第九章 植物的氮素营养与氮肥施用 ?

一、氮在植物体内的质量分数、分布和种类 （一）、质量分数、分布 第一节 植物的氮素营养 一、氮在植物体内的质量分数、分布和种类 （一）、质量分数、分布 一般作物含氮量约为作物干物质重的0.3%—5%，其含量多少因植物种类、品种、器官组织、生长时期、环境条件等不同而异。表9-1

(二)植物体内氮的种类及生理作用 1、氮的种类： 在植物体内，氮以大量有机化合物和少量无机盐形式存在。有机态氮主要是蛋白质、酶、核酸、叶绿素、维生素、生物碱和激素等；无机态氮主要是硝酸盐（蔬菜中多）和极其微量的氨(NH3和NH4+)。

2、氮的生理作用：   （1）蛋白质的重要组分   （2）核酸和核蛋白的成分   （3）叶绿素的组分元素   （4）许多酶的组分

二、植物对氮的吸收与同化 (一)植物对硝态氮的吸收与同化 植物对硝态氮的吸收为主动吸收。 硝态氮在作物体内的同化过程是： HN03→HN02→HN0→NH20H→ NH40H或（NH3 .H20） (二)植物对铵态氮的吸收与同化 土壤中的铵态氮（NH4+）,是通过载体运输跨过原生质膜进入细胞被植物吸收。

(三)植物对有机氮的吸收与同化 1．酰胺态氮 尿素(CO(NH2)2)为酰胺态氮肥。 2．氨基态氮 研究证明，水稻可以吸收氨基态氮。

三、植物氮素营养失调症状及其丰缺指标 （一）植物氮素营养失调症状 1. 植物氮素缺乏的症状 （1）、缺氮症状首先出现在下部叶，而后逐渐向上蔓延。 （2）、缺氮叶片的绿色转淡；严重缺氮时，叶色变黄，最后死亡。 （3）、作物缺氮，生长缓慢，植株矮小。

西芹缺氮

2.氮素供应过多的症状 ①植株柔软多汁，易倒伏和发生病虫危害。 ②营养生长旺盛且生育期延长,出现徒长和贪青晚熟。 ③作物品质变劣。

水稻田氮肥过多群体太大遇风倒伏                                                                                                                                                                                     

（二）植物氮素营养丰缺指标 通过植株含氮量分析，再与作物全氮和硝态氮 质量分数的诊断标准（见表9—l和表9—2）进行比 对，判定作物氮素营养的丰缺状况。

第二节 土壤中的氮素及其转化 一、土壤氮素的质量分数与平衡 1、土壤氮素的质量分数 表9-3 我国主要地区耕层土壤平均含N量 地 区 地 区 变化范围（g/kg） 东北黑土区 黄淮海地区 西北黄土区 长江中下游地区 1.5～3.5 0.3～1.0 0.4～1.0 0.5～1.9 华南地区 西南地区 内蒙古新疆干旱区 青藏高寒区 0.6～2.1 0.4～1.9 0.5～2.0 0.5～2.7

2、土壤氮素的平衡 指一定的土体在指定时段内氮素的收支状况。 (1).土壤中氮的来源 ①含氮肥料的施入；②生物固氮；③降水和降尘； ④灌溉水和地下水补给；⑤土壤吸附空气中NH3； ⑥生物残体归还。 (2). 土壤中氮的支出 ①植物吸收；②土壤残留；③土壤N素的损失。 (3).土壤氮素的平衡 氮素收支基本相等时，土壤氮素才能维持平衡。

二、土壤中氮素的形态 有机态氮占全氮量的90％以上。 (1)水溶性有机态。不超过全氮量的5％。包括简单的游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物。 1.有机态氮 有机态氮占全氮量的90％以上。 (1)水溶性有机态。不超过全氮量的5％。包括简单的游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物。 (2)水解性有机氮。水解性有机氮是经酸碱或酶处理，能水解成为较简单的易溶性化合物或直接生成铵化合物的一类有机态氮。 (3)非水解性有机态氮。占土壤全氮量的30%-50%。既不溶于水，也不能用一般的酸碱处理使其水解。

2．无机态氮 占全氮量的1％-2％。 土壤中的无机态氮主要包括：铵态氮(NH4+)、硝态氮(N03-)、亚硝态氮(N02-)和气态氮(NH3)。铵态氮、硝态氮含量一般1-100mg／kg之间；亚硝态氮数量不多，一般在1mg／kg以下；气态氮是土壤空气的主要成分，含量很少。

三、土壤氮的转化

在微生物的作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程，称为有机态氮矿化作用。 (一)、有机态氮矿化 在微生物的作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程，称为有机态氮矿化作用。 有机氮（蛋白质）水解→氨基酸 脱氨基→氨 土壤有机氮的矿化快慢用矿化率表示：

(二)、土壤粘粒矿物对NH4+的吸附固定 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。

(三)、氨的挥发损失 影响NH3挥发的因素主要有： ①pH值： ②土壤CaCO3质量分数： ③温度： ④施肥深度： 在中性或碱性条件下，土壤中的吸附态NH4+转化为NH3而挥发损失的过程。 影响NH3挥发的因素主要有： ①pH值： ②土壤CaCO3质量分数： ③温度： ④施肥深度： ⑤土壤水分、铵态氮质量分数等

(四)、无机氮的生物固定 土壤中的无机氮(铵态氮和硝态氮)被微生物和植物吸收同化，成为生物躯体的组成成分而被暂时固定的现象，称为土壤无机氮的生物固定。

(五)、硝化作用 (六)、硝酸还原作用 土壤中的氨或铵盐（NH4＋），在微生物的作用下氧化成硝酸态氮的现象。称为硝化作用。 嫌气条件下， NO3-转化为NH4＋的现象称为硝酸还原作用。

(七)、反硝化作用 (八)、有机质对NO2-的化学固定 NO3-被还原成气态N2、NO、NO2的现象称为反硝化作用。 1．微生物反硝化作用 2．化学反硝化作用 (八)、有机质对NO2-的化学固定 有机质中的木质素和腐殖质等能与亚硝酸产生化学反应，使亚硝态氮固定成为有机质成分。

四、土壤氮的有效性及供氮能力 能被当季植物利用的氮素称为有效氮。有效氮包括水溶性铵盐、硝酸盐、代换性NH4＋和部分易分解的有机态氮。 表9-4

五、土壤N素的调节 1、加强生物固氮，丰富土壤N素贮量。 2、改变C/N比,协调土壤N素的供、保关系。

第三节 氮肥的种类、性质和施用 氮肥的制造原理 + H2O NH3 ·nH2O H2O + CO2 NH4HCO3 HCl NH4Cl 第三节 氮肥的种类、性质和施用 氮肥的制造原理 H2O NH3 ·nH2O H2O + CO2 NH4HCO3 HCl NH4Cl NaCl + CO2 + H2O NH4Cl + NaHCO3 H2SO4 ( NH4)2SO4 CO2 CO(NH2)2 + H2O NH4NO3 + CO(NH2)2 + H2O 含氮溶液 H3PO4 NH4H2PO4 + (NH4 ) 2 HPO4 O2 HNO3 NH3 NH4NO3 Na2CO3 NaNO3 + H2CO3 CaCO3 Ca(NO3)2 + H2CO3 KCl KNO3 + HCl NH3 + +

凡是以铵离子(NH4＋)或氨(NH3)形态存在的氮素肥料，称为铵态氮肥，包括液氨、氨水、碳酸氢铵、硫酸铵和氯化铵等。 氮肥分为铵态、硝态和酰胺态氮肥三类。 一、铵态氮肥 凡是以铵离子(NH4＋)或氨(NH3)形态存在的氮素肥料，称为铵态氮肥，包括液氨、氨水、碳酸氢铵、硫酸铵和氯化铵等。 硫酸铵 硫 酸 铵 铵态氮肥共同特点（均含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

氨气 吸收 吸附 挥发 NH4+ 硝化作用 铵态氮肥 硝态氮 土壤 胶粒 土壤中铵态氮肥变化示意图

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 吸湿性大 二、硝态氮肥 凡氮素以硝酸根(NO3－)形态存在的肥料称为硝酸态氮肥。包括硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾和硝酸铵。 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 吸湿性大 ⑤ 具助燃性(易燃易爆) ⑥ 硝态氮含氮量均较低(13-34%)

吸收 反硝化作用 NH4+ 淋洗流失 土壤 胶粒 硝态氮肥 硝态氮 气态氮 硝酸还原作用 土壤中硝态氮肥变化示意图

三、酰胺态氮肥 凡含有酰胺基(一CONH2)或分解过程中产生酰胺基的氮肥，称为酰胺态氮肥，如尿素石灰氮肥。 9-12

针状结晶 颗粒状

尿素在土壤中变化的示意图 尿 素 CO(NH2)2 吸收 (NH4)2CO3 水解 流失 NO3- 硝化 NH4+ 吸附 土壤 胶粒 尿 素 CO(NH2)2 吸收 (NH4)2CO3 水解 流失 NO3- 硝化 NH4+ 吸附 土壤 胶粒 叶面喷施 尿素在土壤中变化的示意图

第四节 氮肥的合理施用 一、氮肥利用率 作物吸收肥料氮的数量占施氮量的百分率,称为氮肥利用率。 1．差值法 第四节 氮肥的合理施用 一、氮肥利用率 作物吸收肥料氮的数量占施氮量的百分率,称为氮肥利用率。 1．差值法 （施氮区作物吸氮量-无氮区作物吸氮量） 氮肥利用率R（%）= ——————————————————×100 施用氮肥的总氮量 2.原子示踪法 Wp×Npc×*Npc 氮肥利用率R（%）= ——————---- ×100 Wf×Nfc×*Nfc 式中：R为氮肥利用率；Wp为植物干重；Npc为植物含氮量(％)； *Npc为植物体内15N原子百分数；Wf为标记肥料的施用量； Nfc为标记肥料含氮量(％)；*Nfc为标记肥料15N原子百分数。

二、提高氮肥利用率的措施 2.根据土壤条件灵活施用氮肥 3.根据氮肥品种准确选择氮肥 4.根据氮肥特性适当深施氮肥 1.根据作物种类合理分配氮肥 2.根据土壤条件灵活施用氮肥 3.根据氮肥品种准确选择氮肥 4.根据氮肥特性适当深施氮肥 5.氮肥与其它肥料配合施用 6.应用氮肥增效剂：

三、氮肥施用对环境的影响 措施：合理施用氮肥 大气 环境 氮肥 NO3－－N 水体 植物体 NH3 挥发 NH4＋－N 硝化 NH2 －N 植物抗病虫能力降低 农药大量使用 人和动物 吸收 积累 反硝化 流失 食物链 过量施用 毒害作物 NH3>0.15mM 措施：合理施用氮肥

硝态氮配方 尿素配方 包心生菜 直叶生菜

长江入海口卫星图片 黄河入海口卫星图片

谢谢

思考题： 1、名词解释：①生理酸性肥料 ②氮肥利用率 ③有机氮的矿化 ④无机氮的生物固定 2、简答题 1、名词解释：①生理酸性肥料 ②氮肥利用率 ③有机氮的矿化 ④无机氮的生物固定 2、简答题 （1）.供氮过多或亏缺时作物生长发育有何异常症状？ （2）.铵态氮肥与硝态氮肥有何异同点？ （3）．土壤氮的转化有那些过程？ 3、论述题：如何提高氮肥利用率？