§1 作物的氮素营养 §2 土壤氮素状况 §3 常用化学氮肥的性质与施用 §4 氮肥利用率及其提高途径 第二章 氮 肥 §1 作物的氮素营养 §2 土壤氮素状况 §3 常用化学氮肥的性质与施用 §4 氮肥利用率及其提高途径

§1 植物的N素营养 1.1 N在植物体内的生理功能 1.2 植物对N的吸收与同化 1.3 NH4+与NO3-的营养特点 

 参与作物体内结构物质及生活物质的合成，并为许多重要物质的成分  促进并调节植物生长 N素主要促进与N素吸收的同时正在生长的器官与部位的生长，而对尚未分化或已经定型的器官与部位作用很小甚至无效。

 影响农产品品质 影响农产品中粗蛋白含量 增加N素供应（尤其生长后期）可增加农产品中蛋白质含量，但在评价其对农产品品质的影响时应慎重。因为： 农产品用途不同对蛋白质含量的要求不同 农产品中蛋白质含量提高常伴随人体必需氨基酸含量降低 蛋白质含量过高可导致农产品食味品质下降

影响农产品中硝酸盐含量 产品中NO3-和NO2-是近年来引人注意的主要品质指标。

原生质合成增加、细胞数量增多、细胞壁变薄  影响农作物的抗逆性 N素供应增加 对纤维作物不利 原生质合成增加、细胞数量增多、细胞壁变薄 肉汁化 植株含水率提高 抗倒、抗病虫等能力下降

§2 植物的N素营养 1.1 N在植物体内的生理功能 1.2 植物对N的吸收与同化 1.3 NH4+与NO3-的营养特点 

植物吸收的氮素形态 高等植物可以利用的Ｎ的形态主要是NH4+、NO3-，也能少量吸收NO2-及一些简单的有机含氮化合物，如氨基酸、酰胺（如尿素）等。

植物对N的同化 对NH4+的同化

对NO3-的同化

N在植物体内的运转 N素在植物体内运转的方向随生长中心的转移而变化。运转的总趋势是：老化器官向新生幼嫩器官输送。在植物生长发育的过程中约有70%的N素可以被再利用。 当N素供应不足时，新生器官要夺取老化器官中的N素从而加速其衰亡。所以缺N症状首先出现在老化器官上，作物基部叶片过早地衰亡是N素供应不足的诊断指标之一。

§2 植物的N素营养 1.1 N在植物体内的生理功能 1.2 植物对N的吸收与同化 1.3 NH4+与NO3-的营养特点 

关于植物的喜铵性与喜硝性 一般而言，旱地植物具有喜硝性，而水生植物或强酸性土壤上生长的植物则表现为喜铵性。这是作物适应土壤环境的结果。 植物的喜铵性与喜硝性是相对的，许多植物（小麦、烟草、水稻）在NO3-与NH4+配合供应的情况下生长及品质可得到明显的改善。

不同N源的生理效应 A . 不同N源影响植物体内的离子平衡 无机离子：NO3-促进植物吸收阳离子，而NH4+则促进吸收阴离子。 有机阴离子：NH4+消耗有机酸，NO3-则促进有机阴离子合成。有机酸合成增加从动物营养角度看可能会引起一些不良反应，如食物或饲料中草酸的含量过高会导致人或动物体内Ca、Mg的活性降低，同时可能诱发结石病。 供N形态对白芥离子平衡的影响 处理 阳离子（me/100克干物质） 阴离子（me/100克干物质） Ca2+ Mg2+ K+ Na+ 总和 NO3- H2PO4- SO42- Cl- 有机酸 107 28 81 5 221 1 26 25 162 239 NH4+ 72 22 40 7 141 31 54 136

不同N源影响碳水化合物的代谢 以NO3-为N源的植物通常含有较多的淀粉，而以NH4+为N源的植物体内淀粉的含量降低而葡萄糖及蔗糖的含量则提高。 影响植物的生育进程 与NO3-营养相比， NH4+营养促使苹果、石竹、等提早开花。对单子叶植物如小麦， NH4+营养可延长营养生长期。 以NH4+为唯一N源易引起NH4+毒害。

§2 土壤N素状况 2.1 土壤N的形态及有效性 2.2 土壤N的转化 

土壤N素的来源及含量 土壤N素的来源 土壤N素的来源主要是降水、生物固N及施用N肥。 成土矿物中虽含N，但较分散，而且风化很慢。

土壤N素的含量 土壤中全N的含量范围：0.02~0.50% 中国土壤：0.05~0.35%，多数在0.1%以下。 江苏土壤：0.108±0.046%，属中等偏上水平。全N量高于0.1%的土壤面积占全省土壤总面积的43.96%,相对集中在苏南；全N量低于0.075%的土壤所占的比例为31.5%。其中全N量低于0.05%的土壤面积占6.20%，主要集中苏北。全N量最高的是昆山市，为0.19%；最低的则是丰县，平均为0.056%。

土壤速效N：通常指NO3-、水溶性及交换性NH4+。 （5-10%） NO2-：存在于土壤溶液，不稳定。 水溶性NH4+ 对植物有效性较高 土壤N素 NH4+ 交换性NH4+ 固定态NH4+：对植物有效性一般较低 有机N （90-95%） 仅有很少的一部分可被作物直接利用，必须经过矿质化作用转化成无机N后才能被大量利用。 土壤速效N：通常指NO3-、水溶性及交换性NH4+。

§2 土壤N素状况 2.1 土壤N的形态及有效性 2.2 土壤N的转化 

土壤有机N与无机N的平衡  概念 有机N 无机N 矿化作用 生物固定作用 有机N的矿质化：土壤有机N在微生物作用下转化为氨的过程。

 影响平衡的主要因素 有机物的C/N 干湿交替 施用N肥 施入无机N可促进土壤有机N的矿化，称为激发效应。

硝化作用 定义 过程 NH4+ NO2- NO3- 土壤中的NH4+在通气良好的条件下由微生物转化为NO3-的过程称为硝化作用。 亚硝酸细菌 硝酸细菌 NH4+ NO2- NO3- O2 O2

反硝化作用 定义 过程 NO3- NO2- NO N2O N2 土壤中的反硝化作用可以是纯化学过程，也可以在微生物参与下进行，但在农业土壤中以后者为主。 过程 大气 NO3- NO2- NO N2O N2

影响反硝化作用的主要因素 土壤中能进行反硝化作用的微生物称为反硝化作用微生物，多为兼性微生物，在好气（利用O2）及厌气条件（利用NO3-作为氧源）下均可生存，一般在厌气条件下才进行反硝化作用。因此，土壤水、气条件是影响反硝化作用的主要因素。 反硝化微生物依靠土壤有机物提供能源及氮还原的电子供体，故土壤有机C的含量对反硝化作用也有较大影响。

温度和pH对氨态氮占氨态氮和铵态氮总量百分率（%）的影响 氨挥发 定义 氨自土表或水面（水田）逸散到大气造成氮素损失的过程。 影响氨挥发的主要因素 * pH及温度 NH4+ NH3 + H+ 温度和pH对氨态氮占氨态氮和铵态氮总量百分率（%）的影响 温度 (0C) pH 6 7 8 9 10 5 0.01 0.12 1.22 11.0 55.2 15 0.03 0.27 2.62 21.2 72.9 25 0.06 0.56 5.32 36.0 84.9 35 0.11 1.11 10.1 52.9 91.8

氨挥发程度：（NH4）2SO4 > （NH4）2HPO4 > NH4Cl 影响氨挥发的主要因素 * 土壤中CaCO3含量 pH升高 氨挥发 CaCO3 CaCO3 + NH4X (NH4)2CO3 + CaX 溶解度影响氨挥发 氨挥发程度：（NH4）2SO4 > （NH4）2HPO4 > NH4Cl

§3 化学氮肥的性质与施用 3.1 化学氮肥的分类 3.2 铵态氮肥 3.3 硝态氮肥 3.4 尿素

氨加工 习惯将在合成氨基础上制造其它化学氮肥的过程称为氨加工。 液 氨 氨 水 合成氨 铵态氮肥 尿 素 硝酸 硝态氮肥

化学氮肥的分类 化学氮肥 铵态氮肥：N以NH4+或NH3存在 硝态氮肥：N以NO3-存在 酰胺态氮肥：N以CO（NH2）存在 长效氮肥

§3化学氮肥的性质与施用 3.1 化学氮肥的分类 3.2 铵态氮肥 3.3 硝态氮肥 3.4 尿素

铵态氮肥的种类 液氨 氨水 碳酸氢铵 硫酸铵 氯化铵 挥发性氮肥 铵态氮肥 稳定性氮肥

铵态氮肥的共同特性 易溶于水，肥效快； 易被土壤胶体吸附，不易流失； 在通气良好的土壤中易发生硝化作用； 生理酸性N肥； 不能与碱性物质混合施用； 挥发性N肥在任何土壤上均应深施； 稳定性N肥在碱性、石灰性土壤上应深施； 水田中铵态N肥应深施。

液氨

碳酸氢铵（碳铵） 制造 20%浓氨水吸收CO2  碳酸铵溶液 + CO2  碳酸氢铵晶浆液  浓缩、离心、干燥  碳酸氢铵产品

理化性质 碳铵类型 分解机制 影响因素 干碳铵 热分解反应 温度，分解速度 湿碳铵 水解反应 湿度，分解速度 水溶液呈碱性（pH8.2-8.4） 不稳定易分解 NH4HCO3  NH3 + CO2 + H2O 碳铵类型 分解机制 影响因素 干碳铵 热分解反应 温度，分解速度 湿碳铵 水解反应 湿度，分解速度

农业化学性质 NH4HCO3  NH4+ + HCO3- 被土壤胶体吸附 不影响土质 碳铵具有稳定的农化性质

硫酸铵（硫铵）与氯化铵 制造 性质 硫铵常为炼焦工业的副产品，氯化铵则主要是纯碱联合工业的副产品。 两者均为生理酸性肥料 长期施用均可导致土壤脱钙板结 SO4-：--对喜硫作物（如马铃薯）有利，--水田不宜多用。 Cl：--对忌氯作物（如烟草）不利，--盐碱地不宜施用。

§3 化学氮肥的性质与施用 3.1 化学氮肥的分类 3.2 铵态氮肥 3.3 硝态氮肥 3.4 尿素

硝态氮肥的共同特性 易溶于水，肥效快，最适宜作追肥； NO3-易流失，且在通气不良的条件下易发生反硝化作用，固水田一般少用硝态N肥； 易吸湿结块； 强氧化剂，贮藏、运输时须注意安全； 生理碱性N肥。

§4 化学氮肥的性质与施用 4.1 合成氨与氨加工概述 4.2 铵态氮肥 4.3 硝态氮肥 4.4 尿素

尿素的制造 1773年：从尿液(Urine)中分离出结晶，取名尿素（Urea） 1828年：德国化学家Wohler用加热氰酸铵法制取 尿素，是人 类首次从无机物合成有机物。 NH4CNO  CO（NH2）2 1922年：德国开始商品尿素合成。 2NH3 + CO2  CO（NH2）2 真空结晶 造粒、干燥 纯净尿素 尿素肥料

尿素肥料的性质 含氮量：42-46%，为目前世界上含氮量最高的固体N肥。 溶解性能：20℃时，100ml水中可溶解105g尿素。水溶液为中性，尿素在水中不电离，溶解呈吸热反应。 吸湿结块性：较弱。颗粒状，表面有蜡质层。 副成分：缩二脲 2CO（NH2）2  NH2CONHCONH2 + NH3 （T>135℃） 土壤施肥一般应低于2%，叶面喷施应低于0.5%。

尿素施入土壤后的转化 以氢键与土壤（粘土矿物或腐殖质）结合，可在一定的程度上减少流失。 H O 粘粒 C O N H C O 腐殖质

尿素施入土壤后的转化 在土壤中脲酶的作用下水解： CO（NH2）2 （NH4）2CO3 NH4HCO3 NH4+ NH3 NO2- 脲 酶 （NH4）2CO3 NH4HCO3 NH4+ NH3 NO2- NO3- pH 脲酶抑制剂

脲酶在土壤中广泛存在，尿素施入土壤后的水解速率主要取决于脲酶的活性。 脲酶的特性 脲酶在土壤中广泛存在，尿素施入土壤后的水解速率主要取决于脲酶的活性。 影响脲酶活性的因素主要有：土壤pH、温度、水分、土壤质地等。 土壤温度对尿素水解速度的影响 土壤温度（℃） 完全水解所需时间（天） 10 7-10 20 4-5 30 1-3

尿素肥料的施用 适用于各种土壤和作物; 几种作物喷施尿素的参考浓度 主要用作基肥与追肥，一般不宜作种肥，如必须作种肥，用量应严格控制在2.5kg/亩以下; 最适作根外追肥，浓度一般为0.5-2.0%，因作物而异。 几种作物喷施尿素的参考浓度 作物种类 建 议 喷施浓度(%) 稻、麦、禾本科牧草 2.0 黄瓜 1.0-1.5 萝卜、白菜、菠菜、甘蓝 1.0 西瓜、茄子、甘薯、花生、柑橘 0.4-0.8 桑、茶、苹果、梨、葡萄 0.5 柿子、番茄、草莓、温室黄瓜及茄子、花卉 0.2-0.3

§4 氮肥利用率及其提高途径 4.1 氮肥利用率的概念 4.2 氮肥利用率的测定方法 4.3 提高氮肥利用率的途径 

作物吸收的肥料N量占所施肥料中总N量的百分率称为氮肥利用率。 定义: 美国 30-50% 日本 50% 中国 30-40%（变幅9-72%） 范围: 作物吸收利用 氮肥施入土壤后的去向 土壤残留 损失

§4 氮肥利用率及其提高途径 4.1 氮肥利用率的概念 4.2 氮肥利用率的测定方法 4.3 提高氮肥利用率的途径 

作物体内N （施用N肥） 土壤N 肥料N 如何区分作物体内的土壤N与肥料N？ 测定方法 15N同位素法 差减法

 差减法

在其它条件均相同的情况下，两类方法测定的N肥利用率是否一致？

 差减法 土壤N + 激发效应

因为：激发效应>0，（一般情况） 所以：差减法利用率>15N同位素法利用率

§4 氮肥利用率及其提高途径 4.1 氮肥利用率的概念 4.2 氮肥利用率的测定方法 4.3 提高氮肥利用率的途径 

改进氮肥剂型 提高氮肥利用率的途径 改进施氮技术 提高作物氮素吸收利用能力

The End of Chapter 2