作物的氮素营养
幼嫩器官和种子中含氮量较高,茎杆含量较低,尤其 是老熟的茎杆含量更低。小麦子粒含氮2.0%-2.5%,茎杆仅 0.5%左右;豆科作物子粒为4.5%-5%,而茎杆仅为1.4%。
作物体内氮素的含量和分布明显受施氮水平和施氮时期 的影响。随施氮量增加,作物各器官中氮的含量均有明显提 高。通常是营养器官的含量变化大,生殖器官则变动小,但 生长后期施用氮肥,则表现为生殖器官中的含氮量明显上升。
二、 氮的生理功能
1、蛋白质的重要组分(蛋白质中平均含氮16%-18%) 2、核酸和核蛋白质的成分 3、叶绿素的组分元素 4、许多酶的组分(酶本身就是蛋白质) 一些维生素的组分,而生物碱和植物激素也都含有氮。
总之,氮对植物生命活动以及作物产量和品质均有极其 重要的作用。合理施用氮肥是获得作物高产的有效措施。
缺氮
缺氮
小麦地块由于施肥不匀造成的缺氮现象
(二)氮素过剩
植物枝叶茂盛,群体过大,通风透光不好,碳水化合物 消耗太多,使茎杆细弱,机械强度小,容易倒伏;体内可溶 性氮化合物过多,容易遭受病虫害;贪青晚熟,结实率下降, 产量降低;瓜果的含糖量降低,风味差,不耐贮藏,品质低; 叶菜类植物中硝酸盐高,危害健康。
供氮状况对马铃薯伤流液中细胞分裂素的影响 (Sattelmacher等,1978)
细胞分裂素(毫微摩尔)
天
连续供氮
连续缺氮
第7天起供氮
0
196
196
/
3
420
26
/
6
561
17
/
9
/
/
1.32
三、氮素的吸收与利用
(一)氮素吸收形态 NH4+、NO3-、NO2可溶性有机氮:氨基酸、酰胺等 豆科植物可以通过共生固氮,直接利用空气中的N2
• 储藏氮素 当氨过剩时,形成谷酰胺和天门冬酰胺; • 消除氨毒 在亚麻、高粱、三叶草和香豌豆等植物中,将
HCN掺入半胱氨酸而再转化为天门冬酰胺,消除毒害; • 促进氮素在体内的运输
(三)NH4+和NO3-营养特点
1、NO3-的吸收是一个主动过程;吸收NO3-使根际pH升高; NH4+吸收机制不清楚,吸收后可使根际pH下降。
2、水稻、茶树、甘薯和马铃薯等喜NH4+,大多数旱作物喜 NO3-。烟草喜NH4+ NO3-配合施用。
3、在低温条件下(8℃),植物吸收NH4+多于NO3-;随温度 升高, NO3-的吸收逐渐增加;在高温条件下(26℃~ 35℃),植物吸收的NO3-多于NH4+ 。
4、与硝态氮相比,以NH4+为营养时,消耗的能量少。
四、作物氮营养失调的形态表现
(一)氮素缺乏 • 生长过程缓慢(stunting) • 叶片黄化 • 根冠比较大 • 分枝分蘖少 • 谷类作物穗数及穗粒数减少,千粒重下降,产量降低。 • 缺素首先出现在老叶上
• 左为正常的秋季苹果叶;右为缺氮的苹果叶
西红柿缺氮,生长矮小,茎和叶柄 变硬变脆,叶片为淡绿色,偶 尔为淡紫色,下部黄化。
NO3-N在体内的分配
根吸收的NO3-N可通过木质部运往地上部 根吸收的NO3-N也可以在根系中直接同化为氨基酸 液泡是NO3-N的贮存库,而NO3-N在液泡中积累对阴阳
离子平衡和渗透调节作用具有重要意义
NO3-N的同化
在还原过程中NADPH或NADH提供电子
硝酸还原酶是诱导酶其活性受NO3-N含量影响
(二)各种形态氮素的吸收利用
1、NO3-N吸收与利用
植物对NO3-N的吸收属主动吸收过程 影响NO3-N吸收的主要因素:
➢ 光照 通过影响植物体内的代谢,影响根系对NO3-N的吸收 ➢ 介质的pH 值升高,NO3-N的吸收减少
OH-与NO3-有竞争作用 细胞内的pH值上升 NO3- + 8H+ +8e- NH3 + H2O + OH-
第二节 植物氮素营养
一、作物体内氮素含量与分布
(一)含量
一般为3-50 g/kg。
•豆科作物>禾本科作物 •籽粒、叶片﹥茎杆、根系 •生育前期叶片﹥生育后期的叶片 •氮素含量随代谢中心的转移而变化 •含氮量还受土壤供氮水平和施肥的影响
大豆2.25%,紫云英2.25%;而禾本科作物一般含氮量 较低,大多在1%左右。小麦>水稻
• 老叶萎焉、下垂、无 生气,接着,下部叶 片黄化、出现褐斑。
番茄施用尿素过多造成氨害引起的焦枯病
氮多诱发缺镁引起黄瓜叶肉小斑点褪绿
梨树缺氮;亮黄、紫色或红色叶片
小麦缺氮:缺少分蘖、茎变
细,发红;叶片淡绿色,老 叶黄化,早死脱பைடு நூலகம்。
大麦缺氮:类似于小麦。缺少分 蘖,茎变细,基部发红;叶片淡 绿,老叶黄化,死亡,脱落。
• 蒜缺氮、磷:右为缺氮, 生长矮小、瘦弱、叶片淡 绿,叶点死亡;
• 左为缺磷:生长缓慢、矮 小,叶片暗绿、叶点死亡。
2.氨(NH3)的吸收与同化
植物对NH4-N的吸收主要为被动吸收。 Mengel 等认为,当NH4+与原生质膜接 触时,首先进行脱质子化作用,NH3扩 散进入原生质膜。
氨的同化有两条途径: (1)谷氨酸脱氢酶(GDH)途径 (2)谷酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合 成酶与氨基转移酶(GOGAT))
酰胺在植物体内的作用