作物的氮素营养
学习目标
1.掌握作物体内氮素的含量。 2.掌握作物氮的营养特点。 3.掌握氮素的吸收。
一、植物体内氮的质量分数和分布
1.质量分数
一般植物含氮量约占植物体干物重的0.3%-5%，而含量的多少与 植物种类、器官、发育阶段有关。含氮量多的是豆科作物，例如大豆 茎秆含氮嚣是2.49％；非豆科作物一般含氮量较少，例如禾本科作物 一般干物质含氮量在1％左右。作物的幼嫩器官和成熟的种子含蛋白质 多，含氮也多，而茎秆特别是衰老的茎秆含蛋白质少，含氮量也少， 例如小麦的籽粒含氮量为2．0％～2．5％，而茎秆含氮0．5％左右
有时小分子的有机态氮如蛋白质、氨基酸和酰胺态氮等也能被植 物吸收利用。
无机态：NH4+－N、NO3-－N（主要）
吸收的形态
有机态：NH2 －N、氨基酸、 （少量） 核酸等
（一）植物对硝态氮的吸收与同化
1. 吸收：植物主动吸收NO3-－N
植物吸收的氮素主要是铵态氮和硝态氮。在旱地农 田中，硝态氮是作物的主要氮源。由与土壤中的铵态 氮通过硝化作用可转变为硝态氮。所以，作物吸收的 硝态氮多于铵态氮。
4. 氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）
5. 氮是多种维生素、植物激素、生物碱等的成分
（维生素B1、B2、B6、IAA、CK ）
供氮对马铃薯伤流液中细胞分裂素含量的影响
细胞分裂素含量（µmol） 天
连续供氮
连续不供氮
0
196
196
3
420
26
6
561
17
三、植物对氮的吸收与同化
植物吸收氮素的形态主要是无机态氮，即铵态氮和硝态氮。
结论：只要在环境中为铵态氮和硝态氮创造出各自所需要的 最适条件，它们在生理上是具有同等价值。
各
转氨基作用
种 新 的 氨 基 酸
2.NH4-N的同化
3. 酰胺形成的意义（谷氨酰胺、天门冬酰胺） ①贮存氨基 ②解除氨毒
（三）植物对有机氮的吸收与同化
1. 尿素（酰胺态氮） 吸收：根、叶均能直接吸收
同化：①脲酶途径：尿素 脲酶 NH3
氨基酸
②非脲酶途径：直接同化
尿素
氨甲酰磷酸 瓜氨酸
精氨酸
尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受 害症状
NO3-N的吸收
逆电化学势梯度的主动吸收； 介质pH显著影响植物对的吸收。 pH值升高的吸收减少； 进入植物体后，大部分在根系中同化为氨基酸、蛋白质，也可直接 通过木质部运往地上部； 硝酸根在液泡中积累对离子平衡和渗透调节作用具有重要意义。
2.NO3-N的同化
NO3_
Байду номын сангаас
NO2_
硝酸还原成氨是由两种独立的酶 分别进行催化的。硝酸还原酶可使硝酸 盐还原成亚硝酸盐，而亚硝酸还原酶可 使亚硝酸盐还原成氨。
NH3
大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还 原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：
1.硝酸盐供应水平 当硝酸盐数量少时，主要 在根中还原;
2.植物种类 木本植物还原能力>一年生草本 一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原 强度顺序为： 油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳 3.温度 温度升高，酶的活性也高，所以也可 提高根中还原NO3--N 的比例。
4.植物的苗龄 在根中还原的比例随苗龄的增加而提 高；
5.陪伴离子 K+能促进NO3-向地上部转移，所以钾充 足时，在根中还原的比例下降；而Ca2+和Na+为陪伴离子 时则相反；
6.光照 在绿色叶片中，光合强度与NO3-还原之间存 在着密切的相关性。
考虑以上因素可采取相应措施降低温室或塑料大棚 中的蔬菜体内的硝酸盐含量。
（二）植物对铵态氮的吸收与同化
1. 吸收 机理：
①被动渗透
(Epstein,1972) ②接触脱质子
(Mengel,1982)
膜外 NH4+
H+
膜 膜内 ATPase
NH4+ H+
NH3
外界溶液
NH4+
H+
细胞质
NH3
质 膜
质膜上NH4+脱质子作用的示意图
氨
酮酸
酮戊二酸
谷氨酸
还原性胺化作用
氨
酰胺
不能简单的评判哪种形态好 或是不好，因为肥效高低与各种 影响吸收和利用的因素有关。
作物生长期不同，对氮肥形态的喜好不同。 水稻根部呼吸作用
中末端氧化酶前期 以细胞色素氧化酶 （对氧亲和力高）
不同阶段NH4+-N或NO3对水稻产量的影响
前期施用 后期施用 水稻产量
为主，吸收NH4+-N 较多；后期黄酶占
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
2. 分布：
幼嫩组织>成熟组织>衰老组织，
生长点>非生长点
二、植物体内含氮化合物的种类 （氮的生理功能）
1. 氮是蛋白质的重要成分 （含氮16～18％）
2. 氮是核酸的成分（含氮约7％）
3. 氮是叶绿素的成分
（叶绿体含蛋白质45～60％）
优势，吸收NO3--N 较多。
NH4+-N NO3--N NH4+-N NO3--N
NH4+-N NO3--N NO3--N NH4+-N
一般2 一般3 最高 最低
（二）原因
1. 植物的遗传特性 2. 环境因素
介质反应：酸性：有利于硝的吸收 中性至微碱性：有利于铵的吸收
陪伴离子、介质通气状况、土壤水分状况
2. 氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异
四、铵态氮和硝态氮的营养特点
（一）铵态氮和硝态氮的营养特点
喜铵植物： 水稻、甘薯、马铃薯 兼性喜硝植物：小麦、玉米、棉花等 喜硝植物： 大部分蔬菜，如黄瓜、
番茄、莴苣等 专性喜硝植物：甜菜
NO3--N和 NH4+-N营养作用的比较
NO3--N是阴离子，为氧化态的氮源， NH4+-N是阳离子，为还原态的氮源。
种类：大豆>玉米>小麦>水稻；高产品种>低产品种 器官：叶片>子粒> 茎秆>苞叶 发育：同一作物的不同生育时期，含氮量也不相同。
注意：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。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。
组织：幼嫩组织>成熟组织>衰老组织， 生长点>非生长点
表 我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 （沈明珠，1982）
级别 硝酸盐含量 污染程度 参考卫生性
(mg/kg鲜重)
1
≤432
轻度 允许生食
2
≤785
中度 允许盐渍,熟食
3
≤1440 高度 允许熟食
4
≤3100 严重 不允许食用
因此，降低植物体内硝酸盐含量的有效措施：选用优良 品种、控施氮肥、增施钾肥、增加采前光照、改善微量 元素供应等。