤的酸度。
②石灰性土壤中施用氯化铵时,易造成钙的流失,引起土壤板结。
③盐碱地及干旱地区施用,氯化钙积累,盐分加重,对作物生长不利。
应配合施用石灰和有机肥料。
④铵态氮也可在硝化细菌的作用下进行硝化作用。
3、施肥要点不施于忌氯作物:氯化铵在禾本科作物上施用效果与等氮量的硫酸铵相当,甚至略高。
但不宜忌氯作物上施用\不宜用作种肥:干旱地区氯化钙不仅使土壤溶液浓度加大,而且对种子发芽和幼苗生长有直接危害。
\盐碱地少用或不用:以免增加土壤中氯离子的含量,加重盐渍化程度。
\是水稻田很好的氮肥。
碳酸氢铵(NH4HCO3,含N17%),简称碳铵。
碳铵是一种白色细粒结晶,有强烈的氨臭味,又叫“气肥”,吸湿性强,易溶于水(20℃:20g/100g水) ,呈碱性反应(pH8.2-8.4)。
干燥的碳铵在常温下基本稳定,当温度升高,空气湿度大时,则易吸湿分解,造成氮素的挥发损失。
为了克服碳铵易挥发结块的缺点,可在生产过程中加入防结块添加剂(十五烷基磺酰胺或十烷基苯磺酸铵),使其结晶颗粒增大,含水量减少,结块率下降,也可通过机械压力的方法,将粉肥压成重约1g的杏核状粒肥,使产品粒度增大,表面积减少,也可减少结块。
②入土变化:以铵离子和碳酸氢根离子形态存在于土壤溶液中作物选择性吸收铵离子易被土壤胶体吸附通气条件下,碳铵产生硝化作用,形成硝酸和碳酸。
③碳铵施用原则:三不原则:不作种肥、不地表撒施、不与茎叶直接接触八字诀:深施覆土、及时浇水④施肥方法底肥深施:水浇地用量25-50公斤/亩,旱地用量10-25公斤/亩采用种子、碳铵不接触方法作种肥追肥条施、穴施制成粒肥、球形肥深施长效碳铵铵态氮肥小结1、共性:(1)易溶于水,肥效不如硝态氮肥快,但比硝态氮肥长,作物能直接吸收利用;(2)NH4+易被土壤胶体吸附,移动性小,不易造成氮素流失;(3)在碱性环境中氨易挥发损失。
(4)在通气良好的土壤中,铵(或氨)态氮可经硝化作用转化为硝态氮,易造成氮素的淋失和流失。
(5)植物过量吸收铵态氮(NH4+-N)对Ca、Mg、K的吸收有抑制作用。
(6)高浓度铵态氮对作物容易产生毒害。
2、铵态氮肥氮素损失的途径氨的挥发损失性质不稳定的碳铵、氨水、液氨,若没有深施覆土,都要产生氨气的挥发性质稳定的硫铵和氯铵,表施在石灰性土壤上,很快发生化学反应,引起氮的挥发损失硝态氮的淋失和反硝化作用引起的氮素损失3、铵态氮肥施肥技术深施覆土,基肥,追肥条施、穴施不与碱性肥料混合施用严防大水漫灌施用硝化抑制剂,防止硝化作用,防止流失损失(二)硝态氮肥肥料中的氮素是以硝酸根离子(NO3-)形式存在的氮肥。
代表品种:硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵等。
1、硝酸钠硝酸钠(NaNO3),含氮量(N:15-16%)。
白色或灰色结晶,易溶于水,易吸湿结块,有助燃性,贮存时要防潮、防火。
②入土变化以硝酸根离子和钠离子形式存在于土壤溶液中。
作物选择性吸收离子生理碱性肥料:养分经植物吸收利用后,残留部分导致生长介质酸度降低的肥料。
硝态氮易随水淋洗在还原性环境下,易进行反硝化作用,肥效下降③施肥要点通常不作基肥,多用于追肥忌大水漫灌,防淋失和反硝化的氮素损失。
不宜在盐碱地上施用不宜施于水稻田喜钠作物的适宜氮肥品种2、硝酸铵硝酸铵(NH4NO3,含N33-35%)简称硝铵,白色晶体,其中铵态氮和硝态氮各占一半,兼有两种形态氮肥的特性。
极易溶水(20℃:188g/100g水) ,吸湿性极强,易结块,一般制成粒状硝铵(石蜡、磷矿粉、石膏等),且易燃、易爆。
硝铵的改性是改善其吸湿性和防止燃爆危险的重要途径。
入土变化以铵离子和硝酸根离子存在于土壤溶液中作物吸收量基本相同硝态氮不被土壤胶体吸附,易淋失铵态氮被土壤胶体吸附铵态氮在石灰性土壤中易挥发损失氮素铵离子在通气条件下易转变为硝态氮硝态氮在还原性条件下易产生反硝化作用生理中性肥:养分经植物吸收无残留或残留部分基本不改变生长介质酸度的肥料。
施肥要点既要防止氨的挥发和硝态氮的脱氮损失,也要防止硝态氮的淋溶损失。
灌区或多雨区一般不作基肥,宜作追肥。
忌大水漫灌,须分次施用,为防氨挥发,也要深施。
水田不宜施用硝铵,易淋失和反硝化。
硝铵不宜作种肥,因为硝铵浓度高、吸湿性强,与种子直接接触会影响种子萌发和幼苗生长。
硝态氮肥小结共同特点:(1)易溶于水,肥效快;(2)吸湿性强,易结块,空气湿度大时吸水呈液态,施用不便;(3)受热易分解,放出氧气,体积骤增,易燃易爆;(4)NO3- 不易被土壤胶体吸附,易随水流失;(5)硝酸根可通过反硝化作用还原为多种气体(NO,NO2,N2等),易造成氮素气态损失。
硝态氮肥损失主要途径淋溶损失反硝化作用引起脱氮损失防止措施:忌大水漫灌\忌在水稻田施用\忌过量施用(三)酰胺态氮肥酰胺态氮肥是指凡是含有酰胺基(CONH2)2或在分解过程中产生酰胺基的氮肥。
两种主要的酰胺态氮肥品种:尿素和石灰氮尿素1、成分与性质分子式CO(NH2)2,含氮量44%-46%, 白色颗粒,易溶于水(20℃时溶解度为105g/100g水) ,水溶液呈中性反应。
在干燥条件下,有良好的物理性,但当气温增高,相对湿度较大时,易于潮解。