植物氮素营养与氮肥.pptx

第九章第九章 植物氮素营养与氮肥植物氮素营养与氮肥(Nitrogen nutrition of plant and(Nitrogen nutrition of plant and nitrogen fertilizer)nitrogen fertilizer)植物氮素营养与氮肥第1页 主要内容主要内容 要求要求1.植物氮素营养植物氮素营养 掌握掌握2.土壤中氮素及其转化土壤中氮素及其转化 了解，了解，(结合土壤学结合土壤学掌握转化掌握转化)3.氮肥种类、性质与施用氮肥种类、性质与施用 掌握掌握4.氮肥施用对环境影响氮肥施用对环境影响 了解了解5.氮肥合理分配和施用氮肥合理分配和施用 掌握掌握植物氮素营养与氮肥第2页一、植物体内氮含量与分布一、植物体内氮含量与分布1.含量：含量：占植物干重占植物干重0.35影响原因：影响原因：植物种类：植物种类：豆科植物豆科植物非豆科植物非豆科植物品种：品种：高产品种高产品种低产品种低产品种器官：器官：种子种子叶叶根根茎秆茎秆植物氮素营养与氮肥第3页普通植物含氮量约占植物体干物重普通植物含氮量约占植物体干物重0.3%-5%,而含量多少与植而含量多少与植物种类、器官、发育阶段相关。物种类、器官、发育阶段相关。种类：大豆玉米小麦水稻种类：大豆玉米小麦水稻器官：叶片子粒茎秆苞叶器官：叶片子粒茎秆苞叶发育：同一作物不一样生育时期，含氮量也不相同。发育：同一作物不一样生育时期，含氮量也不相同。一、植物体内氮含量和分布一、植物体内氮含量和分布注意：作物体内氮素含量和分布，显著受施氮注意：作物体内氮素含量和分布，显著受施氮水平和施氮时期影响。通常是营养器官含量改变大，水平和施氮时期影响。通常是营养器官含量改变大，生殖器官则变动小，但生长后期施用氮肥，则表现生殖器官则变动小，但生长后期施用氮肥，则表现为生殖器官中含氮量显著上升。为生殖器官中含氮量显著上升。第一节第一节 植物氮素营养植物氮素营养植物氮素营养与氮肥第4页二、氮生理功效二、氮生理功效1.氮是蛋白质主要成份（蛋白质含氮氮是蛋白质主要成份（蛋白质含氮1618）2.2.氮是核酸和核蛋白成份（核酸中氮约占氮是核酸和核蛋白成份（核酸中氮约占植株全氮植株全氮7）3.3.氮是酶成份氮是酶成份4.氮是叶绿素（叶绿素氮是叶绿素（叶绿素a:C55H72O5N4Mg)成份成份（叶绿体含蛋白质（叶绿体含蛋白质4560）植物氮素营养与氮肥第5页5.氮是各种维生素成份氮是各种维生素成份:如维生素如维生素B1(C12H17ON3S)、B2(C17H18O6N4)、B6(C6H11O3N)6.氮是一些植物激素成份（如氮是一些植物激素成份（如IAA、CTK）7.氮也是生物碱组分（如烟碱、茶碱、可可碱、氮也是生物碱组分（如烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱卵磷脂咖啡碱、胆碱卵磷脂(磷脂酰胆碱）磷脂酰胆碱）氮素通常被称为氮素通常被称为生命元素生命元素植物氮素营养与氮肥第6页三、植物对氮吸收三、植物对氮吸收(adsorption)与同化与同化(assimilation)吸收形态吸收形态无机态：无机态：NO3-N、NH4+N （主要）（主要）有机态：有机态：NH2 N、氨基酸、氨基酸、核酸等核酸等（少许）（少许）植物氮素营养与氮肥第7页（一）植物对硝态氮吸收与同化（一）植物对硝态氮吸收与同化1.1.吸收：吸收：旱地作物吸收旱地作物吸收NO3-N为主，为主，主动吸收主动吸收植物氮素营养与氮肥第8页2.同化同化(1)NO3-N还原作用还原作用(nitrate reduction)过程：过程：NO3-NO2-NH3NR：硝酸还原酶硝酸还原酶(nitrate reductase)NiR：亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶(nitrite reductase)NR，Mo NiR，Fe、Mn 根、叶细胞质根、叶细胞质 根、叶绿体根、叶绿体 植物氮素营养与氮肥第9页（二）植物对铵态氮（二）植物对铵态氮(ammonium nitrogen)吸收与同化吸收与同化1.吸收吸收（1）机理：）机理：被动渗透被动渗透 (Epstein,1972)接触脱质子接触脱质子 (Mengel,1982)ATPaseNH4+H+膜外膜外 膜膜 膜内膜内NH4+H+NH3NH4+H+植物氮素营养与氮肥第10页 水稻幼苗对水稻幼苗对NH4+吸收与吸收与H+释放关系释放关系NH4+吸收吸收 H+释放释放(mol/L)(mol/L)158158184184174174145145149149183183166166145145（2）特点）特点：释放等量释放等量H，使介质使介质pH值值?植物氮素营养与氮肥第11页2.同化同化 过程过程（1）GDH（谷氨酸脱氢酶）路径（谷氨酸脱氢酶）路径酮戊二酸氨谷氨酸各种新氨基酸酮酸酰胺氨谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶转氨基作用转氨基作用植物氮素营养与氮肥第12页（2 2）GS-GOGATGS-GOGAT路径路径（谷氨酰胺合成酶谷氨酸合成酶）（谷氨酰胺合成酶谷氨酸合成酶）是高等植物同化氨主要路径是高等植物同化氨主要路径植物氮素营养与氮肥第13页谷氨酰胺合成酶COOHCHNH2CH2CH2CONH2COOHCHNH2CH2CH2COOH谷氨酸合成酶2H+，2eCOOHC=OCH2CH2COOHCOOHCHNH2CH2CH2COOH谷氨酸脱氢酶NH4+吸收NO3还原N2固定光呼吸NH3NH3NADH谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸图图1 氨同化路径模式氨同化路径模式ATPNADH铁氧还蛋白 转氨基转氨基作用作用含氮化含氮化合物合物植物氮素营养与氮肥第14页反应式：反应式：NH3谷氨酸谷氨酸ATP 谷氨酰胺谷氨酰胺ADPPi谷氨酰胺谷氨酰胺-酮戊二酸酮戊二酸2e2e2H2H 2 2谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸1717酮酸酮酸 17 17种种氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶谷氨酸合成酶谷氨酸合成酶转氨酶转氨酶 合成合成 植物氮素营养与氮肥第15页3.酰胺酰胺(amide)形成及意义形成及意义形成：形成：NH3意义：意义：贮存氨基；贮存氨基；解除氨毒；解除氨毒；参加代谢。参加代谢。谷氨酸谷氨酸(Glu)酰胺合成酶酰胺合成酶 谷氨酰胺谷氨酰胺(Gln)天门冬氨酸天门冬氨酸(Asp)ATP 天门冬酰胺天门冬酰胺(Asn)铵态氮配方铵态氮配方植物氮素营养与氮肥第16页非脲酶路径：非脲酶路径：直接同化直接同化尿素尿素 氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 瓜氨酸瓜氨酸 精氨酸精氨酸（三）植物对有机氮吸收与同化（三）植物对有机氮吸收与同化1.尿素尿素 urea（酰胺态氮（酰胺态氮 amide nitrogen）(1)吸收：吸收：根、叶均能直接吸收根、叶均能直接吸收(2)同化：同化：脲酶路径：脲酶路径：尿素尿素 NH3 氨基酸氨基酸 脲酶脲酶水解水解尿素毒害：尿素毒害：当介质中尿素浓度过高时，植物会当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受害症状出现受害症状植物氮素营养与氮肥第17页2.氨基态氮氨基态氮(amino nitrogen)可直接吸收，效果因种类而异可直接吸收，效果因种类而异第一类第一类 效果效果 硫酸铵：如甘氨酸、天门冬酰胺等硫酸铵：如甘氨酸、天门冬酰胺等第二类，第二类，尿素尿素 AA效果效果 硫酸铵：如天门冬氨酸等硫酸铵：如天门冬氨酸等第三类，第三类，效果效果 尿素：如脯氨酸、缬氨酸等尿素：如脯氨酸、缬氨酸等第四类，第四类，有抑制作用：如蛋氨酸有抑制作用：如蛋氨酸植物氮素营养与氮肥第18页四、植物氮素营养失调症状四、植物氮素营养失调症状1.氮缺乏氮缺乏(nitrogen deficiency)(1)外观表现外观表现整株：整株：植株矮小，瘦弱植株矮小，瘦弱叶片：叶片：细小直立，叶色转为淡绿色、浅黄色、乃至黄细小直立，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色，从下部老叶开始出现症状叶脉、叶柄：叶脉、叶柄：有些作物呈紫红色有些作物呈紫红色茎：茎：细小，分蘖或分枝少，基部呈黄色或红黄色细小，分蘖或分枝少，基部呈黄色或红黄色花：花：稀少，提前开放稀少，提前开放种子、果实：种子、果实：少且小，早熟，不充实少且小，早熟，不充实根：根：色白而细长，量少，后期呈褐色色白而细长，量少，后期呈褐色植物氮素营养与氮肥第19页水培小白菜水培小白菜NN植物氮素营养与氮肥第20页田田 间间 水水 稻稻 缺缺 氮氮植物氮素营养与氮肥第21页玉玉 米米 缺缺 氮氮植物氮素营养与氮肥第22页缺缺氮氮玉玉米米叶叶片片植物氮素营养与氮肥第23页萝萝 卜卜 缺缺 氮氮植物氮素营养与氮肥第24页大大 豆豆 缺缺 氮氮youngmature植物氮素营养与氮肥第25页氮缺乏与过剩氮缺乏与过剩橡胶缺氮叶片和正常橡胶缺氮叶片和正常叶片比较叶片比较橡胶缺氮植株症状橡胶缺氮植株症状表现表现橡胶橡胶橡胶橡胶植物氮素营养与氮肥第26页(2)对品质影响对品质影响影响蛋白质含量和质量（必需氨基酸含量）影响蛋白质含量和质量（必需氨基酸含量）影响糖分、淀粉等合成影响糖分、淀粉等合成2.氮过量氮过量(nitrogen excess)(1)外观表现外观表现营养体徒长，贪青迟熟；营养体徒长，贪青迟熟；叶面积增大，叶色浓绿，叶片下披相互遮荫叶面积增大，叶色浓绿，叶片下披相互遮荫茎秆软弱，抗病虫、抗倒伏能力差茎秆软弱，抗病虫、抗倒伏能力差根系短而少，早衰根系短而少，早衰(过量施肥后，促进过量施肥后，促进IAA和和CTK合成，轻易造成作物徒长合成，轻易造成作物徒长和贪青晚熟）和贪青晚熟）植物氮素营养与氮肥第27页 氮过量氮过量 氮适宜氮适宜 氮缺乏氮缺乏番番 茄茄植物氮素营养与氮肥第28页氮缺乏与过剩氮缺乏与过剩氮过剩对水稻危害氮过剩对水稻危害成熟期氮过剩症状成熟期氮过剩症状水稻氮过剩水稻氮过剩水稻氮过剩水稻氮过剩植物氮素营养与氮肥第29页植物氮素营养与氮肥第30页植物氮素营养与氮肥第31页(2)作物例子作物例子禾谷类：禾谷类：无效分蘖增加；迟孰，秕粒多无效分蘖增加；迟孰，秕粒多叶叶菜菜类类：水水分分多多，不不耐耐贮贮存存和和运运输输；体体内内硝硝酸酸盐含量增加盐含量增加麻类：麻类：纤维量降低，纤维拉力下降纤维量降低，纤维拉力下降苹苹果果树树：枝枝条条徒徒长长，花花芽芽分分化化不不充充分分；易易发发生生病虫害；果实不甜，着色不良，晚熟病虫害；果实不甜，着色不良，晚熟七、作物体内氮丰缺指标七、作物体内氮丰缺指标营养诊疗参考营养诊疗参考P193植物氮素营养与氮肥第32页第二节第二节 土壤中氮素及其转化土壤中氮素及其转化一、土壤中氮素起源及其含量一、土壤中氮素起源及其含量（一）起源（一）起源1.施入土壤中化学氮肥和有机肥料施入土壤中化学氮肥和有机肥料2.动植物残体偿还动植物残体偿还3.生物固氮生物固氮4.雷电降雨带来雷电降雨带来NH4-N和和NO3-N植物氮素营养与氮肥第33页（二）含量（二）含量我国耕地土壤全氮含量为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之间，与土壤有机质含量呈正相关我国土壤含氮量地域性规律：我国土壤含氮量地域性规律：西西北北南南东东长江长江增加增加增加增加植物氮素营养与氮肥第34页植物氮素营养与氮肥第35页二、土壤中氮形态二、土壤中氮形态 水溶性水溶性 速效氮源速效氮源 98%)非水解性非水解性 难利用难利用 占占30%50%离子态离子态 土壤溶液中土壤溶液中2.无机氮无机氮 吸附态吸附态 土壤胶体吸附土壤胶体吸附(1%2)固定态固定态 2：1型粘土矿物固定型粘土矿物固定 有机氮有机氮 无机氮无机氮矿化作用矿化作用固定作用固定作用植物氮素营养与氮肥第36页三、土壤中氮转化三、土壤中氮转化 铵态氮铵态氮 硝态氮硝态氮 吸附态铵或吸附态铵或固定态铵固定态铵水体中硝水体中硝态氮态氮 矿化作用矿化作用 硝化作用硝化作用 生物固定生物固定 硝酸还原作用硝酸还原作用 NH3 N2、NO、N2O 挥发损失挥发损失 反硝化作用反硝化作用吸附固定吸附固定 淋洗损失淋洗损失 有有机机质质有机氮有机氮生物固定生物固定植物氮素营养与氮肥第37页（一）有机态氮矿化作用（一）有机态氮矿化作用（mineralization)1.定义：定义：在微生物作用下，土壤中含氮在微生物作用下，土壤中含氮 有机质分解形成氨过程。有机质分解形成氨过程。2.过程：过程：有机氮有机氮 氨基酸氨基酸 NH4N有机酸有机酸 异养微生物异养微生物 水解酶水解酶 氨化微生物氨化微生物 水解、氧化、还原水解、氧化、还原(氨化作用氨化作用ammonification)植物氮素营养与氮肥第38页3.发生条件：发生条件：各种条件下均可发生各种条件下均可发生最适条件：最适条件：温度为温度为2030oC，土壤湿度为田间持水量土壤湿度为田间持水量60%，土壤土壤pH=7，C/N25:14.结果结果：生成生成NH4-N（有效化）有效化）植物氮素营养与氮肥第39页（二）土壤粘土矿物对（二）土壤粘土矿物对NH4固定固定(immobilization)1.定义定义吸附固定：吸附固定：因为土壤粘土矿物表面所带负电荷而引因为土壤粘土矿物表面所带负电荷而引发对发对NH4吸附作用吸附作用晶格固定：晶格固定：NH4进入进入2:1型膨胀性粘土矿物晶层间型膨胀性粘土矿物晶层间而被固定作用而被固定作用2.过程过程液相液相NH4+交换性交换性NH4+固定态固定态NH4+3.结果：结果：减缓减缓NH4供给程度供给程度吸附作用吸附作用 固定作用固定作用解吸作用解吸作用 释放作用释放作用植物氮素营养与氮肥第40页（三）氨挥发（三）氨挥发(ammonia volatilization)1.定义：定义：在中性或碱性条件下，土壤中在中性或碱性条件下，土壤中NH4转化为转化为NH3而挥发过程而挥发过程2.过程：过程：NH4 NH3 H3.影响原因：影响原因：pH值值 NH3挥发挥发 6 0.1%7 1.0%8 10.0%9 50.0%OH H植物氮素营养与氮肥第41页 土壤土壤CaCOCaCO3 3含量：呈正相关含量：呈正相关 温度：呈正相关温度：呈正相关 施肥深度：挥发量施肥深度：挥发量 表施表施 深施深施 土壤水分含量土壤水分含量 土壤中土壤中NH4含量含量4.结果：结果：造成氮素损失造成氮素损失植物氮素营养与氮肥第42页（四）硝化作用（四）硝化作用(nitrification)1.定义：定义：通气良好条件下，土壤中通气良好条件下，土壤中NH4 在在微生物作用下氧化成硝酸盐现象。微生物作用下氧化成硝酸盐现象。2.过程：过程：NH4+O2 NO2-4H+2NO2-O2 2NO3-3.影响条件：影响条件：土壤通气情况、土壤反应、土壤通气情况、土壤反应、土壤温度等土壤温度等亚硝化细菌亚硝化细菌硝化细菌硝化细菌植物氮素营养与氮肥第43页最适条件：最适条件：铵充分、通气良好、铵充分、通气良好、pH6.57.5、2530oC4.结果：结果：形成形成NO3-N利：利：为喜硝植物提供氮素为喜硝植物提供氮素弊：弊：易随水流失和发生反硝化作用易随水流失和发生反硝化作用植物氮素营养与氮肥第44页（五）无机氮生物固定（五）无机氮生物固定1.定义：定义：土壤中铵态氮和硝态氮被微生物土壤中铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体组成成份而被暂时固定现象。同化为其躯体组成成份而被暂时固定现象。2.过程：过程：铵态氮铵态氮 硝态氮硝态氮 生物固定生物固定 生物固定生物固定 有机氮有机氮 硝化作用硝化作用硝酸还原作用硝酸还原作用植物氮素营养与氮肥第45页3.影响条件：影响条件：土体土体C/N比、温度、比、温度、湿度、湿度、pH值值4.结果：结果：减缓氮供给；减缓氮供给；可降低氮素损失可降低氮素损失（六）硝酸还原作用（六）硝酸还原作用(nitrate reduction)NO3 NH4作用机理仍不十分清楚作用机理仍不十分清楚 嫌气条件嫌气条件(硝酸还原酶硝酸还原酶)植物氮素营养与氮肥第46页1.生物反硝化作用生物反硝化作用（嫌气嫌气条件下）条件下）(1)定义：定义：嫌气条件下，土壤中硝态氮在反硝化细菌作嫌气条件下，土壤中硝态氮在反硝化细菌作用下还原为气态氮从土壤中逸失现象用下还原为气态氮从土壤中逸失现象(2)过程：过程：NO3-NO2-N2、N2O、NO(3)最适条件：最适条件：土壤通气不良，新鲜有机质丰富土壤通气不良，新鲜有机质丰富 pH58，温度，温度3035oC硝酸盐硝酸盐还原细菌还原细菌反硝化细菌反硝化细菌（七）反硝化作用（七）反硝化作用(denitrification)NO3 N2、NO、NO2生物反硝化生物反硝化化学反硝化化学反硝化植物氮素营养与氮肥第47页2.化学反硝化作用化学反硝化作用（可在（可在好气好气条件下进行）条件下进行）NO2 N2、N2O、NO发生条件：发生条件：NO2存在存在3.结果：结果：造成氮素气态挥发损失，造成氮素气态挥发损失，并污染大气并污染大气（八）硝酸盐淋洗（八）硝酸盐淋洗(leaching)(leaching)损失损失NO3-N 随水渗漏或流失，可达施入氮随水渗漏或流失，可达施入氮量量5%10%结果：结果：氮素损失，并污染水体氮素损失，并污染水体植物氮素营养与氮肥第48页四、土壤供氮能力及氮有效性四、土壤供氮能力及氮有效性有效氮：有效氮：能被当季作物利用氮素，包含能被当季作物利用氮素，包含 无机氮无机氮(2)和和易分解有机氮易分解有机氮 旱地：旱地：全氮、碱解氮、全氮、碱解氮、供氮能力供氮能力 土壤矿化氮、硝态氮土壤矿化氮、硝态氮 稻田：稻田：全氮、碱解氮、铵态氮全氮、碱解氮、铵态氮全全 氮氮土壤供氮潜力土壤供氮潜力无机氮无机氮土壤供氮强度土壤供氮强度 植物氮素营养与氮肥第49页小结：土壤有效氮增加和降低路径小结：土壤有效氮增加和降低路径增加路径增加路径降低路径降低路径化学氮肥当季利用率：化学氮肥当季利用率：20%50%施肥施肥(有机肥、化肥有机肥、化肥)氨化作用氨化作用硝化作用硝化作用(喜硝作物喜硝作物)生物固氮生物固氮雷电降雨雷电降雨植物吸收带走植物吸收带走氨挥发损失氨挥发损失硝化作用硝化作用(喜铵作物喜铵作物)反硝化作用反硝化作用硝酸盐淋失硝酸盐淋失生物和吸附固定生物和吸附固定(暂时暂时)植物氮素营养与氮肥第50页氮肥去向植物氮素营养与氮肥第51页第三节第三节 氮肥种类、性质和施用氮肥种类、性质和施用植物氮素营养与氮肥第52页一、铵态氮肥一、铵态氮肥(ammonium fertilizers)包含：包含：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵(liquid ammonia,ammonia water,ammonium bicarbonate,ammonium chloride,ammonium sulfate)（一）共同特征（一）共同特征（均含有（均含有NH4）1.易溶于水，易被作物吸收易溶于水，易被作物吸收2.易被土壤胶体吸附和固定易被土壤胶体吸附和固定3.可发生硝化作用可发生硝化作用4.碱性环境中氨易挥发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高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害6.对钙、镁、钾等吸收有拮抗作用对钙、镁、钾等吸收有拮抗作用植物氮素营养与氮肥第53页（二）理化性质（二）理化性质 铵态氮肥基本性质铵态氮肥基本性质品种品种 分子式分子式 含氮量含氮量(%)稳定性稳定性理理 化化 性性 质质液氨液氨 NH3 82 差差 液体液体,碱性碱性,易挥发易挥发氨水氨水 NH3nH2O 1518 差差 液体液体,碱性碱性,易挥发易挥发碳酸氢铵碳酸氢铵 NH4HCO3 16.517.5 较差较差 结晶结晶,碱性碱性,易吸湿和分解易吸湿和分解氯化铵氯化铵 NH4Cl 2425 很好很好 结晶结晶,酸性酸性,有吸湿性有吸湿性硫酸铵硫酸铵 (NH4)2SO4 2021 好好 结晶结晶,酸性酸性,吸湿性弱吸湿性弱硫酸铵：硫酸铵：标准氮肥品种（标准氮肥品种（“标氮标氮”），即以硫酸铵含），即以硫酸铵含 氮量氮量20作为统计氮肥商品数量单位。作为统计氮肥商品数量单位。植物氮素营养与氮肥第54页（三）在土壤中转化和施用（三）在土壤中转化和施用铵态氮肥在土壤中转化和施用铵态氮肥在土壤中转化和施用品种品种 转化及结果转化及结果 施用施用 液氨液氨 NH3H2O NH4OH 基肥基肥,施肥机施肥机深施深施氨水氨水 对土壤和作物影响不大对土壤和作物影响不大 基肥基肥,追肥追肥,深施深施碳酸氢铵碳酸氢铵 NH4HCO3 基肥基肥,追肥追肥,深施深施 对土壤没有副作用对土壤没有副作用 适于各种土壤和适于各种土壤和 大对数作物大对数作物植物氮素营养与氮肥第55页氨氨+二氧化碳二氧化碳+水水NH3 CO2 H2O自行分解自行分解碳酸氢铵碳酸氢铵解离解离铵离子铵离子 +碳酸氢根离子碳酸氢根离子 NH4+HCO3-（土面）（土面）碳酸氢铵入土前后分解示意图碳酸氢铵入土前后分解示意图植物氮素营养与氮肥第56页（续表）（续表）铵态氮肥在土壤中转化和施用铵态氮肥在土壤中转化和施用品种品种 转化及结果转化及结果 施用施用 硫酸铵硫酸铵 NH4SO42 基肥基肥(配施石灰和配施石灰和 使土壤酸化使土壤酸化(游离酸游离酸,生理酸生理酸,有机肥有机肥),追肥追肥,种肥种肥 硝化酸硝化酸,代换酸代换酸)、板结、板结 适于各种作物适于各种作物 不宜稻田不宜稻田氯化铵氯化铵 NH4Cl 基肥基肥(配施石灰和配施石灰和 使土壤酸化使土壤酸化(生理酸生理酸,硝化酸硝化酸,有机肥有机肥),追肥追肥;适于适于 代换酸代换酸)、脱钙板结、脱钙板结 稻田和普通作物稻田和普通作物,不宜忌氯作物不宜忌氯作物植物氮素营养与氮肥第57页硫酸铵在不一样土壤中转化硫酸铵在不一样土壤中转化土壤类型土壤类型转化行为转化行为转化结果转化结果施用方法酸性土酸性土含游离酸含游离酸(H(H2 2SOSO4 4)生理酸性生理酸性(H(H2 2SOSO4 4)硝化作用产生酸硝化作用产生酸(H(H2 2SOSO4 4)代换作用产生酸代换作用产生酸(H(H2 2SOSO4 4)pH下降(使土壤愈加酸化)配施石灰和有配施石灰和有机肥机肥中性及微中性及微碱性土碱性土，同酸性土同酸性土代换作用形成代换作用形成 CaCa2 2SOSO4 4pHpH下降下降土壤板结土壤板结配施有机肥配施有机肥石灰性土石灰性土及碱性土及碱性土氨易挥发产生酸可中和碱性氮素损失氮素损失深施覆土深施覆土水田水田硝化作用和反硝化作用硝化作用和反硝化作用缺铁时，缺铁时，SOSO4 4 H H2 2S S黑根黑根(影响呼影响呼吸，抑制养分吸，抑制养分吸收吸收)排水晒田排水晒田(增增加通气加通气)植物氮素营养与氮肥第58页化化学学肥肥料料进进入入土土壤壤后后，如如植植物物吸吸收收肥肥料料中中阳阳离离子子比比阴阴离离子子快快时时，土土壤壤溶溶液液中中就就有有阴阴离离子子过过剩剩，生生成成对对应应酸酸性性物物质质，久久而而久久之之就就会会引引发发土土壤壤酸酸化化。这这类类肥肥料料称称为为生生理理酸性肥料酸性肥料。反之，即为。反之，即为生理碱性肥料生理碱性肥料。生理酸性（碱性）肥料生理酸性（碱性）肥料植物氮素营养与氮肥第59页（续表）（续表）铵态氮肥在土壤中转化和施用铵态氮肥在土壤中转化和施用品种品种 转化及结果转化及结果 施用施用 硫酸铵硫酸铵 NH4SO42 基肥基肥(配施石灰和配施石灰和 使土壤酸化使土壤酸化(游离酸游离酸,生理酸生理酸,有机肥有机肥),追肥追肥,种肥种肥 硝化酸硝化酸,代换酸代换酸)、板结、板结 适于各种作物适于各种作物 不宜稻田不宜稻田氯化铵氯化铵 NH4Cl 基肥基肥(配施石灰和配施石灰和 使土壤酸化使土壤酸化(生理酸生理酸,硝化酸硝化酸,有机肥有机肥),追肥追肥;适于适于 代换酸代换酸)、脱钙脱钙板结板结 稻田和普通作物稻田和普通作物,不宜忌氯作物不宜忌氯作物植物氮素营养与氮肥第60页表表氯化铵在不一样土壤中转化氯化铵在不一样土壤中转化土壤类型土壤类型转化行为转化行为转化结果转化结果施用方法酸性土酸性土生理酸性生理酸性(HCl)(HCl)硝化作用产生酸硝化作用产生酸(HCl)(HCl)代换作用产生酸代换作用产生酸(HCl)(HCl)pH下降(使土壤愈加酸化)配施石灰和有配施石灰和有机肥机肥中性及微碱中性及微碱性土性土，同酸性土，同酸性土代换作用形成代换作用形成 CaClCaCl2 2 排水好：排水好：CaCl CaCl2 2易淋洗易淋洗 旱田：旱田：CaCl CaCl2 2易积累易积累pHpH下降下降 土壤脱钙板结土壤脱钙板结盐分增加盐分增加配施有机肥配施有机肥少用或不用少用或不用石灰性土及石灰性土及碱性土碱性土氨易挥发产生酸可中和碱性氮素损失氮素损失深施覆土深施覆土水田水田ClCl-可抑制硝化细菌可抑制硝化细菌不易产生不易产生 H H2 2S SNHNH4 4+不易流失少产不易流失少产生黑根生黑根效果较硫酸铵效果较硫酸铵好好植物氮素营养与氮肥第61页硫酸铵硫酸铵硫硫 酸酸 铵铵氯化铵氯化铵氯氯 化化 铵铵植物氮素营养与氮肥第62页二、硝铵态和硝态氮肥二、硝铵态和硝态氮肥(nitrate fertilizers)包含：包含：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾(ammonium nitrate,sodium nitrate,calcium nitrate,potassium nitrate)（一）共同特征（一）共同特征（均含有（均含有NO3-）1.易溶于水，易被作物吸收易溶于水，易被作物吸收(主动吸收主动吸收)2.不被土壤胶体吸附，易随水流失不被土壤胶体吸附，易随水流失3.易发生反硝化作用易发生反硝化作用4.促进钙镁钾等吸收促进钙镁钾等吸收5.吸湿性大，具助燃性吸湿性大，具助燃性(易燃易爆易燃易爆)6.硝态氮含氮量均较低硝态氮含氮量均较低植物氮素营养与氮肥第63页（二）理化性质与施用（二）理化性质与施用硝硝铵态和硝态氮肥基本性质和施用铵态和硝态氮肥基本性质和施用 品种品种 分子式分子式 含氮量含氮量(%)性质性质 施用施用硝酸铵硝酸铵 HN4NO3 3435 旱地追肥旱地追肥硝酸钠硝酸钠 NaNO3 1516 生理碱性盐生理碱性盐 少许屡次少许屡次硝酸钙硝酸钙 Ca(NO3)12.615 吸湿性吸湿性 (水培营养水培营养硝酸钾硝酸钾 KNO3 14 助燃性助燃性 液氮源液氮源)(生理酸性盐生理酸性盐)植物氮素营养与氮肥第64页两种形态氮素性质和一些特征比较两种形态氮素性质和一些特征比较铵态氮素（铵态氮素（NH4+-N）带正电荷，是阳离子带正电荷，是阳离子能与土壤胶粒上阳离子进行能与土壤胶粒上阳离子进行交换而被吸附交换而被吸附被土壤胶粒吸附后移动性被土壤胶粒吸附后移动性 降低，不随水流失降低，不随水流失进行硝化作用后，转变为硝进行硝化作用后，转变为硝态氮，但不降低肥效态氮，但不降低肥效带负电荷，是阴离子带负电荷，是阴离子不能进行交换吸收而存在于土不能进行交换吸收而存在于土壤溶液中壤溶液中在土壤溶液中随土壤水分运动在土壤溶液中随土壤水分运动而移动，流动性大，易流失而移动，流动性大，易流失进行反硝化作用后，形成氮气进行反硝化作用后，形成氮气或氧化氮气而丧失肥效或氧化氮气而丧失肥效硝态氮素（硝态氮素（NO3-N）植物氮素营养与氮肥第65页三、酰胺态氮肥三、酰胺态氮肥尿素尿素(urea)（一）理化性质（一）理化性质分子式：分子式：CO(NH2)2含氮量：含氮量：46基本性质：基本性质：有机物有机物纯品为白色针状结晶纯品为白色针状结晶肥料为颗粒状肥料为颗粒状易溶于水，呈中性易溶于水，呈中性针状结晶针状结晶颗粒状颗粒状植物氮素营养与氮肥第66页大粒尿素大粒尿素植物氮素营养与氮肥第67页（二）在土壤中转化（二）在土壤中转化少部分少部分以分子态被土壤以分子态被土壤胶体吸附胶体吸附和和被植物吸收被植物吸收大部分大部分在在脲酶脲酶作用下水解作用下水解1.水解作用水解作用CO(NH2)2 (NH4)2CO3 NH3CO2H2O影响原因：影响原因：脲酶活性脲酶活性与与pH值、水分、值、水分、温度、温度、有机质含量、质地等相关有机质含量、质地等相关如：如：10 oC 712天天 20 oC 4 5 天天 完全转化完全转化 30 oC 2 3 天天脲酶脲酶H2O植物氮素营养与氮肥第68页结果：结果：局部土壤暂时变碱局部土壤暂时变碱（注意氨挥发）（注意氨挥发）办法：办法：深施、加脲酶抑制剂深施、加脲酶抑制剂(如如:氢醌制剂氢醌制剂)2.硝化作用：硝化作用：NH4+NO3-因因pH值适宜值适宜，能旺盛进行，且比氯化铵，能旺盛进行，且比氯化铵和硫铵快和硫铵快结果：结果：可能造成氮素可能造成氮素损失损失办法：办法：使用硝化抑制剂使用硝化抑制剂(如如:西吡西吡:2-氯氯-6三氯甲三氯甲 基吡啶基吡啶)1 和和 2 均是影响尿素肥效主要原因均是影响尿素肥效主要原因植物氮素营养与氮肥第69页尿素在土壤中改变示意图尿素在土壤中改变示意图尿尿 素素CO(NH2)2吸收吸收(NH4)2CO3水解水解流失流失吸收吸收NO3-吸收吸收硝化硝化流失流失NH4+NH4+吸附吸附土壤土壤胶粒胶粒叶面喷施吸附吸附植物氮素营养与氮肥第70页（三）施用（三）施用可作基肥、追肥，可作基肥、追肥，深施覆土深施覆土宜作宜作根外追肥根外追肥原因：原因：？做法：做法：浓度浓度 0.22.0%次数次数 23次，次，710天喷一次天喷一次 要求尿素中要求尿素中缩二脲缩二脲单子叶植物单子叶植物 叶菜类作物叶菜类作物 瓜果类和根菜类瓜果类和根菜类 高产品种高产品种 低产品种低产品种 杂交水稻杂交水稻 常规水稻常规水稻 营养最大效率期营养最大效率期 其它时期其它时期 植物氮素营养与氮肥第84页（四）肥料品种（四）肥料品种NH4N：水田、旱地，深施（覆土）水田、旱地，深施（覆土）NO3N：旱地追肥，少许屡次旱地追肥，少许屡次NH2N：水田、旱地，深施（覆土）水田、旱地，深施（覆土）植物氮素营养与氮肥第85页（五）施用方法（五）施用方法1.氮肥深施氮肥深施优点：优点：提升肥料利用率、肥效持久提升肥料利用率、肥效持久表施和深施氮肥利用率和肥效比较表施和深施氮肥利用率和肥效比较深度：深度：根系集中分布土层根系集中分布土层方法：方法：基肥深施、种肥深施、追肥深施基肥深施、种肥深施、追肥深施施肥方式施肥方式氮肥利用率氮肥利用率肥肥 效效表施表施3030505010102020天天深施深施5050808030304040天天植物氮素营养与氮肥第86页2.采取合理水、肥综合管理采取合理水、肥综合管理稻田稻田(1)基肥基肥无水层混施和犁沟条施无水层混施和犁沟条施碳铵碳铵效果：显著降低氮素损失效果：显著降低氮素损失不一样施肥方式氮肥利用率比较不一样施肥方式氮肥利用率比较施肥方式施肥方式氮肥利用率氮肥利用率有水层混施有水层混施17.117.143.543.5平均：平均：28.928.9无水层混施无水层混施32.432.452.552.5平均：平均：42.542.5犁沟条施犁沟条施平均：平均：53.553.5植物氮素营养与氮肥第87页(2)追肥追肥“以水带氮以水带氮”深施深施尿素尿素“以以水水带带氮氮”深深施施技技术术在在施施肥肥前前，稻稻田田停停顿顿灌灌水水，晾晾田田数数日日，尽尽可可能能控控制制土土壤壤处处于于水水不不饱饱和和状状态态，氮氮肥肥表表施施后后马马上复浅水，使肥随水下渗，深施入土。上复浅水，使肥随水下渗，深施入土。优点：优点：60表施氮肥被带入土层，肥效缓、稳、长；表施氮肥被带入土层，肥效缓、稳、长；施肥量比习惯施肥法降低约施肥量比习惯施肥法降低约1/3；田间耗水量比常规施肥每季度降低田间耗水量比常规施肥每季度降低7501 200m3hm-2；农药用量降低，有利于环境保护和农田生态平衡农药用量降低，有利于环境保护和农田生态平衡 (1)和和(2)相相结结合合(改改进进法法)与与基基、追追肥肥都都采采取取有有水水层层混混施施(习习惯惯法法)相相比比较较，前前者者氮氮肥肥利利用用率率提提升升2230，氮素损失降低，氮素损失降低29.35。植物氮素营养与氮肥第88页（六）氮肥与有机肥、磷肥、钾肥配合（六）氮肥与有机肥、磷肥、钾肥配合1.与有机肥配合施用与有机肥配合施用好处：好处：无机氮能够提升有机氮无机氮能够提升有机氮矿化率矿化率 有机氮能够加强无机氮有机氮能够加强无机氮生物固定生物固定目标：目标：作物高产、稳产、优质作物高产、稳产、优质 改良土壤，提升氮肥利用率改良土壤，提升氮肥利用率2.氮、磷、钾配合施用氮、磷、钾配合施用经过经过平衡施肥平衡施肥使作物营养平衡使作物营养平衡植物氮素营养与氮肥第89页本章小结：本章小结：1.植物氮素营养植物氮素营养(掌握掌握)2.土壤中氮素及其转化土壤中氮素及其转化 3.氮肥种类、性质与施用氮肥种类、性质与施用(掌握掌握)4.氮肥施用对环境影响氮肥施用对环境影响5.氮肥合理分配和施用氮肥合理分配和施用(掌握掌握)植物氮素营养与氮肥第90页 作业作业5 5一、填空一、填空1.氮素是植物体中氮素是植物体中 、等等 组成成份。组成成份。2.植物吸收氮素以植物吸收氮素以 形态形态 和和 为主，为主，也能也能够吸收少许够吸收少许 形态氮。形态氮。3.旱地植物吸收旱地植物吸收NO3-以以 吸收为主，被吸收吸收为主，被吸收NO3-在同在同 化化之前，必需先还原为之前，必需先还原为 。4.植物在吸收植物在吸收NH4时，会释放等量时，会释放等量 ，所以，介质，所以，介质 pH值将会值将会 。5.植物在营养生长久缺氮通常表现为植物在营养生长久缺氮通常表现为 。6、尿素属尿素属 形态氮肥，施入土壤后，大部分尿素形态氮肥，施入土壤后，大部分尿素会在会在 作用下作用下 为铵态氮和二氧化碳。而铵为铵态氮和二氧化碳。而铵态氮又会深入氧化为态氮又会深入氧化为 ，从而影响尿素肥效。，从而影响尿素肥效。植物氮素营养与氮肥第91页1.为何提倡氮肥深施？详细怎样实施？为何提倡氮肥深施？详细怎样实施？2.我国作物化学氮肥平均利用率是多少？提升氮肥利用率路径我国作物化学氮肥平均利用率是多少？提升氮肥利用率路径有哪些？有哪些？问答题问答题 植物氮素营养与氮肥第92页