第七章土壤与植物氮素营养及化学氮肥 联系客服

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氮素通常被?称为生命元?素 三、植物对氮的?吸收与同化? (一)植物对硝态?氮的吸收与?同化 1. 吸收:旱地作物吸?收NO3--N为主, 属主动吸收? 吸收后,10~30%在根还原

70~90%运输到茎叶?还原 小部分贮存?在液胞内 2. 同化

(1) NO3--N的还原作?用 过程: 总反应式:

NO3-+8H++8e- NH3+2H2O+ OH- 结果:产生OH-,一部分用于?代谢;一部分排出?体外,介质pH值? ?资料:植物吸收的?NO3-与排出的O?H-的比值约为?10:1) (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NO3?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NO3-N来不及还?原,就会在植物?体内积累 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。 (二)植物对铵态?氮的吸收与?同化 1. 吸收

(1)机理:①被动渗透 (Epste?in,1972) ②接触脱质子? (Menge?l,1982) (2)特点:释放等量的?H+,使介质pH?值 ? 2. 同化

(1)部位:在根部很快?被同化为氨?基酸 (2)过程: 谷氨酰氨合?成酶

NH3+谷氨酸+ATP 谷氨酰胺+ADP+Pi 谷氨酸合成?酶

谷氨酰胺+α-酮戊二酸+2e-+2H 2谷氨酸

转氨酶 合成

谷氨酸+17酮酸 17中氨基?酸 蛋白质

3. 酰胺的形成?及意义

形成:NH3 +谷氨酸 酰胺合成酶? 谷氨酰胺

天门冬氨酸? ATP 天门冬酰胺?

意义:①贮存氨基;②解除氨毒;③参与代谢 (三)植物对有机?氮的吸收与?同化 1. 尿素(酰胺态氮) 吸收:根、叶均能直接?吸收 脲酶

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 < 硫酸铵: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?态氮的营养?特点 关于植物主?要氮源的早?期争论:

布森高(1822)、李比希(1840):NH4+ -N为主 Salm-Horst?mar(1851): NO3- -N为主 布森高(1855):NH4+ -N和NO3-? -N都是良好? 氮源

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、莴苣等 专性喜硝植?物:甜菜 (二)环境条件 1. 介质反应

-+

酸性:利于NO3?的吸收;中性至微碱?性:利于NH4? 的吸收

而植物吸收?NO3时,pH缓慢上?升,较安全

植物吸收N?H4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NH?4+的吸收(而NH4+、H+对K+、Ca2 + 、Mg2 +的吸收有拮?抗作用); 钼酸盐利于?NO3-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,NO3- 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。 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

2、过剩症状 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 当氮素供应?过多时,往往导致作?物氮素的奢?侈吸收。 体内过量的?氮用于叶绿?素、氨基酸及蛋?白质的形成?,过多地消耗?体内的光合?产物,减少构成细?胞壁所需的?原料,机械支持力?减弱使作物?容易倒伏和?发生病虫危?害; 体内过多的?氮增加细胞?内氨基酸的?积累,促进细胞分?裂素形成,作物长期保?持嫩绿,延迟成熟。

氮营养过剩?,还会导致作?物成熟期灌?浆慢,贪青晚熟,成穗率低,结实性差,千粒重下降,经济产量降?低?。 叶色浓绿叶?片肥厚营养?体徒长,群体密度大?,通风透光性?能差,下部叶片早?衰 C、N代谢失衡?,光合产物转?化受阻 生育期延,迟贪青晚熟? 籽粒充实度?底,千粒重降低? 组织过分柔?嫩,抗性差,易感染病虫?害 养分失衡度?大,利用率低 易造成N肥?施用后的环?境污染 施肥的效益?低 六、土壤和作物?体内氮的丰?缺指标 --营养诊断的?参考

第三节 氮肥的种类?、性质和施用?

氮肥的制造?原理: 1. 合成氨原理?:(哈伯法) 高温、高压 3H2+N2 2NH3+Q 催化剂 2. 硝酸制造原?理:(氨氧化法)

O2 O2 H2O

NH3 NO NO2 HNO3+NO 催化剂、高温 加压 3. 氮肥制造过?程: 氮肥生产情?况: 1. 世界氮肥生?产的主要国?家

2. 我国的氮肥?生产 3. 我国氮肥品?种的变化 4. 某些国家氮?肥生产品种? 5. 我国常用氮?肥的价格 (2002~2003年?) 氮肥品种 参考价(元/吨) 氮肥品种 参考价(元/吨) 尿素 850~1200 硝酸铵 800~1250 碳酸氢铵 380~440 硝酸钙 2000~3000 氯化铵 360~490 硝酸钾 3000~4500 硫酸铵 550~700 一、铵(氨)态氮肥 养分标明量?为铵盐(氨)形态氮的单?质氮肥称为?铵(氨)态氮肥。 常见的如碳?酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、液氨等。 一、铵态氮肥

(一)共同特性(均含有NH?4 ) 1. 易溶于水,易被作物吸?收,肥效快速 2. 易被土壤胶?体吸附和固?定,移动性不大?,不易损失 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? 1 碳酸氢铵 碳酸氢铵简?称碳铵。 1958年?我国第一套?小型生产装?置试产以来?,一直是我国?主要的氮肥?品种。 主要成分的?分子式为N?H4HCO?3,含氮17%左右。 碳铵是一种?无色或白色?化合物,呈粒状、板状、粉状或柱状?细结晶,比重1.57,容重0.75,易溶于水,0℃时的溶解度?为11%,20℃时为21%,40℃时为35%。 NH4HC?O3 NH3+H2O+CO2 碳铵分解的?过程是一个?损失氮素和?加速潮解的?过程,是造成贮藏?期间碳铵结?块和施用后?可能灼伤作?物的基本原?因。 影响碳铵分?解的因素

温度:温度越高,分解越快。 肥料含水量?:水分越高,分解越快。 碳铵化学性?质不稳定,但其农化性?质较好。 碳铵是无酸?根残留的氮?肥,在土壤中其?分解产物氨?水、二氧化碳都?是作物生长?所需要的,不产生有害?的中间产物?和终产物。 碳铵施入土?壤后很快电?离成铵离子?和重碳酸根?离子,铵离子很容?易被土粒吸?附,不易随水移?动。改性碳铵可?较长期存放?而不致结块?。田间肥效亦?高于普通碳?铵。 机械法增大?碳铵粒度 化学改性

MgO+NH4H2?PO4+5H2O MgNH4?PO4.6H2O 施用时应注?意以下几个?方面: 一是掌握不?离土、不离水和先?肥土、后肥苗的施?肥原则。 二是要尽量?避开高温季?节和高温时?间施用,碳铵应尽量?在气温<20℃的季节施用?,一天当中则?应避开中午?气温较高的?时段施用,以减少碳铵?施用后的分?解挥发,提高碳铵利?用率。