植物的氮素营养与氮肥笔记Word格式.docx
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1）
（2）影响硝酸盐还原的因素
1植物种类：
与根系还原能力有关，如木本植物>
一年生草本植物；
油菜>
大麦>
向日葵>
玉米
2光照：
光照不足，硝酸还原酶活性低，使硝酸还要作用变弱，造成植物体内NO3－－N浓度过高
3温度：
温度过低，酶活性低，根部还原减少
4施氮量：
施氮过多，吸收积累也多（奢侈吸收）
5微量元素供应：
钼、铁、铜、锰、镁等微量元素缺乏，NO3－－N难以还原
6陪伴离子：
如K+,促进N03—向地上部转移，使根还原比例减少；
若供钾不足，影响
NO3－－N的还原作用
当植物吸收的N03——N来不及还原，就会在植物体内积累
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
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。
（2）植物对铵态氮的吸收与同化
1.吸收
（1）机理：
①被动渗透②接触脱质子
2.同化
（1）部位：
在根部很快被同化为氨基酸
（2）反应式：
谷氨酰胺＋ADP＋Pi
2谷氨酸
蛋白质
NH3＋谷氨酸＋ATP
谷氨酰胺+a-酮戊二酸+2e—+2H+谷氨酸＋17酮酸17种氨基酸
3.酰胺的形成及意义形成：
意义：
①贮存氨基；
②解除氨毒；
③参与代谢。
（3）植物对有机氮的吸收与同化
1.尿素（酰胺态氮）
（1）吸收：
根、叶均能直接吸收
（2）同化：
1脲酶途径：
尿素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
2.氨基态氮
可直接吸收，效果因种类而异
第一类，效果>
硫酸铵：
如甘氨酸、天门冬酰胺等第二类，尿素<
效果<
如天门冬氨酸等第三类，效果<
尿素：
如脯氨酸、缬氨酸等
第四类，有抑制作用：
如蛋氨酸
四、铵态氮和硝态氮营养特点的比较
N03--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。
不能简单的判定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。
影响两者肥效高低的因素：
（一）作物种类
不同植物对两种氮源有着不同的喜好程度，可人为地分为喜铵植物”和喜硝植物”。
植物的喜铵性和喜硝性
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、萬苣等；
专性喜硝植物：
甜菜
（二）环境条件
1.介质反应
酸性：
利于N03—的吸收；
中性至微碱性：
利于NH4+的吸收
而植物吸收N03—时，pH缓慢上升，较安全
植物吸收NH4+时，pH迅速下降，可能危害植物（水培尤甚）
2.伴随离子
Ca2+、Mg2+等利于NH4+的吸收（而NH4+、H+对K+、Ca2+、Mg2+的吸收有拮抗作用）;
钼酸盐利于N03-的吸收与还原
3.介质通气状况
通气良好，两种氮源的吸收均较快
4.水分水分过多，N03-易随水流失
普氏结论：
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，那么，它们在生理上是具有同等价值的。
第一节植物的氮素营养小结：
1.氮素是植物体中、、、
等的组成成分。
2.植物吸收的氮素以形态的和为主，
也可以吸收少量形态的氮。
3.旱地植物吸收N03-以吸收为主，被吸收的N03-在同化之前，
必需先还原为。
4.植物在吸收NH4+时，会释放等量的，因此，介质的pH值将
会。
5.酰胺具有、、
等作用。
6.植物的喜铵性和喜硝性是由和共
同决定的。
7.植物在营养生长期缺氮通常表现为。
五、植物氮素营养失调症状
1.氮缺乏
（1）外观表现
整株：
植株矮小，瘦弱
叶片：
细小直立，叶色转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色，从下部老叶开始出现症状叶脉、叶柄：
有些作物呈紫红色
茎：
细小，分蘖或分枝少，基部呈黄色或红黄色
花：
稀少，提前开放种子、果实：
少且小，早熟，不充实根：
色白而细长，量少，后期呈褐色
（2）对品质的影响影响蛋白质含量和质量（必需氨基酸的含量）；
影响糖分、淀粉等的合成
2.氮过量
（1）外观表现营养体徒长，贪青迟熟；
叶面积增大，叶色浓绿，叶片下披互相遮荫；
茎秆软弱，抗病虫、抗倒伏能力差；
根系短而少，早衰
（2）作物例子禾谷类：
无效分蘖增加；
迟孰，秕粒多叶菜类：
水分多，不耐贮存和运输；
体内硝酸盐含量增加麻类：
纤维量减少，纤维拉力下降苹果树：
枝条徒长，花芽分化不充足；
易发生病虫害；
果实不甜，着色不良，晚熟第二节土壤中的氮素及其转化
一、土壤中氮素的来源及其含量
（一）来源
1.施入土壤中的化学氮肥和有机肥料
2.动植物残体的归还
3.生物固氮
4.雷电降雨带来的NH4＋-N和NO3--N
（二）含量我国耕地土壤全氮含量为0.04%~0.35%之间，与土壤有机质含量呈正相关我国土壤含氮量的地域性规律：
二、土壤中氮的形态
水溶性
速效氮源
<
全氮的5%
1.有机氮
水解性
缓效氮源
占50%~70%
（>
98%）
非水解性
难利用
占30%~50%
离子态
土壤溶液中
2.无机氮
吸附态
土壤胶体吸附
（1%~2％）
固定态
2：
1型粘土矿物固定
有机氮
无机氮
（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）
1.定义：
在微生物作用下，土壤中的含氮
有机质分解形成氨的过程。
2.过程：
有机氮
氨基酸
NH4+—N+有机酸
3.发生条件：
各种条件下均可发生
最适条件：
温度为20〜30oC,
土壤湿度为田间持水量的60%，
土壤pH=7,C/N<
25:
1
4.结果：
生成NH4+-N（有效化）
三、土壤中氮的转化
NH3N2、NO、N2O
4卜
挥发损失反硝化作用
有矿化作用硝化作用生有
机斥物〒铵态氮•硝酸还原作用‘硝态氮卄机质定氮
吸附固定淋洗损失
吸附态铵或水体中的
固定态铵硝态氮
（二）土壤粘土矿物对NH4+的固定
1.定义
吸附固定：
由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4+的吸附作用
2.过程液相NH4+
3.结果：
减缓NH4+的供应程度
（三）氨的挥发损失
1.定义：
在中性或碱性条件下，土壤中的NH4+转化为NH3而挥发的过程
NH4+NH3+H+
3.影响因素：
①pH值NH3挥发
60.1%
71.0%
810.0%
950.0%
②土壤CaCO3含量：
呈正相关③温度：
呈正相关④施肥深度：
挥发量表施〉深施
⑤土壤水分含量⑥土壤中NH4+的含量
造成氮素损失
（四）硝化作用
通气良好条件下，土壤中的NH4+在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象。
NH4++02NO2-+4H+
2NO2-+022NO3-
3.影响条件：
土壤通气状况、土壤反应、土壤温度等
铵充足、通气良好、pH6.5~7.5、25~30oC
形成N03--N;
禾9:
为喜硝植物提供氮素；
弊：
易随水流失和发生反硝化作用
（五）无机氮的生物固定
土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象。
2.
过程：
铵态氮硝态氮
NO3－N2、NO、NO2
1.生物反硝化作用（嫌气条件下）
（1）定义：
嫌气条件下，土壤中的硝态氮在反硝化细菌作用下还原为气态氮从土壤中逸失的现象
（2）过程：
NO3-NO2-N2、N2O、NO
（3）最适条件：
土壤通气不良，新鲜有机质丰富，pH5〜8,温度30〜35oC
2.化学反硝化作用（可在好气条件下进行）NO2－N2、N2O、NO
发生条件：
NO2－存在
造成氮素的气态挥发损失,并污染大气（八）硝酸盐的淋洗损失
NO3－-N随水渗漏或流失,可达施入氮量的5%~10%结果：
氮素损失,并污染水体四、土壤的供氮能力及氮的有效性有效氮：
能被当季作物利用的氮素,包括无机氮（＜2％）和易分解的有机氮
供氮能力
旱地：
全氮、碱解氮、土壤矿化氮、硝态氮
稻田：
全氮、碱解氮、铵态氮
减少途径植物吸收带走氨的挥发损失硝化作用（喜铵作物）反硝化作用硝酸盐淋失生物和吸附固定（暂时）20%~50%
全氮——土壤供氮潜力；
无机氮——土壤供氮强度小结：
土壤有效氮增加和减少的途径增加途径施肥（有机肥、化肥）氨化作用硝化作用（喜硝作物）生物固氮雷电降雨化学氮肥的当季利用率：
第三节氮肥的种类、性质和施用一、氮肥重要作用
氮肥的生产在化肥工业中占据至关主要的地位。
由于世界土壤氮的平均肥力不高,氮素不易在土壤中积累,而现代集约化农业又容易引起土壤有机质和氮素的过多消耗,因此在多数条件下氮肥的增产效果或肥效,相对于磷钾等化肥而言,是最为稳定和显著的。
据全国化肥试验网1981〜1983年的资料,N、P、K化肥
在水稻、小麦和玉米等粮食作物上的增产效果分别是100%、73%、31%。
二、铵态氮肥包括：
液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵
（一）共同特性（均含有NH4+）
1.易溶于水，易被作物吸收
2.易被土壤胶体吸附和固定
3.可发生硝化作用
4.碱性环境中氨易挥发
5.高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害
6.对钙、镁、钾等的吸收有拮抗作用
（二）理化性质
铵态氮肥的基本性质
品种分子式含氮量（％）稳定性理化性质
液氨
NH3
82
差
液体，碱性，易挥发
氨水
NH3nH2O
15~18
碳酸氢铵
NH4HCO3
16.5~17.5
较差
结晶碱性易吸湿和分解
氯化铵
NH4CI
24~25
较好
结晶，酸性，有吸湿性
硫酸铵
（NH4）2SO4
20~21
好
结晶，酸性，吸湿性弱
硫酸铵：
标准氮肥品种（标氮”，即以硫酸铵的含氮量20%作为统计氮肥商品数量的单位。
（三）在土壤中的转化和施用
铵态氮肥在土壤中的转化和施用
品种转化及结果施用
液氨［NH3+H2o一NH4++OH-基肥，施肥机深施氨水对土壤和作物影响不大基肥，追肥，深施
碳酸氢铵•——NH4++HCO3-基肥追肥深施
对土壤没有副作用适于各种土壤和
大对数作物
（续表）铵态氮肥在土壤中的转化和施用
生理酸性（碱性）肥料
化学肥料进入土壤后，如植物吸收肥料中的阳离子比阴离子快时，土壤溶液中就有阴离子过剩，生成相应酸性物质，久而久之就会引起土壤酸化。
这类肥料称为生理酸性肥料。
反之，即为生理碱性肥料。
三、硝-铵态和硝态氮肥包括：
硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾
（一）共同特性（均含有NO3-）
1.易溶于水，易被作物吸收（主动吸收）
2.不被土壤胶体吸附，易随水流失
3.易发生反硝化作用
4.促进钙镁钾等的吸收
5.吸湿性大，具助燃性（易燃易爆）
6.硝态氮含氮量均较低
表氯化铵在不同土壤中的转化
土壤类型
转化行为
转化结果
施用措施
酸性土
1生理酸性（HCI）
2硝化作用产生酸（HCI）
3代换作用产生酸（HCI）
pH下降
（使土壤更加酸化）
配施石灰和有机肥
中性及微碱性十
①，②，同酸性土
③代换作用形成CaCI2
排水好：
CaCI2易淋洗
土壤脱钙板结
配施有机肥
旱田：
CaCI2易积累
盐分增加
少用或不用
石灰性土及碱性土
1氨易挥发
2产生的酸可中和碱性
氮素损失
深施覆土
水田
1CI-可抑制硝化细菌
2不易产生H2S
NH4+不易流失少产生黑根
效果较硫酸铵好
（二）理化性质与施用
硝-铵态和硝态氮肥的基本性质和施用
品种分子式含氮量（％）性质施用
硝酸铵HN4NO334~35）（生理酸性盐）旱地追肥硝酸钠NaNO315~16＞生理碱性盐少量多次硝酸钙Ca（NO3）12.6~15吸湿性（水培营养
硝酸钾KNO314丿助燃性液氮源）
四、酰胺态氮肥一一尿素（urea）
（一）理化性质分子式：
CO（NH2）2含氮量：
46%
基本性质：
有机物；
纯品为白色针状结晶；
肥料为颗粒状；
易溶于水，呈中性
（二）在土壤中的转化
两种形态氮素的性质和某些特性的比较
铵态氮素（nh4+-n）
硝态氮素（NO3--N）
带正电荷，是阳离子
带负电荷，是阴离子
能与土壤胶粒上的阳离子进
行交换而被吸附
不能进行交换吸收而存在于土
壤溶液中
被土壤胶粒吸附后移动性
减少，不随水流失
在土壤溶液中随土壤水分运动
而移动，流动性大，易流失
进行硝化作用后，转变为硝
态氮，但不降低肥效
进行反硝化作用后，形成氮气
或氧化氮气而丧失肥效
少部分以分子态被土壤胶体吸附和被植物吸收；
大部分在脲酶作用下水解
1.水解作用
CO（NH2）2（NH4）2CO3NH3+C02+H20
脲酶活性与pH值、水分、温度、有机质含量、质地等有关
如：
10oC7〜12天
20oC4〜5天完全转化
30oC2〜3天
局部土壤暂时变碱（注意氨挥发）；
措施：
深施、加脲酶抑制剂（如:
氢醌制剂）
2.硝化作用：
NH4+NO3-因pH值适宜，能旺盛进行，且比氯化铵和硫铵的快
可能造成氮素的损失；
使用硝化抑制剂（如:
西吡:
2-氯-6三氯甲基吡啶）
1和2均是影响尿素肥效的主要原因
（三）施用
可作基肥、追肥，深施覆土；
宜作根外追肥
原因：
①尿素分子体积小，易透过细胞膜；
②尿素溶液呈中性，电离度小，不易引起质壁分离；
③尿素具有一定的吸湿性，能使叶面保持湿润状态，以利叶片吸收；
④尿素进入细胞后很快参与同化作用，肥效快
做法：
浓度0.2〜2.0%;
次数2〜3次，7〜10天喷一次；
规定尿素中缩二脲<
0.5%铵态氮肥、硝态氮肥、尿素均为速效氮肥，它们有什么优点和缺点？
优点：
水溶性、肥效快、价格较易接受
缺点：
易挥发、易硝化、易流失、易反硝化（利用率低）；
一次过多施用会造成减产且污染环境
（二）长效氮肥的种类
1.缓释肥料
含义：
施用后在环境因素（如微生物、水）作用下缓慢分解，释放养分供植物吸收的肥料。
品种：
脲甲醛丁烯叉二脲异丁叉二脲草酰铵
2.控释肥料
五、长效氮肥
（一）长效氮肥与速效氮肥的特点比较
特点
优点
缺点
速效氮肥
水溶性、肥效快
易挥发、易硝化、易流失、
价格较易接受
易反硝化（利用率低）
一次过多施用会造成减产
且污染环境
长效氮肥
抗淋溶、损失少
肥效长（利用率高）
作物早期生长供氮不足
一次性施肥可代替
价格较昂贵
多次追肥；
对环境污染轻
通过包被材料控制速效氮肥的溶解度和氮素释放速率，从而使其按照植物的需要供应氮素的一类肥料。
特点：
①可根据作物不同生长阶段对养分的需求，人为地控制养分的供应和释放速度，从
而一次施用能满足作物各个生育阶段的需要；
②基本上能消除养分在土壤中的淋失、退化、挥发等损失；
③能在很大程度上避免养分在土壤中的生物、化学固定；
④能基本满足现代农业规模化的需求，省工、省时、省力，一次大量施用不会对作物根系产生伤害；
⑤价廉、养分含量高、利用率高等
种类：
长效碳铵（钙镁磷肥包裹，石蜡-沥青封面）涂层尿素（钙镁磷肥包裹，
无机酸-缓溶剂封）硫衣尿素（包膜：
硫磺粉、胶结剂、杀微生物剂）添加硝
化抑制剂的肥料新型包膜尿素（包膜：
热塑性材料）
热塑性材料包膜尿素：
特点：
包膜材料随温度的变化而控制养分的释放（养分释放情况与作为生长快慢及养分
需要量相一致）
效果：
一次施用较尿素4次施用的平均增产幅度高；
氮素利用率达60%~70%;
可在100~360
天内控制尿素的释放速度
价格昂贵；
污染环境
小结：
在农业生产应用方面受到极大的限制
（三）长效氮肥的存在问题及改进措施
1.存在问题
1难以满足作物早期及吸肥高峰期的需要
2大多数品种价格过高难以在大田推广应用，多用于园艺及多年生观赏植物
3其中的优良品种也难以满足环境特别是可持续发展的要求
2.改进措施
1以框架结构的大分子有机物质作包裹材料
2以分解快慢不同的包膜材料分层包裹
3把分解快慢不同的颗粒按一定比例混合
第四节氮肥施用对环境的影响
一、氨的毒害浓度：
开始毒害浓度：
0.15mM致死浓度：
6.0mM症状：
根：
根尖分泌粘性物质，根呈褐黄色，无根毛，不长新根，根量减少，毒害严重时，老根发黑、坏死
叶：
叶片最初表现为凋萎软弱，色泽暗绿，随后发黄焦枯机理：
在根部：
抑制根部呼吸，破坏氧化磷酸化；
影响其它离子吸收在叶部：
抑制植物光合磷酸化作用
预防措施：
改进施肥方法，控制肥料用量，选好施肥时机
二、硝酸盐的污染
1.硝酸盐在植物体内的积累
（1）不会毒害植物（奢侈吸收）
（2）通过食物链危及动物和人研究发现：
硝酸盐是一种对人和动物有害的物质，对成人的致命剂量为
15~70mg/kg（体重）。
硝酸盐在硝化系统和泌尿系统里通过大肠杆菌还原为亚硝酸盐。
食用蔬
菜后，在口腔即可形成亚硝酸盐。
亚硝酸盐破坏血液吸收氧的能力，致使哺乳动物患正血红蛋白症，严重者致死，亚硝酸盐对成人的致命剂量约为20mg/kg（体重）。
（3）植株硝酸盐和亚硝酸盐限量指标
世界卫生组织和联合国粮农组织（WHO/FAO）于1973年规定了人体摄入硝酸盐的限量指标，硝酸盐（N03―）的日允许量为3.6mg/kg（体重）。
根据这一限量指标，假设成人体重60kg,日食蔬菜0.5kg，则蔬菜硝酸盐含量的允许上限为432mg/kg（鲜重）。
蔬菜亚硝酸盐含量的允许上限为4mg/kg（鲜重）。
2.硝酸盐流失对水体的污染
（1）造成水体富营养化
我国长江河口河水的N03-含量为0.49~0.95mg/L；
世界平均值为0.1mg/L
（2）使水生生物死亡（因藻类大量繁殖，造成水体缺氧）
（3）引起潜在性致癌突变体
3.硝酸盐反硝化作用对大气的影响
（1）破坏臭氧层：
反硝化作用产生的NO2，在平流层参与重要的大气反应而消耗臭氧。
据
估计，大气中的N02浓度增加一倍，臭氧含量就会减少10％。
（2）加剧温室效应：
一分子N2O的增温效应约为一分子CO2的200多倍。
据估计，大气中的N2O浓度每增加0.2〜0.3%,温室效应将增加5%。
第五节氮肥的合理分配和施用
讨论题：
1.怎样测定氮肥利用率？
我国的氮肥利用率约为多少？
2.如何根据气候条件和土壤肥力条件合理分配和施用氮肥？
3.如何根据作物需肥特性合理分配和施用氮肥？
4.如何根据氮肥特性合理分配和施用氮肥？
5.为什么提倡氮肥深施？
具体如何实施？
6.氮肥与有机肥料及磷钾肥配合施用有什么好处？
7.怎样估算氮肥的用量？
目前氮肥适宜用量的范围是多少？
一、氮肥利用率
（一）定义：
指当季作物从所施肥料中吸收氮素的数量占施氮量的百分数
（二）测定方法
1.差值法2.15N示踪法
1.差值法：
一般是通过测定施N区和无N区作物吸N量的差值，再计算其占小区施N量的百分数，即氮肥利用率。
2.15N示踪法：
是一种直接测用N肥利用率的方法。
它是由富集15N（高15N原子百分超）生产一定形态的标记氮肥，将其施用后测定吸入植物体中氮素的15N原子百分超，进而根
据15N丰度的稀释原理计算氮肥利用率。
应用15N示踪法测定作物对氮肥利用率的主要优点在于，能直接测出氮肥中15N丰度在植
株体内的稀释程度，从而计算出肥料N的利用率。
所以，15N标记肥料的应用被公认为研究氮肥利用率的一项有效手段。
另外，15N法还可以测定作物不同生育阶段土壤供应的有效氮素（即A值），肥料氮的平衡或去向等。
差值法计算的结果往往与N肥增产效果更为一致。
15N法测定的氮肥利用率一般略低于差值法的测定值。
（三）影响因素：
作物种类、土壤条件、施肥技术等施肥技术：
是肥
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