第九章氮素营养与氮肥
1、植物的氮素营养与氮肥
三、植物对氮的吸收与利用
植物吸收的氮主要是无机态氮， 即NH4+和NO3-，此外也可吸收某些 可溶性的有机氮化物，尿素、氨基 酸、酰胺等。但数量有限，低浓度 的亚硝酸盐也能被植物吸收。
（一）硝酸盐的吸收与利用
NO3-N
旱地作物以吸收NO3－为主，即使 施用铵态氮，氮易被硝化，NO3－吸收 速率很快，是主动吸收。植物体内吸 收的NO3－须还原为铵才能合成氨基酸， 这需有硝酸还原酶。
第一节 氮的营养作用
一、作物体内氮的含量和分布
氮
一般植物含氮量约占植物干重的0.3-5％，而含 量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。
豆科作物含氮量比禾本科作物高（丰富的蛋白质）; 种子和叶片含氮量比茎杆和根部高（氮素主要存在 于蛋白质和叶绿素中）;
同一作物不同生育期含氮量也不相同，一般作物吸 收高峰在营养生长旺盛期和开化期，以后迅速下降， 直到收获，到成熟期作物体内氮从茎叶转向种子或 果实。
NO3－＋NADPH
硝酸还原酶 NO2－＋NADP Mo NO2－＋NADPH 亚硝酸还原酶 NH2OH＋NADP Fe、Cu NH2OH＋NADPH 羟胺还原酶 NH4＋＋NADP Mn、Mg
从上述反应看出，在硝酸还原过程中，需要钼、锰、 铁等元素，在缺少这些元素地区，植物体内硝酸盐大量 积累，对植物本身无毒害，但饲料、蔬菜等作物中硝酸 盐含量过多，则对家禽和人类有害。
氮素营养与氮肥
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 界期或最大效率期,进行施肥,增产作用显著｡ 如玉米在五､六片叶和大喇叭口时期,小麦在三 叶期至分蘖期和拔节孕穗期进行追肥效果较 好｡要考虑到各种作物不同生育期对养分的要 求,掌握适宜的施肥时期和施肥量,是经济施用 氮肥的关键措施之一｡
Caused by incorrect N fertilizer application
－N
＋N
大麦 燕麦
玉米
禾本科作物 缺氮的症状
－N ＋N 小麦
苗期缺氮
绿色V字症
老叶缺氮
不同时期和部位的缺氮症状
Potato Plants
亚麻(Flax)
Rape
Tobacco
Cucumber with N deficiency
营养最大效率期 > 其它时期
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 水稻宜用铵态氮肥,尤以氯化铵､氨水等效果较好｡在排水不良, 水稻土中,硫酸盐常被还原为硫化氢,妨碍水稻根部的呼吸和养
分吸收,因此,不宜用硫酸铵｡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响,适宜于硫酸铵｡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烧性｡
第三节
氮肥的种类、性质和施用
氮肥生产情况： 1. 世界氮肥生产的主要国家
氮肥知识
二、植物体内含氮化合物的种类 （氮的生理功能）
1. 氮是蛋白质的重要成分 （含氮16～18％）
2. 氮是核酸的成分（含氮约7％） 3. 氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质45～60％） 4. 氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）
5. 氮是多种维生素、植物激素、
生物碱的等的成分 （维生素B1、B2、B6、IAA）
氮肥的种类很多，根据氮肥中氮素的形态， 常用的氮肥一般可分为三大类。 第一类是铵态氮肥，如氨水、硫酸 铵、碳酸氢铵、氯化铵等； 第二类是硝态氮肥，如硝酸钠、硝 酸钙、硝酸钾等； 第三类是酰胺态氮肥，如尿素。
一、铵态氮肥
铵态氮肥包括碳酸氢铵、硫酸 铵、氯化铵、氨水、液氮等 （一）共同特性（均含有NH4＋ ）
（二）含量
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。土壤含氮量与土壤有机质的含量一般是呈正相关的。
肥沃褐土、潮土养分指标：有机质1.2-1.5%，全氮0.08-0.11%。水稻土:有机质24%,全氮0.13-0.23%。
我国土壤含氮量的地域性规律：
北
增加
西
长江
东
增加
作物的形态诊断：作物营养的失调症状
老 组 织 先 出 现 N P K Mg Zn 斑 点 出 现 情 况 不 易 出 现 易 出 现 易 枯 死 不 易 枯 死 N P K Mg Zn B Ca S Mn Cu Fe Mo
植物氮素营养与氮肥
NR的控制
1.在照光的菠菜上，提取的 NR 活性为 20 m mol NO2- g-1 。如果叶片先置于黑暗中，活 性在2～15分钟内下降 50 to 85% 。
2. 快速的萎焉也引起 N.R.活性降低。 3.正常叶片置于无 CO2 的空气中， N.R.活性
也同样下降。
由上述结果必然得出： 硝酸还原酶活性受光合作用调节
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 随施氮量增加，作物各器官中氮的 含量均有明显提高。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，则表现 为生殖器官中的含氮量明显上升。
（二）、氮在植物生长发育中的作用
氮对作物的重要作用不在于它在作物体内含量 多少，重要的是氮是植物体内许多重要有机化合物 的组分，也是遗传物质的基础。
气中的N2
二）各种形态氮素的吸收利用
• 1、NO3-N吸收与利用 NO3-N被主动吸收后，一般有下面几条去 向：
a. 穿过液泡膜储存在液泡中。 b. 从根系中运输到木质部，然后被运输到地
上部。 c. 在根系中或地上部被硝酸还原酶（nitrate
reductase (N.R.) ）还原成亚硝酸。
还原力
植物氮素营养与氮肥
上一章思考题
1. 必需营养元素的判断标准 2. 植物必需矿质养分 3. 养分向根系迁移方式 4. 根系对养分的吸收 5. 最小养分率 6. 植物根系的生长与养分有效性
03-氮素营养和氮肥
ammonium chloride
硫铵 (NH4) 2SO4 20~21
好 结晶,酸性,稳定
ammonium sulphate
（三）在土壤中的转化和施用
表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用
品种 转化及结果
施用
液氨 NH3＋H2O NH4＋＋OH－ 基肥, 深施
氨水 对土壤和作物影响不大
基肥,追肥,深施
（一）铵态氮和硝态氮的营养特点
喜铵植物： 水稻、甘薯、马铃薯 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
NO3--N和 NH4+-N营养作用的比较
不能简单的评判哪 种形态好或是不好，因 为肥效高低与各种影响 吸收和利用的因素有关。
（二）原因
1. 植物的遗传特性 2. 环境因素
1993 1528.0
50.8 39.8 3.3
3.5
2000
60.4
表 某 些 国 家 氮 肥 生 产 品 种 （ 占 ％ ）
国 家 尿 素 磷 铵 硝 铵 硫 铵 其 它
美 国 17.7 19.9 4.8 3.2 54.4
日 本 34.8 19.1 0.9 37.1 5.1
印 度 80.8 11.8 1.5 1.6 4.3
2. 氮过量：植株徒长，贪青迟熟；蔬菜硝酸
盐含量增加
燕麦
小麦
九年级化学氮肥知识点
九年级化学氮肥知识点
氮肥是一种常用的植物营养物质，对于农作物的生长发育起着
至关重要的作用。本文将介绍九年级学生所需了解的关于氮肥的
基本知识点。
一、氮肥的定义和作用
氮肥是指含有高浓度氮元素的化肥，它能够为植物提供充足的
氮源，促进植物的生长。氮肥的作用主要包括以下几个方面：
1. 促进叶片生长：氮肥是构成植物叶绿素和蛋白质的重要原料，能够促进植物叶片的生长和光合作用效率。
2. 增加果实数量：氮肥能够促进植物生长，增加果实数量和均
匀度。
3. 提高作物产量：作物在生长过程中需要大量的氮素，氮肥的
施用能够满足植物对氮素的需求，进而提高作物的产量。
二、不同种类的氮肥
1. 硝态氮肥：硝酸盐肥（如硝酸铵、硝酸钾）是常见的硝态氮肥。硝态氮肥能够被植物快速吸收利用，但容易流失，需要注意
正确施用。
2. 铵态氮肥：铵态氮肥（如铵硝、尿素）是常见的铵态氮肥。
铵态氮肥吸附力强，适合用于土壤pH偏酸的情况下。
3. 有机氮肥：有机氮肥是以有机物质为原料加工而成的氮肥，
如腐熟的动植物残体和粪便。有机氮肥施用后需进行分解，释放
出有效氮元素供植物吸收利用。
三、氮肥的施用方法与注意事项
1. 施肥时间：氮肥的施用应根据不同作物的需求和生长阶段进
行合理安排。通常在作物生长初期和追肥期进行施用效果较好。
2. 施肥量：施肥量的多少需要根据不同作物和土壤的要求来确定，过少会导致氮素不足，过多则容易造成浪费和环境污染。
3. 施肥方式：根据不同作物和土壤的特点，可采用基肥、追肥、叶面喷施等不同的施肥方式。
4. 施肥技巧：在施用氮肥时，避免与种子直接接触，以免烧伤
植物营养学复习题
《土壤肥料学》植物营养与肥料部分复习要点
绪论
1.植物营养学的概念
植物营养学是研究营养物质对植物的营养作用，研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律，以及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。
2. 肥料的含义和作用
直接或间接供给植物所需养分，改善土壤性状，以提高作物产量和改善产品品质的物质称为肥料。
肥料具有提高农作物产量、改善农产品品质和改良土壤，提高土壤肥力等作用。
3.李比希三个学说的要点和意义
（1）植物矿物质营养学说
要点：土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料，厩肥及其它有机肥料对于植物生长所起的作用，并不是由于其中所含的有机质，而是由于这些有机质在分解时所形成的矿物质。
意义：①理论上，否定了当时流行的“腐殖质学说”，说明了植物营养的本质；是植物营养学新旧时代的分界线和转折点，使维持土壤肥力的手段从施用有机肥料向施用无机肥料转变有了坚实的基础；
②实践上促进了化肥工业的创立和发展；推动了农业生产的发展。因此具有划时代的意义
（2）养分归还学说
要点：①随着作物的每次收获，必然要从土壤中取走大量养分；
②如果不正确地归还土壤的养分，地力就将逐渐下降；③要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分。
意义：对恢复和维持土壤肥力有积极作用
（3）最小养分律
要点：①作物产量的高低受土壤中相对含量最低的养分所制约。也就是说，决定作物产量的是土壤中相对含量最少的养分。②最小养分会随条件变化而变化，如果增施不含最小养分的肥料，不但难以增产，还会降低施肥的效益。
意义：指出作物产量与养分供应上的矛盾，表明施肥要有针对性，应合理施肥。
第一节 氮素营养与氮肥
第一节氮素营养与氮肥
一、植物氮元素的作用和特点
氮是影响植物生长和产量的首要元素，在氮、磷、钾三要素中，氮肥的肥效一直居于位。而我国的土壤普遍缺氮，氮肥的用量远远超过磷肥和钾肥。
氮占植物体干重的0.3%~5%，平均含量约为1.5%，是除碳、氢、氧之外的含量最高的营养元素。它的生理功能主要有以下几个方面。
1、是蛋白质和核酸的主要元素。蛋白质中含氮16%~18%，核酸中含氮15%~16%，没有氮元素，就没有蛋白质，植物就不能维持生命，故氮又称生命元素。
2、是叶绿素的组成元素。没有叶绿素，植物就不能进行光合作用。
3、是植物体内许多酶的组成元素。酶是一种特殊的蛋白质，是植物体内各种物质之间转化的催化剂。
植物缺氮，植株矮小，叶片薄，下部叶片先发黄并向上扩展。
植物氮过量，叶片肥大，颜色深绿，茎秆柔软，贪青晚熟，易倒伏。
除豆科植物能与根瘤菌共生，固定空气中的氮素，满足豆科植物部分的氮素需求外，其它植物所需的氮素均来自土壤和外施化肥。
二、氮肥的种类和性质
1、根据氮肥中氮素的形态，可将划分为铵态氮肥、硝态氮肥和酰胺态氮肥。
铵态氮肥是指氮肥中的氮素是以氨（NH3）或铵离子（NH4+）存在，主要品种有：
碳酸氢铵又叫碳铵，分子式为NH4HCO3，含
氮17%，白色细小颗粒，生理碱性肥料，肥效快，宜做基肥和追肥。
氯化铵又叫氯铵，分子式为NH4Cl，含氮24%~26%，白色细小颗粒，生理酸性肥料，施肥后残留Cl-，在干旱的盐碱地和忌氯植物上要控制用量，主要是作为生产复合肥原料用。
硫酸铵又叫硫铵，分子式为（NH4）2SO4，含氮21%，白色结晶，生理酸性肥料，肥效快，一般用在旱地植物上，用在水稻上会产生H2S，对植物的根系有毒害作用。
氮素及氮肥
氮素及氮肥—企业培训教材
中海化学科技部沈兵
1.1 植物和土壤中的氮素
植物必需的营养元素中，氮是影响植物生长和产量形成的首要元素。而我国的土壤普遍缺氮，氮肥的用量远远超过磷肥和钾肥。在氮、磷、钾中氮肥肥效一直居于首位。
空气中氮气占五分之四，是取之不尽的氮源。可惜植物不能直接利用空气中的氮，必须通过工业或生物的途径，将空气中的氮合成为氮的化合物，才能被植物利用。前者主要是生产合成氨，后者主要是豆科植物的生物固氮。
氮占植物体干重的0.3%－5%，平均含量约为1.5%，是除C、H、O外含量最高的营养元素。它的生理功能主要有以下几方面：①是蛋白质和核酸的主要组成元素。蛋白质中含氮16%－18%，核酸中含氮15%－16%。蛋白质是构成植物细胞原生质的基础物质，没有氮就不能形成蛋白质，植物就不能维持生命。氮素是一切生物体不可缺少的，故有生命元素之称。核酸及其与蛋白质结合的核蛋白，在植物生活和遗传变异过程中有特殊的作用。②是叶绿素的组成元素。绿色植物利用光能将二氧化碳和水合成有机物质，称光合作用。缺少氮素会影响有机物的合成。③是植物体内许多酶的组成元素。酶是一类特殊的蛋白质，是植物体内各种物质转化的催化剂，控制着各种代谢过程。此外，氮还是一些维生素和生物碱的组分。
氮素不足或过量容易从作物长相上看出来。氮素不足时植株矮小，叶片小而薄，叶色浅绿甚至发黄，植株常出现早衰，禾谷类作物穗小，籽粒不饱满。氮素在植物体内可再度利用，缺氮时老叶中的蛋白质分解，氮素可供幼叶利用。因此，植株下部叶片先黄化，逐步向上部扩展，可作为判别作物缺氮的显著特征之一。氮素过量时作物叶片肥大，颜色深绿，柔软多汁，茎秆细弱，贪青晚熟，易倒伏。棉田因叶片相互遮荫，通风透光差，蕾铃脱落严重。瓜果则糖分下降，不耐贮藏。马铃薯、甘薯则地上部旺长，结薯小而少。因此，必须合理施用氮肥。
土壤氮素与氮肥ppt课件
4、植物对氮的吸收与同化
吸收的形态
无机态：NH4+－N、NO3-－N
（主要）
有机态：NH2 －N、氨基酸、
核苷酸等 （少量）
5、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
田间水稻缺氮
生长矮小，根系细长，分枝（蘖）减少。
老 缺N
叶 发 黄 枯 死， 新 叶 色 淡
CK
N 是 叶 绿 素 的 成 分
玉米缺N：老叶 发黄，新叶色淡，基 部发红。
2.氮素过多的危害
营养体徒长，叶面积增大，叶色浓绿。 茎秆变得嫩弱，易倒伏。 作物贪青晚熟，籽粒不充实，生长期延长。 细胞壁薄，植株柔软，易受机械损伤(倒伏)和病害
在土壤中的转化和施用表表铵态氮肥在土壤中的转化和施用品种转化及结果施用液氨nh33h22onh44oh基肥追肥及深施氨水对土壤和作物影响不大基肥追肥深施碳铵nh44hco33基肥追肥深施对土壤没有副作用适于各种土壤和大对数作物续表铵态氮肥在土壤中的转化和施用品种转化及结果施用氯化铵nh44cl基肥配施石灰和使土壤酸化生理酸硝化酸有机肥追肥适于代换酸脱钙板结稻田和一般作物不宜忌氯作物硫硫铵nh44so4422基肥配施石灰和使土壤酸化游离酸生理酸有机肥追肥种肥硝化酸代换酸板结适于各种作物不宜稻田二硝态氮肥包括
园艺专业土壤肥料学理论教学大纲
《土壤肥料学》教学大纲
课程名称土壤肥料学
课程编号
课程类别专业基础课/必修课
学时/学分40/2.5
开设学期第三学期
说明
一、课程性质与说明
1.课程性质
专业基础课
2.课程说明
《土壤肥料学》是为农学、种子科学与工程专业本科生开设的专业基础课，在学生学过无机化学、有机化学、基础生物化学、植物学、植物生理学、农业气象学的基础上，系统地介绍土壤的组成、性质、肥力因素、形成、分类、分布、土壤培肥与土壤污染、植物营养与施肥、化学肥料和有机肥料的性质及施肥技术。通过课堂讲授与课堂讨论，实验与实习，课堂提问与课外作业相结合的教学方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，为以后开设的相关专业课奠定基础。
二、教学目标
1.学生能对土壤的组成、性质、肥力因素给予说明；
2.学生能对无机肥料、有机肥料的性质和施用方法作出系统的归纳；
3.学生能能举例说明自然土壤和农业土壤的形成过程；
4.学生能依据施肥原理，制定出主要农作物施肥方案。
三、学时分配表
四、教学教法建议
《土壤肥料学》所涉及的内容较多，由于受学时数的限制，应以土壤肥力为突破口，侧重于土壤肥力因素、土壤的形成与分类、土壤污染、土壤培肥、植物营养与施肥的讲授。对于土壤的组成、性质、化学肥料和有机肥料的性质及施肥技术，拟定适度的自学提纲，有组织地引导学生开展自学活动，培养学生的阅读自学能力。根据现代农业发展的需要，在教学过程中重视新理论、新知识和新技术的补充，使学生及时了解土壤肥料学发展前沿动态，使其成为未知领域的开拓者。该课程采用课堂讲授法、演示法、课堂讨论法、启发法、自学指导法，使教学效果生动活泼。
植物营养学课件：植物的氮素营养与氮肥
70%～90%運輸到莖葉還原
小部分貯存在液胞內(硝酸根在液泡中積累對離 子平衡和滲透調節作用具有重要意義)
（二）植物對氮的同化
1. NO3-－N的還原作用 過程：
NO3- NR，Mo
NO2- NiR，Fe、Mn NH3
根、葉細胞質
根其他細胞器、
葉綠體
NR：硝酸還原酶
NiR：亞硝酸還原酶
揮發損失 反硝化作用
有
機 氮
礦化作用 生物固定
銨態氮
硝化作用 硝酸還原作用
硝態氮
吸附固定 淋洗損失
吸附態銨或 固定態銨
水體中的 硝態氮
硝酸鹽氨化 NH4+
土壤中N迴圈過程
N2O 硝化過程
Nir
NO2-
Nar
NO3-
Nor
Nos
NO
N2O
N2
反硝化過程
NH3
Amo
N2O
Nxr
Nir
Hao
NH2OH
NO2-
NO2-
反硝化細菌
N2 、N2O、NO
(3)最適條件：土壤通氣不良，新鮮有機質豐富
pH5～8，溫度30～35oC
稻田氮素損失的主要途徑：占氮肥損失的35％
銨態氮肥 (或尿素)
氧化氮或氮氣
水層
耕 氧化亞層 作
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(1)定义：
N2 、NO、N2O
1. 生物反硝化作用（嫌气条件下）
(2)过程：
硝酸盐 NO3－ 还原细菌 反硝化细菌
NO2－
N2 、N2O、NO
(3)最适条件：含氮量5～10％，新鲜有机质丰富
pH5～8，温度30～35oC
有机肥 铵态氮
N2 、 N2O 硝态氮
氧化层 还原层
土壤 胶粒 NH4+
陪伴离子、介质通气状况、土壤水分状况
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。
3. 我国常用氮肥的价格
氮肥品种 尿素 碳酸氢铵 氯化铵 硫酸铵 参考价(元/吨)
2002~2003年
850～1200 380～440 360～490 550～700
结晶,酸性,吸湿性弱
硫铵 (NH4) 2SO4 20~21
（三）在土壤中的转化和施用
表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用
品种
液氨
转化及结果
NH3＋H2O
施用
NH4＋＋OH－ 基肥,追肥及深施
氨水
碳铵
对土壤和作物影响不大
NH4＋＋HCO3－ 对土壤没有副作用
基肥,追肥,深施
基肥,追肥,深施 适于各种土壤和 大多数作物
0.757 1.159
0.941 1.309 0.238 1.008 0.506 0.305 0.707 0.204
据广州市农业局（2003）
1995年统计我国13 座大城市蔬菜消费居前 十位蔬菜分别为：大白 菜、黄瓜、番茄、甘蓝、 茄子、菜豆、芹菜、小 白菜、大/辣椒、韭菜。
降低植物体内硝酸盐含量的有效措施：
第九章 植物的氮素营养与氮肥
Nitrogen(N)
第一节
植物的氮素营养
一、植物体内氮的含量与分布
1. 含量：占植物干重的0.3～5％
影响因素： 植物种类：豆科植物>非豆科植物 品种：高产品种>低产品种 生长时期：苗期>旺长期>成熟期>衰老期， 营养生长期>生殖生长期
2. 分布：
器官：种子>叶>根>茎 组织：幼嫩组织>成熟组织>衰老组织，
第三节
氮肥的种类、性质和施用
一、铵态氮肥
包括：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵
（一）共同特性（均含有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 NH4＋ NO3－ 4. 碱性环境中氨易挥发 NH4＋ + OH－ NH3 5. 高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害 6. 对钙、镁、钾等的吸收有颉颃作用
2. 过程
液相NH4＋吸附作用 交换性NH4＋固定作用固定态NH4＋
3. 结果：减缓NH4＋的供应程度(暂时无效化)
解吸作用
释放作用
(三）氨的挥发损失
1. 定义：在中性或碱性条件下，土壤中
的NH4＋转化为NH3而挥发的过程
2. 过程：
NH4＋
OH－
H＋
NH3 ＋ H＋ 6 7 8 9
NH3挥发 0.1% 1.0% 10.0% 50.0%
氮素通常被称为生命元素
三、植物对氮的吸收与同化
无机态：NH4+－N、NO3-－N 吸收的形态 （主要）
有机态：NH2 －N、氨基酸、 （少量） 核苷酸等
（一）植物对铵态氮的吸收与同化
1. 吸收 （1）机理：①反向运输
(Epstein,1972)
膜外 NH4+ H+ 膜
ATPase
膜内
②接触脱质子
硝酸的吸收及其转运的分子机理
http://www.imb.sinica.edu.tw/~mbyftsay/
植物体内硝酸盐含量的分级：
世界卫生组织和联合国粮农组织（WHO/FAO） 于1973年规定了人体摄入硝酸盐的限量指标，硝酸 盐（NO3－）的日允许量为3.6mg/kg（体重）。根据 这一限量指标，假设成人体重60kg，日食蔬菜0.5kg， 则蔬菜硝酸盐含量的允许上限为432mg/kg（鲜重）。
1.530 1.209
2.063 2.013 0.104 1.611 0.757 0.305 4.525 1.410
生菜 油麦菜
西洋菜 莙荙菜 荷兰豆 豆苗 萝卜 番茄 云南小瓜 木瓜
421.00 346.50
220.33 469.00 616.33 663.00 427.00 189.00 246.00 268.00
（续）表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用
品种
氯化铵
转化及结果
NH4＋＋Cl－ 使土壤酸化(生理酸,硝化酸, 代换酸)、脱钙板结
（二）植物对硝态氮的吸收与同化
1. 吸收：植物主动吸收NO3-－N 2. 同化： 吸收后，10～30％在根同化
70～90％运输到茎叶同化 小部分贮存在液胞内
NiR，Fe、Mn 亚硝酸还原酶 (叶绿体)
NO3-
NR，Fe 、 Mo 硝酸还原酶
NO2-
NH3
影响硝酸盐还原的因素：光照不足、温度过 低、施氮过多、微量元素缺乏、钾素不足等
(Mengel,1982)
NH4+
H+
NH3
2. 同化
NH3＋谷氨酸＋ATP 谷氨酰胺合成酶 谷氨酰胺＋ADP＋Pi
谷氨酸合成酶
谷氨酰胺＋α -酮戊二酸＋2e－＋2H＋ 铁氧还蛋白 2谷氨酸
谷氨酸＋17酮酸
转氨酶
17种氨基酸
蛋白质
合成
3. 酰胺形成的意义（谷氨酰胺、天门冬酰胺）
①贮存氨基 ②解除氨毒 ③参与代谢
NO3－ －N 随水渗漏或流失，可达施入氮 量的5～10％ 结果：氮素损失(无效化),并污染水体(富营养化)
三、土壤中氮的转化
NH3 N2、NO、N2O
有 机 氮
铵态氮
硝态氮
有 机 氮
吸附态铵或 固定态铵
水体中的 硝态氮
三、土壤中氮的转化
NH3
挥发损失
N2、NO、N2O
反硝化作用
硝化作用 生 物 固 定
2004年10月
1700～1900
硝酸铵
硝酸钙
800～1250
2000～3000
2400 3800
硝酸钾
3000～4500
五、植物氮素营养失调症状及其丰缺指标
1. 氮缺乏：首先在下部老叶出现症状
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； 茎叶基部或呈紫红色 早衰，产品品质差
2. 氮过量：植株徒长，贪青迟熟；蔬菜硝酸
铵态氮
NO3
NH4+
NO3地下水 地下水
反硝化
犁底层
稻田氮素损失的主要途径：占氮肥损失的35％
2. 化学反硝化作用（可在好气条件下进行）
NO2－ 发生条件： NO2－存在 N2 、N2O、NO
3. 结果：造成氮素的气态挥发损失(无效化)，
并影响大气(破坏臭氧层、加剧温室效应)
(八）硝酸盐的淋洗损失
＋O2
亚硝化细菌 硝化细菌
NO2－ ＋ 4H＋
2NOБайду номын сангаас－＋
O2
2NO3－
3. 影响条件：土壤通气状况、土壤反应、
土壤温度等
最适条件：氨充足、通气良好、
pH6.5～7.5、25～30oC
4. 结果：形成NO3－ －N
利：为喜硝植物提供氮素（有效化）
弊：淋失、发生反硝化作用（无效化）
（五）硝酸还原作用
盐含量增加
3. 丰缺指标：表9－1、表9－2
田间水稻缺氮
田间玉米缺氮
Nitrogen recycling on grapefruit twigs with inadequate N (left)
(A) Green terminal leaves (B) Yellowing (C) Defoliation
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
（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 同化：①脲酶途径：尿素
脲酶
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
生长点>非生长点
原因：氮在植物体内的移动性强
二、植物体内含氮化合物的种类 （氮的生理功能）
1. 氮是蛋白质的重要成分 （含氮16～18％）
2. 氮是核酸的成分（含氮约7％） 3. 氮是叶绿素的成分 （叶绿体含蛋白质45～60％） 4. 氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）
5. 氮是多种维生素的成分 （维生素B1、B2、B6等） 6. 氮是一些植物激素的成分 （IAA、CK） 7. 磷脂和生物碱也含氮
Nitrogen Toxicity
Dark green, ammonia toxicity
Tobacco
Sorghum plants of N-toxicity, ammonia toxicity
第二节
土壤中的氮素及其转化
一、土壤中氮素的来源及其含量
（一）来源
1. 施入土壤中的化学氮肥和有机肥料 2. 动植物残体的归还 3. 生物固氮 4. 雷电降雨带来的NH4＋－N和NO3－－N
最适条件：温度为20～30oC， 土壤湿度为田间持水量的60％， 土壤pH＝7，C/N≤25:1
4. 结果：生成NH4＋－N（有效化）
（二）土壤粘土矿物对NH4＋的固定 1. 定义
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 晶格固定：NH4＋进入2：1型膨胀性粘土矿物的 晶层间而被固定的作用
四、铵态氮和硝态氮的营养特点
（一）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、萝卜、白菜
（二）产生原因
1. 植物的遗传特性 2. 环境因素 介质反应：酸性：有利于硝的吸收
中性至微碱性：有利于铵的吸收
NO3
－
嫌气条件 (硝酸还原酶)
NH4＋
作用机理仍不清楚
（六）无机氮的生物固定
1. 定义：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 现象
硝化作用
2. 过程： 铵态氮
生物固定
硝酸还原作用
硝态氮
生物固定
有机氮
3. 结果：减缓氮的供应（暂时无效化）；
可减少氮素的损失
（七）反硝化作用
3. 影响因素：① pH值
② 土壤CaCO3含量：呈正相关 ③ 温度：呈正相关
④ 施肥深度：挥发量 表施>深施
⑤ 土壤水分含量 ⑥ 土壤中NH4＋的含量
4. 结果：造成氮素损失（无效化）
（四）硝化作用
1. 定义：在通气的条件下,土壤中的NH4＋ ，
在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象
2. 过程：
NH4＋
表
流溪河流域蔬菜硝态氮和亚硝态氮含量 (mg/kg)
NO3--N NO2--N
1354.25 2.666
蔬菜
菜心
蔬菜
蕹菜
NO3--N NO2--N
540.00 3.520
小白菜 大白菜
芥蓝 青花菜 芥兰头 芥菜 芹菜 落葵 茼蒿 菠菜
1150.20 1220.00
1130.50 729.50 480.00 996.75 1290.00 784.00 583.00 673.50
有 机 氮
矿化作用
生物固定
铵态氮
硝酸还原作用
硝态氮
有 机 氮
吸附固定
淋洗损失
吸附态铵或 固定态铵
水体中的 硝态氮
小结：土壤有效氮增加和减少的途径 增加途径 减少途径
施肥(有机肥、化肥) 氨化作用 植物吸收带走 氨的挥发损失
生物固氮
雷电降雨
反硝化作用
硝酸盐淋失
生物和吸附固定(暂时)
化学氮肥的当季利用率：20～50％
（二）理化性质
表
品种
液氨
铵态氮肥的基本性质
理 化 性 质
液体,碱性,易挥发 82 差
分子式
NH3
含氮量(%) 稳定性
氨水 NH3 · nH2O 15~18
差
液体,碱性,易挥发
碳铵 NH4HCO3 16.5~17.5 较差 结晶,碱性,易吸湿和分解
氯化铵 NH4Cl
24~25
较好
好
结晶,酸性,有吸湿性
（二）含量
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 我国土壤含氮量的地域性规律： 北 增加
西
长江
南 增加
东
增加
二、土壤中氮的形态
水溶性 <全氮的5% 1. 有机氮 (>98%) 水解性 占50～70% 非水解性 占30～50%
离子态 土壤溶液中
2. 无机氮 吸附态 土壤胶体吸附
表 我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 （沈明珠，1982）
级别 硝酸盐含量 (mg/kg鲜重) 污染程度 参考卫生性
1
2
≤432
≤785
轻度
中度
允许生食
允许盐渍,熟食
3
4
≤1440
≤3100
高度
严重
允许熟食
不允许食用
1995年统计我国13 座大城市蔬菜消费居前 十位蔬菜分别为：大白 菜、黄瓜、番茄、甘蓝、 茄子、菜豆、芹菜、小 白菜、大/辣椒、韭菜。
矿化作用
(1～2％) 固定态 2：1型粘土矿物固定
有机氮
固定作用
无机氮
三、土壤中氮的转化
（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用） 1. 定义：在微生物作用下，土壤中的含氮
有机质分解形成氨的过程。
2. 过程：
有机氮
水解酶
异养微生物
氨基酸
氨化微生物 水解、氧化、还原、转位
NH4＋－N＋有机酸
3. 发生条件：各种条件下均可发生