第九章氮素营养与氮肥
化学肥料氮素营养与氮肥PPT
酰胺在植物体内的作用
• 储藏氮素 当氨过剩时，形成谷酰胺和天门 冬酰胺；
• 消除氨毒 在亚麻、高粱、三叶草和香豌豆 等植物中，将HCN掺入半胱氨酸而再转化 为天门冬酰胺，消除毒害；
• 运输氮素
三）NH4-N和NO3-N的营养特点
1、NO3-N的吸收是一个主动过程；吸收NO3-N 可是根际pH升高；NH4-N吸收机制不清楚，吸 收后，可使根际pH下降。
2. 过程
液相NH4＋吸附作用 交换性NH4＋固定作用固定态NH4＋
解吸作用
释放作用
3. 结果：减缓NH4＋的供应程度(暂时无效化)
三）、土壤中氮的转化
NH3
N2、NO、N2O
挥发损失 反硝化作用
有 机 质
矿化作用 生物固定
铵态氮
硝化作用 硝酸还原作用
硝态氮
生 物 固
定
有 机 氮
吸附固定
淋洗损失
吸附态铵或 固定态铵
2、水稻、茶树、甘薯和马铃薯等比较喜欢氨态 氮肥外，大多数植物喜欢硝态氮。烟草喜欢铵 态氮与硝态氮配合施用。
3、在低温条件下（8℃），植物吸收铵态氮多于 硝态氮；随温度升高，硝态氮的吸收逐渐增加； 在高温条件下（26℃～35℃），植物吸收的硝 态氮多于铵态氮。
4、与硝态氮相比，以铵态氮为营养时，消耗的 能量少（667160焦耳/摩尔）。
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
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）
三）、土壤中氮的转化
NH3
N2、NO、N2O
氮素营养与氮肥
Strawberry with N deficiency on right
+N -N
Celery leaves with N deficiency
缺氮
供氮
N deficiency in vine growth
缺氮
Japanese larch trees
-N +N
氮素过多的危害
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） 和病害侵袭（大麦褐锈病、小麦赤霉病、水稻褐 斑病）。 大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐贮 存性； 棉花蕾铃稀少易脱落； 甜菜块根产糖率下降； 纤维作物产量减少，纤维品质降低。 蔬菜硝酸盐超标
（二）在土壤中的转化
少部分以分子态被土壤胶体吸附和被植物吸收
大部分在脲酶作用下水解
1. 水解作用
CO(NH2)2
脲酶 (NH4) 2CO3 H2O
NH3＋CO2＋H2O
影响因素：脲酶活性与pH值、水分、温度、
有机质含量、质地等
如：10oC
7～12天
4～ 5 天 2～ 3 天 完全转化
20oC 30oC
尿素
成分与性质
以氨和二氧化碳为原料,在高温高压下直接合成的
有机酰胺态氮肥｡含氮量44%-46%,是固体氮肥中含氮量
最高的品种｡尿素为白色颗粒,易溶于水｡在干燥条件下,
有良好的物理性,但当气温增高,相对湿度较大时,易于潮
解｡因此,应存放于荫凉干燥处｡目前生产的尿素多加入 疏水物质如石蜡等,可显著降低肥料的吸湿性｡
4. 促进钙镁钾等的吸收
5. 吸湿性大，具助燃性（易燃易爆）
6. 硝态氮含氮量均较低
（二）理化性质与施用
第九章 植物的氮素营养与氮肥施用PPT课件
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（µmol）
天
连续供氮
连续不供氮
0
196
196
3
420
26
6
561
17
三、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、 （少量） 核酸等
（一）植物对硝态氮的吸收与同化 1. 吸收：植物主动吸收NO3-－N
（二）植物对铵态氮的吸收与同化
1. 吸收 机理：
①被动渗透
(Epstein,1972)
膜外 NH4+
H+
膜 膜内 ATPase
②接触脱质子 NH4+
NH3
(Mengel,1982)
H+
外界溶液
NH4+
H+
细胞质
NH3
质 膜
质膜上NH4+脱质子作用的示意图
氨
酮酸
酮戊二酸
谷氨酸
还原性胺化作用
氨
酰胺
转氨基作用 各 种 新 的 氨 基 酸
0.005 0.005 5.0 5.0
叶片预处理 (供钼μg/L)
0 100
0 100
硝酸还原酶活性
（μmolNO2/g 鲜重 ) 24小时 70小时
0.2
0.3
2.8
4.2
─
8.0
─
8.2
(Randall，1969)
大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还 原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：
表 我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 （沈明珠，1982）
土壤肥料学土壤肥料学教学大纲2016—2017学年度第二学期-邹1.2 2016-2017学年第大纲
《土壤肥料学》课程教学大纲课程编号：19933制定单位：艺术学院制定人（执笔人）：邹宽生审核人：周玉卿制定（或修订）时间：2017年2月18日江西财经大学教务处《土壤肥料学》课程教学大纲一、课程总述本课程大纲是学校本科园林专业人才培养方案为依据编制的。
二、教学时数分配三、单元教学目的、教学重难点和内容设置第1章自然土壤的形成【目的要求】掌握主要造岩矿物和常见岩石识别及风化特点；掌握风化作用的概念、类型及其产物，土壤母质的含义及各种母质类型的成因、分布和特点；了解土壤成土因素的含义和内容，掌握土壤形成的实质；掌握自然土壤的剖面基本构型。
§1.1 自然土壤的形成基础§1.2 自然土壤的形成及土体构型第2章植物营养概述【目的要求】了解植物营养学与人类可持续发展的关系，植物营养科学的发展前沿、动态和植物营养学发展历史等，掌握植物营养的基本概念、植物营养学的范畴及其主要的研究方法【重点难点】植物营养学的范畴及其主要研究方法§2.1 植物营养学与农业生产§2.2 植物营养学的发展概况§2.3 植物营养学的范畴及其主要的研究方法第三章植物的营养元素和养分吸收【目的要求】通过本章学习，掌握植物必需营养元素的概念、种类和作用，掌握营养元素失调对植物生长发育的影响；植物对养分的吸收及其有效性；元素的再吸收与利用【重点难点】大量营养元素氮、磷、钾；微量营养元素硼、钼、锌、铁；营养元素缺乏与缺素症状的相关性；植物吸收养分的机理§3.1 植物的组成成分§3.2 植物的必需营养元素§3.3 植物的有益元素§3.4 植物根系的营养特性§3.5 植物根系对养分的吸收§3.6 影响植物吸收养分的因素§3.7 植物叶部对养分的吸收§3.8 植物的营养特性与施肥方法第四章植物体内养分的运输和分配【目的要求】通过本章学习，要求同学们了解植物体内养分运输和分配的重要性、养分运输与体内的养分循环和再利用的关系，掌握养分运输的概念、方式、机理等【重点难点】养分的短距离运输和长距离运输的概念；养分运输的机理§4.1 养分的短距离运输§4.2 养分的长距离运输§4.3 植物体内养分的循环§4.4 养分的再利用第五章土壤养分生物有效性【目的要求】通过本章学习，要求同学们掌握土壤养分生物有效性的概念、根系生长和根际状况与养分的生物有效性的关系【重点难点】土壤养分生物有效性的概念、根系和根际与养分的生物有效性；养分的强度因素和容量因素§5.1 土壤有效养分概述§5.2 土壤养分的化学有效性§5.3 土壤养分的空间有效性§5.4 根系生长与养分有效性§5.5 植物根际养分的有效性第六章矿质养分与植物产量、品质的关系【目的要求】通过本章学习，要求同学们掌握养分效应曲线及其矿质营养对源-库及其相互关系的影响；【重点难点】养分效应曲线§6.1 矿质养分与植物生长§6.2 源-库关系与产量§6.3 矿质营养对源-库及其相互关系的影响§6.4 矿质营养与品质的关系第七章植物对逆境土壤的适应性【目的要求】通过本章学习，要求同学们掌握逆境土壤的重要障碍因子；主要障碍因子对植物的危害；植物对逆境的适应性反应【重点难点】植物对逆境土壤的适应性机理§7.1 概述§7.2 酸性土壤中的毒害因子和植物的适应机理§7.3 石灰性土壤的障碍因子和植物的适应性机理§7.4 盐土中的毒害因子及植物的适应机理§7.5 淹水植物的营养特性及其适应机理§7.6 重金属污染土壤与植物的生长第八章植物营养的基因型差异【目的要求】通过本章学习，要求同学们掌握植物营养遗传学的概念及其研究方法；【重点难点】植物营养遗传改良的基因工程技术§8.1 植物营养性状的基因型差异§8.2 植物养分效率差异的生理学和遗传学基础§8.3 植物营养遗传特性的改良途径第九章植物氮素营养与氮肥【目的要求】通过本章学习，要求同学们了解氮肥的生产和施用对国民经济和人类健康的重大影响，掌握常用氮肥的种类性质和施用技术、氮肥的合理分配和施用等【重点难点】氮肥利用率的概念及提高氮肥利用率的途径；氮肥合理施用量的确定§9.1 植物的氮素营养§9.2 土壤中的氮素及其转化§9.3 氮肥的种类、性质和施用§9.4 氮肥施用对环境的影响§9.5 氮肥的合理分配和施用第10章植物磷素营养与磷肥【目的要求】通过本章学习，要求同学们了解磷肥生产的基本原理，掌握常用磷肥的种类性质和施用技术、磷肥的合理分配和施用等【重点难点】磷肥的种类、特性和施用；磷肥利用率的概念及提高磷肥利用率的途径§10.1 植物的磷素营养§10.2 土壤中的磷素及其转化§10.3 磷肥的种类、性质和施用§10.4 磷肥施用对环境的影响§10.5 磷肥的合理分配与施用第11章植物钾素营养与钾肥【目的要求】通过本章学习，要求同学们了解合理施用钾肥的重要意义、钾素资源的合理利用等，掌握常用钾肥的种类性质和施用技术、钾肥的合理分配和施用等【重点难点】钾肥的种类、特性和施用；钾肥利用率的概念及提高钾肥利用率的途径§11.1 植物的钾素营养§11.2 土壤中钾的形态和转化§11.3 钾肥的种类、性质及施用§11.4 钾肥的合理分配和施用第12章钙镁硫营养与钙镁硫肥【目的要求】通过本章学习，要求同学们了解钙、镁、硫、硅肥和稀土农用制品在农业生产中的作用，掌握钙、镁、硫、硅肥的种类、性质和施用技术等【重点难点】硫肥硅肥§12.1 植物的钙、镁、硫、硅营养§12.2 钙、镁、硫、硅肥种类及其施用技术第13章微量营养元素与微料【目的要求】通过本章学习，要求同学们了解土壤中微量元素的转化对微量元素有效性的影响，掌握微量元素肥料有效施用的基本原则、主要微肥料的种类、性质和施用等【重点难点】微量元素肥料在土壤中的转化；微量元素肥料的有效施用§13.1 植物的微量元素营养§13.2 土壤中微量元素的含量、形态和转化§13.3 微量元素肥料的种类、性质和合理施用第14章复混肥料【目的要求】通过本章学习，要求同学们了解复混肥料的意义和发展方向、复混肥料配方的制订、复混肥料的生产工艺等，掌握合理施用复混肥料的基本原则和常用复混肥料的种类、性质和合理施用技术等【重点难点】复混肥料配方的制订；合理施用复混肥料的基本原则§14.1 复混肥料及其发展动向§14.2 复合肥料的主要品种和性质§14.3 混合肥料的剂型、品种和配制§14.4复混肥料的肥效与施用。
植物的氮素营养与氮肥笔记
植物的氮素营养与氮肥笔记第三章植物的氮素营养与氮肥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>低产品种器官：种⼦>叶>根>茎秆组织：幼嫩组织>成熟组织>衰⽼组织，⽣长点>⾮⽣长点⽣长时期：苗期>旺长期>成熟期>衰⽼期，营养⽣长期>⽣殖⽣长期2. 分布：幼嫩组织>成熟组织>衰⽼组织，⽣长点>⾮⽣长点原因：氮在植物体内的移动性强在作物⼀⽣中，氮素的分布是在变化的：营养⽣长期：⼤部分在营养器官中（叶、茎、根）⽣殖⽣长期：转移到贮藏器官（块茎、块根、果实、籽粒），约占植株体内全氮的70％注意：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、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（蛋⽩质含氮16～18％）——⽣命物质2. 氮是核酸和核蛋⽩的成分（核酸中的氮约占植株全氮的10％）——合成蛋⽩质和决定⽣物遗传性的物质基础3. 氮是酶的成分——⽣物催化剂4.氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋⽩质45～60％）——光合作⽤的场所5. 氮是多种维⽣素的成分（如维⽣素B1、B2、B6等）－－辅酶的成分6. 氮是⼀些植物激素的成分（如IAA、CK）－－⽣理活性物质7. 氮也是⽣物碱的组分（如烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱－－卵磷脂－－⽣物膜）氮素通常被称为⽣命元素三、植物对氮的吸收与同化吸收的形态⽆机态：NO3-－N、NH4+－N （主要）有机态：NH2 －N、氨基酸、核酸等（少量）（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(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。
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。
李比希是植物营养学科杰出的奠基人！第八章植物营养与施肥原理1. 植物必需营养元素的标准（定义）及种类标准：①这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。
如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史－－必要性；②这种元素的功能不能由其它元素所代替。
缺乏这种元素时，植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失－－专一性；③这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用－－直接性。
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。
2、硝态氮肥是指氮肥中的氮素是以硝酸根离子（NO3-）存在，主要品种是：硝酸铵又叫硝铵，分子式为NH4NO3，含氮33%~35%。
硝酸铵是一种肥效很好的氮肥，适合在旱地作物、烟草、果树和蔬菜上施用，但由于性能不稳定，易爆炸，在我国已经禁止作为肥料来使用。
植物营养与施肥详解
B、Ca 缺素症状出现在新叶顶端分生组织 再利用程度很低
13
二、植物的氮素营养与氮肥
14
植物的氮素营养与氮肥——氮素分布与吸收
1、植物体内氮素的含量与分布 含量：占植物干重的0.3~5。植物种类：豆科植物>非豆科植物。 品种：高产>低产。器官：叶>根。 2、分布变化：营养生长期在营养器官。生殖生长期到贮藏器官。 3、植物对氮的吸收形态:无机态、有机态。 4、植物对尿素同化途径：脲酶途径、非脲酶途径：直接同化 5、植物对氨态氮的吸收与同化机理 ： 被动渗透 、接触脱质子。 6、酰胺意义： a贮存氨基 ； b解除氨毒 ； c参与代谢。 7、尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时会出现受害症状
12
植物营养原理——营养最大效率及缺素表现
1、植物营养最大效率期：在植物生长阶段中，所吸收的某种养分能 发挥其最大效能的时期
2、缺素症状表现部位与养分再利用程度之间的关系：
N、P、K、Mg
缺素症状出现在老叶 再利用程度高
S
缺素症状出现在新叶 再利用程度低
Fe、Zn、Cu、Mo 缺素症状出现在新叶 再利用程度低
2、氮过量外观表现：a营养体徒长贪青迟熟；b叶面积增大叶色浓绿 叶片下披互相遮荫；c茎杆软弱抗病虫，抗倒伏能力差；d根系短而 小，早衰。
18
植物的氮素营养与氮肥——氨态和硝态氮素
1、氨态氮素： a带正电荷，是阳离子。 b能与土壤胶粒上的阳离子交换而被吸附。 c被土壤胶粒吸附后移动性减少，不随水流失。 d进行硝化作用后。转为硝酸态氮，不降低肥效。 2、硝态氮素： a带负电荷，阴离子。 b不能进行交换而存在土壤溶液中。 c在土壤溶液中随水运动而移动，流动性大，易流失。 d进行硝化作用后形成氮气或氧化氮气而丧失肥效。
氮素营养与氮肥PPT课件
作物缺氮不仅影响产量，而且使产品品质也下降。
7
缺8氮
缺9氮
缺10氮
缺11氮
缺12氮
缺13氮
缺14氮
缺15氮
缺16氮
缺17氮
缺18氮
缺19氮
缺20氮
缺21氮
缺22氮
缺23氮
缺氮
• 有机氮则是小分子的有机态氮，如各种 氨基酸等。
5
• 1.4氮的丰缺问题
施氮区作物吸氮量-不施氮区作物吸氮量
氮肥利用率(%)=
施入氮肥中的氮量
*100
6
1.5植物缺氮症状与供氮过多的危害
（一）作物缺氮的外部特征 叶片黄化，植株生长过程迟缓..
苗期植株生长受阻而显得矮小、瘦弱，叶片薄 而小。禾本科作物表现为分蘖少，茎杆细长；双 子叶则表现为分枝少。若继续缺氮，禾本科作物 表现为穗小粒瘪早衰。
良好的氮源，但在不同pH条件下，作物对 NH4+-N和NO3--N的吸收量有明显的差异。 NH4+-N肥效不好主要是由于酸性所造成的。
36
（二）氮素过多的危害
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） 和病害侵袭（大麦褐锈病、小麦赤霉病、水稻褐 斑病）。
大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐 贮存性；
2、植物种类 木本植物还原能力>一年生草本 一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原 强度顺序为： 油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳 3、温度 温度升高，酶的活性也高，所以也可 提高根中还原NO3--N 的比例。
30
大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还 原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：
植物营养学课件：植物的氮素营养与氮肥
組織：幼嫩組織>成熟組織>衰老組織， 生長點>非生長點
生長時期：苗期>旺長期>成熟期>衰老期， 營養生長期>生殖生長期
2. 分佈：
幼嫩組織>成熟組織>衰老組織，
生長點>非生長點 原因：氮在植物體內的移動性強
如TIPs 尿素
尿素
液泡 細胞內
CO2
氨
低親和力 系統(LAT)
高親和力 系統(HAT)
外界環境 脲酶 中的尿素
直 接 吸 收 CO2 + NH3
植物對尿素的吸收和轉運示意圖（引自Wang等，2008）
（2）氨基態氮
可直接吸收，效果因種類而異
第一類，效果 > 硫酸銨：如甘氨酸、天門冬醯胺等
第二類，尿素 < 效果 < 硫酸銨：如天門冬氨酸等
全氮（g/kg）
東北黑土
旱地
57.0
2.6
水田
50.0
2.6
內蒙古、新疆
旱地
18.0
1.1
青藏高原
旱地
28.0
1.4
黃土高原
旱地
10.0
0.7
黃淮海
旱地
9.7
0.6
水田
15.1
0.93
長江中下游
旱地
15.8
0.93
茶園
14.5
0.81
水田
22.7
1.34
江南
旱地
15.7
0.9
茶、橘園
18.3
水田
24.6
氮 肥
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。 O H N H C N H H H O O C
粘粒 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：
pH CO（NH2）2
脲 酶
（NH4）2CO3 NH4HCO3
NH3 NH4+ NO2NO3-
定义
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。
过程
亚硝酸细菌 硝酸细菌
NH4+
O2
NO2-
O2
NO3-
反硝化作用
定义
土壤中的NO3-在通气不良好的条件下由微生物转化为气态N损失
的过程称为反硝化作用。 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。
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。 C. 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。
D. 以NH4+为唯一N源易引起NH4+毒害。
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：
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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
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
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
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
（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
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
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
硝酸的吸收及其转运的分子机理
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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）。
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
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。
（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
＋O2
亚硝化细菌 硝化细菌
NO2－ ＋ 4H＋
2NO2－＋
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
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
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：
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
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
（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
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
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％
（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
NO3－
(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+
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