1、第九章第九章 植物的氮素营养与氮肥施用植物的氮素营养与氮肥施用Plant Nitrogen Nutrition and Nitrogen Fertilizer Application主要内容主要内容第一节第一节 植物的氮素营养植物的氮素营养第二节第二节 土壤中的氮素及其转化土壤中的氮素及其转化第三节第三节 化学氮肥的种类、性质及化学氮肥的种类、性质及其施用方法其施用方法第四节第四节 氮肥的合理施用氮肥的合理施用1.质量分数质量分数一般植物含氮量约占植物体干物重的一般植物含氮量约占植物体干物重的0.3%-5%,0.3%-5%,而含量而含量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。的多少与植物种类、器
2、官、发育阶段有关。种类：种类：大豆大豆 玉米玉米 小麦小麦 水稻；高产品种水稻；高产品种 低产品种低产品种器官：器官：叶片叶片 子粒子粒 茎秆茎秆 苞叶苞叶发育：发育：同一作物的不同生育时期，含氮量也不相同。同一作物的不同生育时期，含氮量也不相同。第一节第一节 植物的氮素营植物的氮素营养养注意：注意：作物体内氮素的含量和分布，明显受施氮作物体内氮素的含量和分布，明显受施氮水平和施氮时期的影响。通常是营养器官的含量变化水平和施氮时期的影响。通常是营养器官的含量变化大，生殖器官则变动小，但生长后期施用氮肥，则表大，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的含氮量明显上升。现为生殖器
3、官中的含氮量明显上升。一、植物体内氮的质量分数和分布一、植物体内氮的质量分数和分布组织：组织：幼嫩组织幼嫩组织 成熟组织成熟组织 衰老组织，衰老组织，生长点生长点 非生长点非生长点生长时期：生长时期：苗期苗期 旺长期旺长期 成熟期成熟期 衰老期，衰老期，营养生长期营养生长期 生殖生长期生殖生长期2.分布：分布：幼嫩组织幼嫩组织 成熟组织成熟组织 衰老组织，衰老组织，生长点生长点 非生长点非生长点二、植物体内含氮化合物的种类二、植物体内含氮化合物的种类 （氮的生理功能）（氮的生理功能）1.1.氮是蛋白质的重要成分氮是蛋白质的重要成分（含氮（含氮16161818）2.2.氮是核酸的成分（含氮约氮是
4、核酸的成分（含氮约7 7）3.3.氮是叶绿素的成分氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质（叶绿体含蛋白质45456060）4.4.氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）5.5.氮是多种氮是多种维生素、植物激素、生物维生素、植物激素、生物碱碱的等的成分的等的成分（维生素（维生素B B1 1、B B2 2、B B6 6、IAAIAA、CK CK）生物碱生物碱（Alkaloid）：烟碱、茶碱、咖烟碱、茶碱、咖啡碱、胆碱、苦杏仁碱等。啡碱、胆碱、苦杏仁碱等。供氮对马铃薯伤流液中细胞分裂素含量的影响供氮对马铃薯伤流液中细胞分裂素含量的影响细胞分裂素含量（细胞分裂素含量（mol）连续供氮连
5、续供氮 连续不供氮连续不供氮天天0 196 1963 420 266 561 17三、植物对氮的吸收与同化三、植物对氮的吸收与同化吸收的形态吸收的形态无机态：无机态：NH4+N、NO3-N（主要）（主要）有机态：有机态：NH2N、氨基酸、氨基酸、（少量）（少量）核酸等核酸等（一）植物对硝态氮的吸收与同化（一）植物对硝态氮的吸收与同化1.吸收：吸收：植物主动吸收植物主动吸收NO3-N 植物吸收的氮素主要是植物吸收的氮素主要是铵态氮铵态氮和和硝态氮硝态氮。在。在旱地农田中，硝态氮是作物的主要氮源。由与土旱地农田中，硝态氮是作物的主要氮源。由与土壤中的铵态氮通过硝化作用可转变为硝态氮。所壤中的铵态氮
6、通过硝化作用可转变为硝态氮。所以，作物吸收的硝态氮多于铵态氮以，作物吸收的硝态氮多于铵态氮.NONO3 3-N-N的吸收的吸收 逆电化学势梯度的主动吸收；逆电化学势梯度的主动吸收；介质介质pHpH显著影响植物对的吸收，显著影响植物对的吸收，pHpH值升高的吸值升高的吸收减少；收减少；进入植物体后，大部分在根系中同化为氨基酸、进入植物体后，大部分在根系中同化为氨基酸、蛋白质，也可直接通过木质部运往地上部；蛋白质，也可直接通过木质部运往地上部；硝酸根在液泡中积累对离子平衡和渗透调节作硝酸根在液泡中积累对离子平衡和渗透调节作用具有重要意义。用具有重要意义。硝酸还原成氨是由两种硝酸还原成氨是由两种独立
7、的酶分别进行催化的。独立的酶分别进行催化的。硝酸还原酶可使硝酸还原酶可使硝酸盐硝酸盐还原还原成成亚硝酸盐亚硝酸盐，而亚硝酸还原，而亚硝酸还原酶可使亚硝酸盐还原成酶可使亚硝酸盐还原成氨氨。2.NO3-N的同化的同化NO2_NO3_NH3叶细胞中硝酸盐同化步骤的示意图叶细胞中硝酸盐同化步骤的示意图NAD(P)+NH3NO3_NO2-类红类红色素色素NAD(P)H+H+铁氧还蛋白铁氧还蛋白（氧化性）（氧化性）铁铁氧还蛋白氧还蛋白（还原性）（还原性）NADPH2NADPH2O+OH-光光合系统合系统 I亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶e-硝酸还原酶硝酸还原酶 叶绿体叶绿体 细胞质细胞质2e-FADH2 FAD
8、CytFeIICytFeIIIMoIVMoVIH2O2 H+介质介质pH升高升高钼对小麦叶片中硝酸还原酶活性的影响钼对小麦叶片中硝酸还原酶活性的影响 (供钼水平供钼水平g/g/株）株）叶片预处理叶片预处理(供钼供钼 g/L)硝酸还原酶活性硝酸还原酶活性（molNOmolNO2 2/g/g鲜重鲜重)2424小时小时7070小时小时 0.005 0 0.2 0.3 0.005 100 2.8 4.2 5.0 0 5.0 100 (Randall，1969)8.0 8.21、硝酸盐供应水平、硝酸盐供应水平 当硝酸盐数量少时，主要当硝酸盐数量少时，主要在根中还原在根中还原;2、植物种类、植物种类 木本
9、植物还原能力木本植物还原能力一年生草本一年生草本一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原强度顺序为：强度顺序为：油菜油菜大麦大麦向日葵向日葵玉米玉米苍耳苍耳3、温度、温度 温度升高，酶的活性也高，所以也可温度升高，酶的活性也高，所以也可提高根中还原提高根中还原NO3-N 的比例。的比例。大多数植物的根和地上部都能进行大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还的还原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：4 4、植物的苗龄、植物的苗龄 在根中还原的比例随苗龄的在根中还原的比例随苗龄的增加而提高增加而提高;5
10、5、陪伴离子、陪伴离子 K K+能促进能促进NONO3 3-向地上部转移，向地上部转移，所以钾充足时，在根中还原的比例下降；而所以钾充足时，在根中还原的比例下降；而CaCa2+2+和和NaNa+为陪伴离子时则相反为陪伴离子时则相反;6 6、光照、光照 在绿色叶片中，光合强度与在绿色叶片中，光合强度与NONO3 3-还原之间存在着密切的相关性。还原之间存在着密切的相关性。考虑以上因素可采取相应措施降低温室或塑考虑以上因素可采取相应措施降低温室或塑料大棚中的蔬菜体内的硝酸盐含量。料大棚中的蔬菜体内的硝酸盐含量。大多数植物的根和地上部都能进行大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还的还原作用，但
11、各部分还原的比例取决于不同的因素：原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准（沈明珠，（沈明珠，1982）级别级别 硝酸盐含量硝酸盐含量 污染程度污染程度 参考卫生参考卫生性 (mg/kg鲜重)1 432 432 轻度轻度 允许生食允许生食 2 785 2 785 中度中度 允许盐渍允许盐渍,熟食熟食 3 1440 3 1440 高度高度 允许熟食允许熟食 4 3100 4 3100 严重严重 不允许食用不允许食用因此，因此，降低植物体内硝酸盐含量的有效措降低植物体内硝酸盐含量的有效措施：施：选用优良品种、控施氮肥、增施
12、钾肥、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。增加采前光照、改善微量元素供应等。1.吸收吸收机理：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+NH3（二）植物对铵态氮的吸收与同化（二）植物对铵态氮的吸收与同化质膜上质膜上NH4+脱质子作用的示意图脱质子作用的示意图外界溶液外界溶液NH3质膜质膜细胞质细胞质NH4+H+酮戊二酸氨谷氨酸各种新的氨基酸酮酸酰胺氨还原性胺化作用转氨基作用2.NH4-N的同化的同化3.酰胺形成的意义酰胺形成的意义（谷氨酰胺、天门
13、冬酰胺）（谷氨酰胺、天门冬酰胺）贮存氨基贮存氨基解除氨毒解除氨毒（三）植物对有机氮的吸收与同化（三）植物对有机氮的吸收与同化1.尿素（酰胺态氮）尿素（酰胺态氮）吸收：吸收：根、叶均能直接吸收根、叶均能直接吸收同化：同化：脲酶途径：尿素脲酶途径：尿素 NH3 氨基酸氨基酸脲酶脲酶非脲酶途径：直接同化非脲酶途径：直接同化尿素尿素 氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 瓜氨酸瓜氨酸 精氨酸精氨酸尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时，植尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时，植 物会出现受害症状物会出现受害症状2.氨基态氮：氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异可直接吸收，效果因种类而异四、铵态氮和硝态氮的营养特点四、铵态氮
14、和硝态氮的营养特点（一）（一）铵态氮和硝态氮的营养特点铵态氮和硝态氮的营养特点喜铵植物：喜铵植物：水稻、甘薯、马铃薯水稻、甘薯、马铃薯兼性喜硝植物：兼性喜硝植物：小麦、玉米、棉花等小麦、玉米、棉花等喜硝植物：喜硝植物：大部分蔬菜，如黄瓜、大部分蔬菜，如黄瓜、番茄、莴苣等番茄、莴苣等专性喜硝植物：专性喜硝植物：甜菜甜菜NO3-N是阴离子，为氧化态的氮源，是阴离子，为氧化态的氮源，NH4+-N是阳离子，为还原态的氮源。是阳离子，为还原态的氮源。NO3-N和和 NH4+-N营养作用的比较营养作用的比较不能简单的评判哪不能简单的评判哪种形态好或是不好，因种形态好或是不好，因为肥效高低与各种影响为肥效高
15、低与各种影响吸收和利用的因素有关吸收和利用的因素有关。（二）原因（二）原因1.1.植物的遗传特性植物的遗传特性2.2.环境因素环境因素介质反应：介质反应：酸性：有利于硝的吸收酸性：有利于硝的吸收 中性至微碱性：有利于铵的吸收中性至微碱性：有利于铵的吸收陪伴离子、介质通气状况、土壤水分状况陪伴离子、介质通气状况、土壤水分状况结论：结论：只要在环境中为铵态氮和硝态氮创造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，它们在生理上出各自所需要的最适条件，它们在生理上是具有同等价值。是具有同等价值。五、植物氮素营养失调症状及其丰缺指标五、植物氮素营养失调症状及其丰缺指标1.氮缺乏：氮缺乏：首先
16、在下部老叶出现症状；首先在下部老叶出现症状；植株矮小，瘦弱，分蘖或分枝少；植株矮小，瘦弱，分蘖或分枝少；叶片转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色；叶片转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色；茎叶基部或呈紫红色；茎叶基部或呈紫红色；早衰，产品品质差；早衰，产品品质差；2.氮过量：氮过量：植株徒长，贪青迟熟；蔬菜硝酸植株徒长，贪青迟熟；蔬菜硝酸盐含量增加。盐含量增加。Technological stripe diseaseCaused by incorrect Nfertilizer application燕燕 麦麦小小 麦麦油油 菜菜禾本科作物禾本科作物缺氮的症状缺氮的症状大麦大麦玉米玉米小麦小麦燕麦燕麦NNNN
17、不同时期和部位的缺氮症状不同时期和部位的缺氮症状苗期缺氮苗期缺氮老叶缺氮老叶缺氮绿色绿色V字症字症Potato Plants亚麻亚麻(Flax)RapeTobaccoCucumber with N deficiency+N-NCelery leaves with N deficiency缺氮缺氮供氮供氮缺氮缺氮N deficiency in vine growthJapanese larch trees-N+N作物贪青晚熟，生长期延长。作物贪青晚熟，生长期延长。细胞壁薄，植株柔软，易受机械损伤（倒伏）细胞壁薄，植株柔软，易受机械损伤（倒伏）和病害侵袭（大麦褐锈病、小麦赤霉病、水稻褐和病害侵袭（
18、大麦褐锈病、小麦赤霉病、水稻褐斑病）。斑病）。氮素过多的危害氮素过多的危害大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐贮大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐贮存性；存性；棉花蕾铃稀少易脱落；棉花蕾铃稀少易脱落；甜菜块根产糖率下降；甜菜块根产糖率下降；纤维作物产量减少，纤维品质降低。纤维作物产量减少，纤维品质降低。蔬菜硝酸盐超标蔬菜硝酸盐超标Slight symptoms of N toxicity in cucumberCucumber growth with normal N Nutrition氮过量氮过量“Tipburn”in lettuce due to nitrate and chlorid toxici
19、ty on a sandy.Severe symptoms of N toxicityInduced N toxicity in cucumber plants in a glass house trialN over-fertilization causes“Blotchy ripening”氮素过多对苹果的影响氮素过多对苹果的影响Normal N Nutrition for“Golden delicious”Over-fertilized with N fertilizer for“Golden delicious”蔬菜硝酸盐累积作物的化学诊断作物的化学诊断 养分潜在缺乏的诊断养分潜在缺乏
20、的诊断 植物组织的化学测定（诊断）植物组织的化学测定（诊断）氮磷钾三要素的定量分析氮磷钾三要素的定量分析 微量元素的定量分析微量元素的定量分析土壤养分诊断土壤养分诊断 土壤有效养分的提取和指标土壤有效养分的提取和指标 土壤养分状况诊断土壤养分状况诊断 第二节第二节 土壤中的氮素及其转化土壤中的氮素及其转化土壤土壤N素的来源素的来源土壤土壤N素形态及有效性素形态及有效性 N素在土壤中转化素在土壤中转化 土壤土壤N素损失的途径素损失的途径 一、土壤中氮素的来源及其质量分数一、土壤中氮素的来源及其质量分数（一）来源（一）来源1.1.施入土壤中的化学氮肥和有机肥料施入土壤中的化学氮肥和有机肥料2.2.
21、动植物残体的归还动植物残体的归还3.3.生物固氮生物固氮4.4.雷电降雨带来的雷电降雨带来的NH4+N和和NO3-N（二）含量（二）含量我国耕地土壤我国耕地土壤全氮含量全氮含量为为0.040.040.350.35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的我国土壤含氮量的地域性规律：地域性规律：北北 增加增加 西西 长江长江 东东 增加增加 南南 增加增加二、土壤中氮的形态二、土壤中氮的形态 水溶性水溶性 速效氮源速效氮源 98%)难利用难利用 占占3050%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 (12)固定
22、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土壤土壤N素形态及有效性素形态及有效性 土壤中土壤中N N素含量高低与土壤有机质之间素含量高低与土壤有机质之间呈显著的正相关。受植被、气候、地形、呈显著的正相关。受植被、气候、地形、母质等多种自然因素的影响母质等多种自然因素的影响,也受到土壤的也受到土壤的利用方式利用方式,如耕作、施肥、种植、灌溉等农如耕作、施肥、种植、灌溉等农业措施的影响。我国土壤含氮量在业措施的影响。我国土壤含氮量在0.2-2 g 0.2-2 g kgkg-1-1之间之间,多数含氮量在多数含氮量在1g kg1g kg-1
23、-1以下。从北以下。从北到南到南,从东到西从东到西,土壤含氮量有下降趋势。土壤含氮量有下降趋势。1.无机态无机态土壤中的无机土壤中的无机N较少较少,一般只占土一般只占土壤全壤全N量的量的1%-2%,最多不超过最多不超过5%-8%,无机无机N中有中有NH4+-N、NO-3-N和固定态铵。前两者属于速效和固定态铵。前两者属于速效养分养分,后者属于缓效养分。后者属于缓效养分。2.有机有机N 土壤土壤N素以有机素以有机N为主为主,约占约占95%以上。有机以上。有机N按其稳定按其稳定性大小可分为水溶性、水解性和非水解性三部分。性大小可分为水溶性、水解性和非水解性三部分。(1)水溶性有机水溶性有机N 主要
24、是简单的游离氨基酸主要是简单的游离氨基酸,胺基盐、尿胺基盐、尿素、酰胺类素、酰胺类,占全占全N含量的含量的5%左右。有少数可以直接被作物利左右。有少数可以直接被作物利用用,如氨基酸。多数要经过转化如氨基酸。多数要经过转化,释放出释放出NH3,然后再被作物利然后再被作物利用。故少数属于速效养分用。故少数属于速效养分,多数属于缓效养分。多数属于缓效养分。(2)水解性有机水解性有机N 用酸、碱或酶处理时用酸、碱或酶处理时,能够水解成简单能够水解成简单易溶性化合物易溶性化合物,如蛋白质、多肽核蛋白类、氨基糖类如蛋白质、多肽核蛋白类、氨基糖类,占全占全N含含量的量的50%-70%,为缓效或迟效养分。为缓
25、效或迟效养分。(3)非水解态非水解态N 占有机占有机N的的30%左右左右,高者可达高者可达50%,矿化矿化速率很低速率很低,有效性小有效性小,至今仍不十分清楚。至今仍不十分清楚。三、土壤中氮的转化三、土壤中氮的转化 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的水体中的硝态氮硝态氮 氨化作用氨化作用 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生物 固定固定（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）（一）有机态氮的矿化作用（氨化
26、作用）1.定义：定义：在微生物作用下，土壤中的含氮在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程有机质分解形成氨的过程(mineralization)。2.过程：过程：有机氮有机氮 氨基酸氨基酸 NH4-N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、转位水解、氧化、还原、转位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2030，土壤湿度为田间持水量的土壤湿度为田间持水量的60，土壤土壤pH7，C/N25:14.结果结果：生成生成NH4N（有效化）（有效化）（二）（二）土壤粘土矿物对土壤粘土矿物对
27、NH4的固定的固定(fixation)1.定义定义吸附固定：吸附固定：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对的对NHNH4 4的吸附作用。的吸附作用。晶格固定：晶格固定：NHNH4 4进入进入2:12:1型膨胀性粘土矿物的晶层间而型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用。被固定的作用。2.过程过程液相液相NH4 交换性交换性NH4 固定态固定态NH43.结果结果 减缓减缓NHNH4 4的供应程度的供应程度(暂时无效化暂时无效化)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(三）氨的挥发损失三）氨的挥发损失(evaporation)1.
28、定义：定义：在中性或碱性条件下，土壤中的在中性或碱性条件下，土壤中的NH4转化为转化为NH3而挥发的过程而挥发的过程2.过程：过程：NH4 NH3 H3.影响因素：影响因素：pH值值 NH3挥发挥发 6 0.1%7 1.0%8 10.0%9 50.0%OH H 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的含量的含量4.4.结果：结果：造成氮素损失（无效化）造成氮素损失（无效化）（四）（四）无机氮的生物固定无机氮的生物固定(immobilization
29、)1.定义：定义：土壤中的铵态氮和硝态氮被微生土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象。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 硝化作用硝酸还原作用3.影响条件影响条件 土体的土体的C/N比、温度、比、温度、湿度、湿度、pH值值4.结果：结果：减缓氮的供应（暂时无效化）；减缓氮的供应（暂时无效化）；可减少氮素的损失可减少氮素的损失（五）硝化作用（五）硝化作用(nitrification)1.定义：定义：土壤中的土壤中的NHNH4 4，在微生物的作用，在微生物的作用下氧
30、化成硝酸盐的现象。下氧化成硝酸盐的现象。2.过程：过程：NH4O2 NO2 4H 2NO2O2 2NO3 3.影响条件：影响条件：土壤通气状况、土壤反应、土壤通气状况、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最适条件：最适条件：铵充足、通气良好、铵充足、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（有效化）为喜硝植物提供氮素（有效化）弊：弊：淋失、发生反硝化作用（无效化）淋失、发生反硝化作用（无效化）（六）硝酸还原作用（六）硝酸还原作用(nitrate reduction)NO3 NH4 嫌气条件嫌气条件(硝酸还
31、原酶硝酸还原酶)（七）反硝化作用（七）反硝化作用(denitrification)1.生物反硝化作用生物反硝化作用(1)定义：定义：(2)过程：过程：NO3 NO2 N2、N2O、NO(3)最适条件：含氮量最适条件：含氮量510，新鲜有机质丰富，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2.化学反硝化作用化学反硝化作用（可在好气条件下进行）（可在好气条件下进行）NO2 N2、N2O、NO发生条件：发生条件：NO2存在存在3.结果：结果：造成氮素的气态挥发损失造成氮素的气态挥发损失(无效化无效化)，并影响大气并影响大气(破坏臭氧层、加剧温室
32、效应破坏臭氧层、加剧温室效应)(八）硝酸盐的淋洗损失八）硝酸盐的淋洗损失 NO3N 随水渗漏或流失，可达施入氮量随水渗漏或流失，可达施入氮量的的510结果：氮素损失结果：氮素损失(无效化无效化),),并污染水体并污染水体(富营富营养化养化)四、土壤的供氮能力及氮的有效性四、土壤的供氮能力及氮的有效性有效氮：有效氮：能被当季作物利用的氮素，包括能被当季作物利用的氮素，包括 无机氮无机氮(2(135）土壤施肥一般应低于土壤施肥一般应低于2%，叶面喷施应低于，叶面喷施应低于0.5%。（二）在土壤中的转化（二）在土壤中的转化少部分少部分以分子态被土壤胶体吸附和被植物吸收以分子态被土壤胶体吸附和被植物吸
33、收大部分在脲酶作用下水解大部分在脲酶作用下水解1.水解作用水解作用CO(NH2)2 (NH4)2CO3 NH3CO2H2O影响因素：脲酶活性与影响因素：脲酶活性与pHpH值、水分、温度、有机质含量、质地等值、水分、温度、有机质含量、质地等如：如：10oC 712天天 20oC 4 5 天天 完全转化完全转化 30oC 2 3 天天结果结果：局部土壤暂时变碱（注意氨挥发）局部土壤暂时变碱（注意氨挥发）脲酶脲酶H2O2.硝化作用硝化作用因因pH值适宜，能旺盛进行，且比氯化铵值适宜，能旺盛进行，且比氯化铵和硫铵的快和硫铵的快结果：结果：可能造成氮素的损失可能造成氮素的损失尿素长期施用对土壤无副作用尿
34、素长期施用对土壤无副作用（三）尿素肥料的施用适用于各种土壤和作物；适用于各种土壤和作物；注意深施！注意深施！主要用作基肥与追肥，一般不宜作种肥，如必须作种主要用作基肥与追肥，一般不宜作种肥，如必须作种肥，用量应严格控制在肥，用量应严格控制在2.5kg/亩以下亩以下;最适作根外追肥，浓度一般为最适作根外追肥，浓度一般为0.5-2.0%，因作物而异。，因作物而异。几种作物喷施尿素的参考浓度几种作物喷施尿素的参考浓度作物种类作物种类稻、麦、禾本科牧草稻、麦、禾本科牧草黄瓜黄瓜萝卜、白菜、菠菜、甘蓝萝卜、白菜、菠菜、甘蓝西瓜、茄子、甘薯、花生、柑橘西瓜、茄子、甘薯、花生、柑橘桑、茶、苹果、梨、葡萄桑、
35、茶、苹果、梨、葡萄柿子、番茄、草莓、温室黄瓜及茄子、花卉柿子、番茄、草莓、温室黄瓜及茄子、花卉建建 议议喷施浓度喷施浓度(%)(%)2.01.0-1.51.00.4-0.80.50.2-0.3宜于叶面施肥中性有机分子，对叶片损伤小；中性有机分子，对叶片损伤小；分子体积小，宜于吸收；分子体积小，宜于吸收；吸湿性强；吸湿性强；肥效快；肥效快；长效氮肥1）特点）特点：养分释放速度慢，肥效长久，可满足整个生长期需要；养分释放速度慢，肥效长久，可满足整个生长期需要；可一次大量施用，减少施肥次数，施肥成本低。可一次大量施用，减少施肥次数，施肥成本低。2）种类）种类 合成长效氮肥合成长效氮肥 以尿素为基体与
36、醛反应形成的低水溶以尿素为基体与醛反应形成的低水溶性聚合物，只有经化学或生物化学作用才能逐渐分解，性聚合物，只有经化学或生物化学作用才能逐渐分解，供作物吸收利用。供作物吸收利用。种类有：脲甲醛、脲乙醛、脲异丁醛、草酰胺等。种类有：脲甲醛、脲乙醛、脲异丁醛、草酰胺等。包膜肥料包膜肥料 在速效氮肥颗粒外面包裹一层惰在速效氮肥颗粒外面包裹一层惰性膜状物质，延缓氮素释放速度。性膜状物质，延缓氮素释放速度。种类有：硫衣尿素、长效碳铵、涂层尿种类有：硫衣尿素、长效碳铵、涂层尿素等。素等。控释肥料控释肥料 在包膜肥料的基础上，改进包膜在包膜肥料的基础上，改进包膜技术，人为控制养分释放速度，使之与作技术，人为
37、控制养分释放速度，使之与作物吸肥速度相一致。物吸肥速度相一致。第四节第四节 氮肥的合理施用氮肥的合理施用一、一、氮肥利用率氮肥利用率(Use efficiency of N fertilizer)（一）定义：（一）定义：指当季作物吸收肥料氮的数量占指当季作物吸收肥料氮的数量占施氮量的百分数。施氮量的百分数。（二）测定方法（二）测定方法1.差值法差值法氮肥利用率氮肥利用率 100%2.15N示踪法示踪法施氮区作物的吸氮量无氮区作物的吸氮量施氮区作物的吸氮量无氮区作物的吸氮量施用氮肥的总氮量施用氮肥的总氮量二、提高氮肥利用率的途径二、提高氮肥利用率的途径目的：目的：减少损失、提高利用率、延长肥效减
38、少损失、提高利用率、延长肥效（一）作物种类（一）作物种类(Crop species)需氮量：需氮量：双子叶植物双子叶植物 单子叶植物单子叶植物 叶菜类作物叶菜类作物 果菜类和根菜类果菜类和根菜类 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 根据作物特性施肥根据作物特性施肥 不同作物对铵态氮和硝态氮的反应也不一样。不同作物对铵态氮和硝态氮的反应也不一样。水稻宜用铵态氮肥水稻宜用铵态氮肥,尤以氯化铵尤以氯化铵 氨水等效果较好氨水等效果较好 在排水不在排水不良良,水稻土中水稻土中,硫酸盐常被还原为硫酸盐常被还原为硫化氢硫化氢
39、,妨碍水稻根部的呼吸妨碍水稻根部的呼吸和养分吸收和养分吸收,因此因此,不宜用硫酸铵不宜用硫酸铵 而马铃薯不仅利用铵态氮效果较好而马铃薯不仅利用铵态氮效果较好,而且硫对其生长有良好影而且硫对其生长有良好影响响,适宜于硫酸铵适宜于硫酸铵 硝酸铵对烟草有特殊作用硝酸铵对烟草有特殊作用,能提高其芳香族挥发油的形成和燃能提高其芳香族挥发油的形成和燃烧性烧性 作物各个生育期施氮的效果也不一致作物各个生育期施氮的效果也不一致 一般在作物的需肥关键时期如营养临界一般在作物的需肥关键时期如营养临界期或最大效率期期或最大效率期,进行施肥进行施肥,增产作用显著增产作用显著 如玉米在五如玉米在五 六片叶和大喇叭口时期
40、六片叶和大喇叭口时期,小麦在小麦在三叶期至分蘖期和拔节孕穗期进行追肥效果三叶期至分蘖期和拔节孕穗期进行追肥效果较好较好 要考虑到各种作物不同生育期对养分要考虑到各种作物不同生育期对养分的要求的要求,掌握适宜的施肥时期和施肥量掌握适宜的施肥时期和施肥量,是经是经济施用氮肥的关键措施之一济施用氮肥的关键措施之一 （二）土壤条件（二）土壤条件(Soil conditions)肥力状况：肥力状况：重点中、低产田重点中、低产田土壤质地：土壤质地：砂质土壤砂质土壤“前轻后重，少量多次前轻后重，少量多次”粘质土壤粘质土壤“前重后轻前重后轻”土壤土壤 pH：酸性土区、中性土区酸性土区、中性土区 碱性土区、盐碱
41、地碱性土区、盐碱地(不宜用氯化铵不宜用氯化铵)水分状况：水分状况：水田区不宜用硝态氮肥水田区不宜用硝态氮肥 旱地各种均可旱地各种均可（三）肥料品种（三）肥料品种(fertilizers)NH4N：水田、旱地，深施（覆土）水田、旱地，深施（覆土）NO3N：旱地追肥，少量多次旱地追肥，少量多次NH2N：水田、旱地，深施（覆土）水田、旱地，深施（覆土）（四）施用方法（四）施用方法(Application methods)1.氮肥深施氮肥深施优点：优点：提高肥料领域、肥效持久提高肥料领域、肥效持久资料：资料：施法施法 氮肥利用率氮肥利用率 肥效肥效 表施表施 3050 1020天天 深施深施 5080
42、 3040天天深度：深度：根系集中分布的土层根系集中分布的土层方法：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2.施用量施用量根据根据目标产量法目标产量法确定确定如如:水稻、小麦：水稻、小麦：105kgN/ha（228kg尿素）尿素）棉花：棉花：135kgN/ha（293kg尿素）尿素）油菜：油菜：90kgN/ha（196kg尿素）尿素）大豆：大豆：33.75kg/ha（73kg尿素）尿素）（五）氮肥与有机肥、磷肥、钾肥配合（五）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优点：优点：无机氮可以提高有机氮的无机氮可以提高有机氮的矿化率矿化率 有机氮可以加
43、强无机氮的有机氮可以加强无机氮的生物固定率生物固定率目的：目的：作物高产、稳产、优质作物高产、稳产、优质 改良土壤，提高氮肥利用率改良土壤，提高氮肥利用率2.氮、磷、钾配合施用氮、磷、钾配合施用思考题一名词解释矿化作用矿化作用 硝化作用硝化作用 亚硝化作用亚硝化作用 硝酸还硝酸还原作用原作用 反硝化作用反硝化作用 氮肥利用率氮肥利用率 二简答题1 1 土壤中的氮素形态以及其在土壤中的转化过程。土壤中的氮素形态以及其在土壤中的转化过程。2 2 铵态氮肥的特性及合理施用方法。铵态氮肥的特性及合理施用方法。3 3 硝态氮肥的特性及合理施用方法。硝态氮肥的特性及合理施用方法。4 4 如何提高氮肥利用率？如何提高氮肥利用率？
