植物氮素营养及化学氮肥_精品文档.ppt

1、第四章第四章 植物生长的营养环境植物生长的营养环境 第第一一节节 土土壤壤氮氮素素营营养养及及化化学学氮氮肥肥 氮是植物主要的营养元素之一，也是土氮是植物主要的营养元素之一，也是土氮是植物主要的营养元素之一，也是土氮是植物主要的营养元素之一，也是土壤肥力中最活跃的因素。氮在农业生产中是壤肥力中最活跃的因素。氮在农业生产中是壤肥力中最活跃的因素。氮在农业生产中是壤肥力中最活跃的因素。氮在农业生产中是重要的限制因素，它对作物产量和产品的质重要的限制因素，它对作物产量和产品的质重要的限制因素，它对作物产量和产品的质重要的限制因素，它对作物产量和产品的质量关系极大，我国绝大多数土壤氮素不足，量关系极大

2、，我国绝大多数土壤氮素不足，量关系极大，我国绝大多数土壤氮素不足，量关系极大，我国绝大多数土壤氮素不足，各地施用氮肥有显著的增产效果。各地施用氮肥有显著的增产效果。各地施用氮肥有显著的增产效果。各地施用氮肥有显著的增产效果。一、一、土壤中氮素的含量、形态和转化土壤中氮素的含量、形态和转化一）、土壤中氮素的含量一）、土壤中氮素的含量 一般耕作土壤含氮量一般耕作土壤含氮量(全氮全氮)为为022g/kg-1，除少数土壤外，大部分土壤含氮，除少数土壤外，大部分土壤含氮量较低，小于量较低，小于lg/kg-1。土壤含氮量与土壤。土壤含氮量与土壤有机质含量密切相关。土襄有机质含量愈有机质含量密切相关。土襄有

3、机质含量愈高，含氮量也愈高。高，含氮量也愈高。据资料表明，我国有据资料表明，我国有80左右的耕地左右的耕地土壤缺氮。说明大多数土壤氮素供应不足土壤缺氮。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。肥力，夺取作物高产稳产的一项基本措施。二）、土壤中氮素的形态二）、土壤中氮素的形态 土壤中氮素的形态可分为土壤中氮素的形态可分为土壤中氮素的形态可分为土壤中氮素的形态可分为有机态有机态有机态有机态和和和和无机态无机态无机态无机态两种。这两种

4、形态氮的总和称为土壤全氮量。两种。这两种形态氮的总和称为土壤全氮量。两种。这两种形态氮的总和称为土壤全氮量。两种。这两种形态氮的总和称为土壤全氮量。NH4+NO3-有机氮有机氮Organic N无机氮无机氮Inorganic N土壤氮素土壤氮素98%1%2%1.土壤有机态氮。土壤有机态氮。是土壤中氮素的主要形态，一般占是土壤中氮素的主要形态，一般占土壤全氮量的土壤全氮量的98以上以上，它主要存在于，它主要存在于动植物残体、腐殖质和微生物中。除了动植物残体、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。过微生物分解后，才

5、能被植物吸收。2.土壤无机态氮。土壤无机态氮。土壤无机态氮含量较少，一般只占全氮量土壤无机态氮含量较少，一般只占全氮量的的l l一一2 2，常以铵态氮（，常以铵态氮（NHNH4 4N N）和硝态氮）和硝态氮（NONO3 3-N N）的形态存在于土壤溶液中。）的形态存在于土壤溶液中。有效性氮有效性氮有效性氮有效性氮在作物生长期间能被作物吸收的氮在作物生长期间能被作物吸收的氮素称为素称为有效性氮有效性氮有效性氮有效性氮。它的含量较少，其中包括铰。它的含量较少，其中包括铰态氮、硝态氮，及少量的氨基酸。态氮、硝态氮，及少量的氨基酸。速效性氮速效性氮速效性氮速效性氮在有效性氮中，铵态氮和硝态氮更在有效性

6、氮中，铵态氮和硝态氮更易为植物吸收，称为易为植物吸收，称为速效性氮速效性氮速效性氮速效性氮。2.土壤无机态氮。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（NH4N）和硝态氮（NO3-N）的形态存在于土壤溶液中。有效性氮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，称为速效性氮速效性氮。三）、土壤中氮素的转化三）、土壤中氮素的转化土壤有机氮的矿化与释放土壤有机氮的矿化与释放土壤无机态氮的损失和固定土壤无机态氮的损失和固定1.土壤有机氮的矿化

7、与释放土壤有机氮的矿化与释放1）、氮的矿化作用）、氮的矿化作用(氨化作用氨化作用)。土壤有机态氮土壤有机态氮在酶的催化作用下释在酶的催化作用下释放出铵或氨的过放出铵或氨的过程称为氨化作用或矿化作用。程称为氨化作用或矿化作用。）、硝化作用。）、硝化作用。氨在硝化细菌的作用下，氧化成硝酸的过程。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。硝化作用可分为两个过程。亚硝化细菌亚硝化细菌 1、2NH3+3O2 2HNO2+2H2O（慢）（慢）硝化细菌硝化细菌 2、2HNO2O2 2HNO3（快）（快）2.土壤无机态氮的损失和固定。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

8、的氮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。一般来说素化肥、未能全部被作物吸收。一般来说利用率只有利用率只有30一一40，其余部分通过，其余部分通过氨的挥发，硝酸盐的反硝化作用和淋洗而氨的挥发，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损失掉了。此外，土壤对无机态氮还发生固定。固定。）、土壤中氮素的损失。）、土壤中氮素的损失。(1)氨的挥发损失氨的挥发损失。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。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。

9、（2）反硝化作用）反硝化作用 硝态氮在硝态氮在反硝化细菌反硝化细菌反硝化细菌反硝化细菌的作用下，还原成气态氮的作用下，还原成气态氮（N N2 2、N N2 2OO）的过程，称为反硝化作用。反硝化细菌）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。下进行得很强烈。在缺氧（在缺氧（OO2 21212），有新鲜有机能源存在，），有新鲜有机能源存在，pHpH为为5858，温度在，温度在303530350 0C C时，有利于反硝化作用时，有利于反硝化作用的进行。的进行。（3）硝态氮的淋失）硝态氮的淋失 硝态氮

10、带负电荷，不能被带负电荷硝态氮带负电荷，不能被带负电荷的土壤胶体吸附，故易随水渗漏或流的土壤胶体吸附，故易随水渗漏或流失，称为淋失。失，称为淋失。2）、土壤中氮素的固定）、土壤中氮素的固定（1）生物固定）生物固定。这是指植物和土壤微生物对无机态氮的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。吸收，而变成有机态氮。（2）非生物固定）非生物固定无机态氮的非生物固定包括土壤粘土无机态氮的非生物固定包括土壤粘土矿物对矿物对NH4+的固定和土壤有机质对亚硝态的固定和土壤有机质对亚硝态氮的固定氮的固定反硝化脱氮氨挥发淋溶二、植物的氮素营养二、植物的氮素营养 一）、植物体内氮素的含量和分布一）、

11、植物体内氮素的含量和分布一）、植物体内氮素的含量和分布一）、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一般植物的含氮量为干物质重的一般植物的含氮量为干物质重的一般植物的含氮量为干物质重的0.3%50.3%5，其含量随作物种类、器官、生育期等的，其含量随作物种类、器官、生育期等的，其含量随作物种类、器官、生育期等的，其含量随作物种类、器官、生育期等的不同而异。不同而异。不同而异。不同而异。植物体内的氮素代谢与碳素代谢是相互制植物体内的氮素代谢与碳素代谢是相互制植物体内的氮素代谢与碳素代谢是相互制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，易老约的，碳多，则氮

12、少，此时植株矮小，易老约的，碳多，则氮少，此时植株矮小，易老约的，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。化；碳少，则氮多，易造成徒长、贪青。化；碳少，则氮多，易造成徒长、贪青。化；碳少，则氮多，易造成徒长、贪青。二）、氮素的生理功能二）、氮素的生理功能1.氮是组成蛋白质和核酸的重要成分。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。氮是组成叶绿素的成分。3.氮是酶和多种维生素等的成分。氮是酶和多种维生素等的成分。三）、植物对氮的吸收和同化。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植物从土壤吸收的氮主要是铵离子（NH4+）和硝酸根离子（

13、）和硝酸根离子（NO3-）。低浓）。低浓度的亚硝酸根离子（度的亚硝酸根离子（NO3-）也可被植物）也可被植物吸收，但浓度较高，则对植物有害。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，基酸、酰胺、尿素等也可直接被植物吸收，但数量有限，其营养意义不及但数量有限，其营养意义不及铵铵态氮和硝态氮和硝态氮那样重要、植物对铵态氮和硝态氮的态氮那样重要、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，其余同化，除硝态氮还原为氨的反应外，其余过程是相同的。过程是相同的。1.植物对铵态氮和硝态氮的吸收。植物对铵态氮

14、和硝态氮的吸收。植物对铵态氮和硝态氮的吸收都是很快植物对铵态氮和硝态氮的吸收都是很快的，但如果两种形态的氮同时存在，的，但如果两种形态的氮同时存在，NH4+会抑制植物对会抑制植物对NO3-的吸收，这是由于的吸收，这是由于NH4+的存在，抑制了硝酸还原酶的活性，阻碍的存在，抑制了硝酸还原酶的活性，阻碍NO3-还原成还原成NH3。生理酸性肥料生理酸性肥料 植物吸收铵态氮的机理是根吸收植物吸收铵态氮的机理是根吸收一个一个NH4+产生一个产生一个 H+，而，而 NH3进入进入植物体内。所以，施用铵态氮肥后使植物体内。所以，施用铵态氮肥后使土壤土壤PH值下降，故铵态氮肥属值下降，故铵态氮肥属生理生理酸性

15、肥料酸性肥料。定义：定义：肥料中的离子态养分经植物吸收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提利用后，其残余部分导致介质酸度提高的过程。高的过程。生理碱肥料生理碱肥料 在在NO3-的还原过程中消耗了的还原过程中消耗了H+，产生，产生了了OH-而排到土壤中，致使土壤而排到土壤中，致使土壤pH值上值上升。所以，硝态氮肥属升。所以，硝态氮肥属生理碱肥料生理碱肥料。定义：定义：肥料中的离子态养分经植物吸收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利用后，其残余部分导致介质酸度降低的过程降低的过程四）、植物氮素不足或过多的症状四）、植物氮素不足或过多的症状1.植物缺氮

16、的症状植物缺氮的症状 植株矮小植株矮小植株矮小植株矮小。缺氮时，由于蛋白质和细胞分裂素的。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。厚。所以，植物生长缓慢，植株矮小。叶子发黄叶子发黄叶子发黄叶子发黄。缺氮会降低叶绿素的含量，叶黄素含。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。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，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，这种现象称为其利用，这种现象称为氮素的再度利用氮素的再度利用氮素的再度利用氮素的再度利用。作物发生早衰作物发生早衰作物发生早衰作物发生早衰，不正常的早熟，产量和品质降低。，不正常的早熟，产量和品质降低。Technological stripe disease缺少氮肥缺少氮肥Caused by in