植物营养学 氮素
氮植物生长的关键元素
氮植物生长的关键元素氮素（N）是植物生长过程中的关键元素之一。
它在植物体内参与蛋白质、酶、叶绿素和核酸等基本生物分子的合成，对植物的生长发育、产量和品质有着重要的影响。
本文将探讨氮素在植物生长中的作用，以及如何合理施用氮肥来提高农作物的生产效益。
1. 氮素的生物学作用氮素是构成植物体内蛋白质的基本成分，也是植物体内多种生物分子的重要组成部分。
它参与植物体内的各种代谢过程，比如光合作用、呼吸作用和养分吸收等。
此外，氮素还能影响植物根系的形成和发育，以及促进植物的生长和分枝。
2. 植物对氮素的需求不同的植物对氮素的需求量不同，但总体上来说，氮素是植物生长发育不可或缺的营养元素之一。
氮素的缺乏会导致植物生长迟缓，叶片变黄，叶面积缩小，甚至影响果实的发育和开花过程。
因此，在农作物的生产中，合理施用氮肥对提高产量和质量至关重要。
3. 氮素的施肥原则氮素的施肥原则应考虑到农作物的需求、土壤的类型和施肥的方式等因素。
首先，根据不同作物的生长期特点和氮素需要量，制定合理的施肥计划。
其次，要根据土壤的类型和肥料的有效性选择适宜的氮肥类型，如有机氮肥、无机氮肥或复合氮肥等。
最后，根据作物的根系分布情况，选择合适的施肥方式，如基肥施用、追肥施用或叶面喷施等。
4. 氮素的施用技术为了提高氮肥的利用效率，可以采用一些技术手段来优化施肥过程。
一是通过土壤测试确定土壤中的氮素含量，从而合理控制氮肥的施用量。
二是在施肥过程中注意与其他养分的配合施用，以最大限度地提高氮肥的利用效果。
三是选择适宜的施肥时间，根据作物的生长需要和气候条件，在适当的时间进行施肥。
5. 氮素的环境影响尽管氮素对植物的生长有着显著的促进作用，但过量施用氮肥也会带来一系列环境问题。
农田排放的氮素会造成土壤和水体的污染，对生态环境产生不利影响。
因此，在施肥过程中，应注意合理调整氮肥的施用量，以减少氮素的损失和浪费。
总结：氮素是植物生长的关键元素之一，对植物的生长发育、产量和品质有着重要的影响。
【农技】植物营养元素-大量元素之氮
【农技】植物营养元素-大量元素之氮【农技】植物营养元素-大量元素之氮2016-07-26 掌上农事植物在生长发育过程中需要多种营养元素，而氮素尤为重要。
在所有必须营养元素中，氮是限制植物生长和形成产量的首要因素。
它对改善作物品质也有明显的作用。
氮的营养功能显微镜下的植物细胞氮是植物体细胞原生质中的基本物质，也是植物内每个活细胞的重要组成部分。
除此以外，氮还是制造叶绿素的重要物质，它能够促进植物叶片浓绿，使植物生长的更茂盛。
还参与植物体内蛋白质和核酸的合成，促进植物细胞不断的分裂和增长，使植物枝叶的叶面积逐渐增大。
蛋白质的主要组成元素蛋白质是构成细胞内生命物质的基础，其平均含氮量为16%~18%，在作物生长发育过程中，细胞的增长和分裂及新细胞的形成都必须有蛋白质参与。
缺氮时因新细胞形成受阻而导致植物生长发育缓慢，严重时甚至出现生长停滞。
所以氮素是一切有机体不可缺少的元素，它也被称为生命元素。
核酸和核蛋白的重要成分核酸和核蛋白在植物生活和遗传变异过程中有特殊的作用，一方面它是蛋白质的合成的模板，另一方面决定作物遗传信息的传递者。
而氮在核酸中的含量为15%左右，当作物缺氮时，作物的生长发育和生命活动会受到严重阻碍。
叶绿素的组分元素众所周知，绿色植物有耐于叶绿素进行光合作用，叶绿素的含量能直接影响光合作用的速率和光合产物的形成。
当植物缺氮时，体内叶绿素含量下降，叶片黄化，光合作用强度减弱，光合产物减少，从而使作物产量明显降低。
绿色植物生长和发育过程中没有氮素参与是不可想象的。
植物氮的来源空气中含有近80%的氮气(N2),然而,植物无法直接利用这些分子态氮。
只有某些微生物(包括与高等植物共生的固氮微生物)才能利用大气中的氮气，而植物所利用的氮源,主要来自土壤。
根瘤菌土壤中的有机含氮化合物主要来源于动物、植物和微生物躯体的腐烂分解,然而这些含氮化合物的大多是不溶性的,通常不能直接为植物所利用，大部分需要经过一定的转化才能被作物吸收利用。
5第五章 氮素营养与氮肥
硝酸铵
3、尿素
性质
酰胺态氮肥， 含氮46%，较高。 白色颗粒。 水溶液中性。 吸湿性小。 可用于基肥、追肥及叶面喷施 含少量缩二脲，对幼苗有抑制作用。
尿素
尿素的转化：在脲酶的作用下，尿素可以 与水反应，最终分解为氨气和二氧化碳。 在20oC下，转化时间一般为4-5天。 脲酶抑制剂：氢醌，苯醌
三、氮的吸收
土壤中可被植物吸收利用的氮素主要
是铵态氮和硝态氮。某些可溶性的有 机含氮化合物，如氨基酸、酰胺和尿 素，也能被植物直接吸收。
1.NO3-的吸收
植物根细胞吸收NO3-是逆电化学势梯度进 行的，首先需要由细胞膜上的质子泵(H+ATP酶)水解ATP，并向膜外释放H+，使膜 电化学势下降，产生驱动力，最后由硝酸 盐转运蛋白（载体）2H+:1NO3-共运的方 式，将NO3-运入细胞膜内。是一个主动吸 收过程
2、铵的硝化作用
影响铵硝化作用的因素
1 通气性好 2 适宜的水分 3 pH值：5.6-10.0，8.5左右最佳。酸性土 壤上受到抑制。 4 温度：30-35oC时硝化作用最快。
通气条件下硝化作用
3、反硝化作用-硝态氮的还原作用
在嫌气条件下，经反硝化细菌从NO3-或NO2中取得氧气，并使之还原成气态氮（N2O和 N2）的过程。
（一）化肥氮的生物学固定
1、作物对化肥氮的吸收 植物对氮肥的吸收率一般为30-50%！土壤 残留5-30%，各种途径的氮肥损失高达1570%！ 2、微生物对化肥氮的吸收 微生物吸收化肥中的氮，构成自身有机体 的一部分，微生物分解后，又将这些氮素 释放到土壤中。微生物体含氮总称为微生 物氮。
（二）化肥氮在土壤中的转化
氮素是植物的重要营养元素之一
氮素是植物的重要营养元素之一,植物生长的主要限制因子,但多以植物难以利用的有机态存在土壤中。
土壤微生物是氮素转化(如氨化过程、硝化过程)的主要驱动力。
水热条件和土壤性质是影响土壤微生物数量和活性的重要因素。
在脱氨的同时，产生有机酸、醇或碳氢化合物以及二氧化碳等。
具体途径和产物随作用的底物、微生物种类以及环境条件而异。
氨作为微生物的代谢产物释放出来，一部分被植物吸收，一部分被土壤颗粒吸附，另一部分被其他微生物吸收利用。
如果土壤中的碳氮比(C:N)大于25:1,碳源和能源充足，微生物将迅速生长，充分利用氨合成细胞物质，把氨固定起来。
在这种情况下，微生物常与植物争夺无机氮。
如果土壤中的碳氮比小于25:1，微生物的生长和细胞物质的合成，因受可利用碳源的限制，使氨能有剩余，可供植物利用。
微生物死亡后，其所吸收固定的氮，经细胞的分解再被释放出来。
土壤中氨化作用的强弱除与有机含氮化合物的数量有关外，还受土壤环境条件的影响。
在水分适宜、通气良好的中性土壤中,氨化作用能正常进行,作用的速度随温度的升高而加强。
另外,土壤中的通气状况不同,参与氨化作用的微生物种类就不同，最终产物也不一样。
通气良好时，主要由好气微生物作用，最终产物为氨；在通气不良的条件下，由厌气微生物作用，最终产物为氨和胺。
一般数量比根际外多几倍至几十倍。
它们和植物间是互生关系，与植物根系相互作用、相互促进。
微生物大量聚集在根系周围，将有机物转变为无机物，为植物提供有效的养料；同时，微生物还能分泌维生素，生长刺激素等，促进植物生长。
在植物生长过程中，死亡的根系和根的脱落物（根毛、表皮细胞、根冠等），以及根系向根外分泌的无机物和有机物是微生物重要的营养来源和能量来源；由于根系的穿插，使根际的通气根际微生物条件和水分状况优于根际外，从而形成利于微生物的生态环境。
根际微生物在同一植物的不同品种可表现出其特异性，如雀稗根际内的雀稗固氮菌（Azotobacter paspali）只在雀稗品种的根际内受到刺激，而在另一品种的根际内则发育不好。
第3章 氮素
2、NH4-N的同化
③酰胺化作用：作物体内氨积累时，吸收的氨 与氨基酸形成酰胺。
酰胺的形成可以： （1）解除游离NH3过多危害 （2）起氨的储存作用
（四）CO(NH2) 2-N的吸收和同化
尿素同化的特点：对植物呼吸作用 的依赖程度不高，而主要受尿素浓度 的影响。 目前，关于尿素被同化的途径有两 种见解： 其一、尿素在植物体内可由脲酶水 解产生氨和二氧化碳；
NO3-N在根和地上部还原的的比例取 决于以下因素：
1、硝酸盐供应水平 硝酸盐数量少， 主要在根中还原; 2、植物种类 木本植物根的还原能力 >一年生草本； 一年生草本植物因种类不同而有差异， 其根的还原强度顺序为： 油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳
3、温度 温度升高，酶的活性也高，也可 提高根中还原NO3--N 的比例。 4、植物的苗龄 根中还原的比例随苗龄的 增加而提高; 5、陪伴离子 K+能促进NO3-向地上部运输， 充足钾供应，根中还原比例下降； Ca2+和Na+ 为陪伴离子时则相反; 6、光照 在绿色叶片中，光合强度与NO3还原之间存在着密切的相关性。 充分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。
第三节
氮
在所有必需营养元素中，氮是限制 植物生长和形成产量的首要因素。
一、植物体内氮的含量与分布
二、氮的营养功能
三、植物缺氮症状与供氮过多的危害 四、植物对氮的吸收、同化和运输
一、植物体内氮的含量和分布
一般植物含氮量约占植物体干物重 的0.3%-5%,而含量的多少与植物种类、 器官、发育阶段有关。 种类：大豆>玉米>小麦>水稻 器官：叶片>籽粒>茎秆>苞叶 发育：同一作物的不同生育时期， 含氮量也不相同。
《植物营养学氮素》课件
氮素管理的环境和经济影响
探索氮素管理对环境和经济的影响，包括土壤污染、水体富营养化和农业可 持续性等方面。
《植物营养学氮素》PPT 课件
欢迎来到《植物营养学氮素》PPT课件！本课件将深入探讨氮素在植物生长中 的重要性、来源和需求，以及氮肥的使用和管理技术。让我们一起开始这个 精彩的旅程吧！
氮素的重要性
了解氮素在植物生长中的关键作用，包括促进叶片生长、增加植物产量和改善植物健康。
氮素的来源和循环
探索氮素的不同来源，包括土壤中的氮储存和大气中的氮气转化过程。了解 氮素在生态系统中的循环。
植物对氮素的需求
研究植物对氮素的生理需求，包括生长阶段和特定作物的需求差异。
氮素作为限制要素的影响
探讨当土壤中氮素供应不足时，植物生长和产量的受限情况。了解氮素限制 对生态系统的影响。
氮素的应用技术
介绍氮素的应用技术，包括基于土测试的施肥方法和优化氮素利用效率的技巧。
氮肥的使用与管理
讨论如何正确使用氮肥，包括施肥时机和施肥量的控制，以减少环境负荷和提高作物产量。
最新植物氮素营养及化学氮肥
二）、氮素的生理功能
▪ 1.氮是组成蛋白质和核酸的重要成分。 ▪ 2.氮是组成叶绿素的成分。 ▪ 3.氮是酶和多种维生素等的成分。
三）、植物对氮的吸收和同化。
▪ 植物从土壤吸收的氮主要是铵离子 （NH4+）和硝酸根离子（NO3-）。低浓 度的亚硝酸根离子（NO3-）也可被植物 吸收，但浓度较高，则对植物有害。
• 有效性氮－在作物生长期间能被作物吸收的氮 素称为有效性氮。它的含量较少，其中包括铵 态氮、硝态氮，及少量的氨基酸。
• 速效性氮－在有效性氮中，铵态氮和硝态氮更 易为植物吸收，称为速效性氮。
三）、土壤中氮素的转化
土壤有机氮的矿化与释放
土壤无机态氮的损失和固定
1.土壤有机氮的矿化与释放
1）、氮的矿化作用(氨化作用)。 土壤有机态氮在酶的催化作用下释放出铵或氨的过
▪ 定义： ▪ 肥料中的离子态养分经植物吸收
利用后，其残余部分导致介质酸度 降低的过程
四）、植物氮素不足或过多的症状
▪ 1.植物缺氮的症状
植株矮小。缺氮时，由于蛋白质和细胞分裂素的 合成受阻，影响细胞的分裂和伸长，细胞小而壁 厚。所以，植物生长缓慢，植株矮小。 叶子发黄。缺氮会降低叶绿素的含量，叶黄素含 量相对增加，使叶片失去绿色，变淡发黄。
+N
Celery leaves with N deficiency
缺氮
供氮
2.植物氮素过多的症状
▪ 氮肥施用过多，由于氨基酸增多，促进细胞
－N
＋N
大麦 燕麦
－N ＋N
小麦
玉米
禾本科作物 缺氮的症状
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马铃薯
植物营养教学课件3植物的氮素营养与氮肥
NO2-
反硝化细菌
N2 、N2O、NO
(3)最适条件：土壤通气不良，新鲜有机质丰富
pH5～8，温度30～35oC
稻田氮素损失的主要途径：占氮肥损失的35％
铵态氮肥 (或尿素)
氧化氮或氮气
水层
耕 氧化亚层 作
硝化作用
铵态氮
硝态氮
层 还原亚层 （铵态氮稳定）
反硝化作用 氧化氮
硝态氮
氮气
犁底层
稻田土壤中硝化作用和反硝化作用示意图
（二）含量
一般耕作土壤含氮量为0.02%～0.5%，大部分在0.2% 以下，我国主要农业耕层土壤全氮含量多为0.04%~0.35%。
我国土壤含氮量的地域性规律：
增加
北
西 长江 东 增加
主要影响因素:
南
气候、地形、植被、母质、利用方式、
施肥制度
全国主要区域有机质及全氮含量（g/kg）
地区
利用情况
有机质（g/kg）
增加途径
减少途径
施肥(有机肥、化肥) 氨化作用 硝化作用(喜硝作物) 生物固氮 雷电降雨
植物吸收带走 氨的挥发损失 硝化作用(喜铵作物) 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%
第二节 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％
挥发损失 反硝化作用
有
机 氮
矿化作用 生物固定
铵态氮
硝化作用 硝酸还原作用
硝态氮
吸附固定 淋洗损失
吸附态铵或 固定态铵
水体中的 硝态氮
硝酸盐氨化 NH4+
土壤中N循环过程
N2O 硝化过程
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
植物营养学-07-1植物的氮素营养与氮肥
钼对小麦叶片中硝酸还原酶活性的影响
供钼水平 (μg/株）
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)
植物体内硝酸盐含量的分级：
蛋白态氮: 植株全氮 80%-85%。
蛋白质含氮: 16-18%
2 氮是核酸和 核蛋白的成分
RNA、DNA 核蛋白：占植株 全氮 10%左右。
3 叶绿素的组分
叶绿素a、叶绿素b
叶绿体含蛋白 质45-60％
4 氮是酶的成分——生物催化剂 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
一、植物体内氮的含量与分布
（一）植物体内氮的形态
无机态氮
低分子量有机态氮 （氨基酸，酰胺等）
高分子量有机态氮 （蛋白质，核酸）
Amides (氨基化合物； 酰胺）
（胺）
（酰脲）
（辅酶）
（二）植物体内氮的含量
氮占植物干重的0.3～5％，它与植物种 类、器官、发育阶段有关。
植物种类：豆科植物>非豆科植物 器官：种子>叶>根>茎秆 组织：幼嫩组织>成熟组织>衰老组织，
水稻幼苗对NH4+的吸收与H+释放的关系
NH4+的吸收 (μmol/L)
H+的释放 (μmol/L)
158
149
184
[农学]植物营养学 氮素
![[农学]植物营养学 氮素](https://img.taocdn.com/s3/m/f88bd4056d85ec3a87c24028915f804d2b168792.png)
〔2〕容易被作物吸收,过量吸收对作物无害；
〔3〕对钙、镁、钾等养分的吸收无抑制作用；
〔4〕在还原条件下,容易通过反硝化作用被还 原为气态NOX进入大气；
〔5〕吸湿性大,易燃易爆.
2022/2/18
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2、硝态氮肥品种及特性 〔1〕硝酸钠〔NaNO3〕
有天然矿产和人工制造两种.天然矿产以智利硝石为 代表；人工制造的是硝酸生产的副产品. ①理化性质 含N15~16%,含Na26% ；易溶于水,呈碱性. ②在土壤中的转化
2022/2/18
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四、长〔缓〕效氮肥
〔1〕尿素衍生物
脲甲醛〔尿素+甲醛〕 含氮40~42%,微 生物分解
异丁叉二脲 〔尿素+异丁醛〕含氮32%, 化学水解
丁烯叉二脲 〔尿素+丁烯醛〕含氮30%, 化学水解
乙炔尿素〔尿素+乙二醛〕 含氮39%,微 生物分解
2022/2/18
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〔2〕其他化合物 脲基脒〔双氰胺+硫酸或磷酸〕含氮
⑵在旱地,容易被氧化为硝酸盐；
⑶在碱性环境中,氨容易挥发损失；
⑷高浓度铵态氮对作物容易产生毒害；
⑸作物吸收过量铵态氮对钙、镁、钾的吸收
2022/2/18
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2、铵〔氨〕态氮肥品种及特性 〔1〕液氨〔 NH3 ,又称无水氨〕 ①理化性质
氨气液化的产物,含N82~83%,是含氮量最高的氮肥,密 度0.617,沸点－33.33℃,系有压液体. ②在土壤中的转化
12
五、 植物缺氮症状与供氮过多的危害
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. 氮素是可以再利用的元素,作物缺氮的显著特征是 下部叶片首先失绿黄化,然后逐渐向上部叶片扩展..
研究生课程植物氮素
研究生课程植物氮素
植物氮素是植物生长的必需养分，它是每个活细胞的组成部分。
氮在植物体内的生理功能主要有以下几个方面：
1. 氮是蛋白质的重要组成，蛋白质中约含有16%-18%的氮。
蛋白质是构成细胞原生质的基本物质，而原生质是作物体内新陈代谢的中心。
2. 氮是核酸和核蛋白的成分。
核酸存在于所有作物体内的活细胞中，核酸与蛋白质结合而成核蛋白，核酸与蛋白质的合成以及作物的生长发育和遗传变异有着密切的关系。
3. 氮是叶绿素的组成成分。
叶绿体是作物进行光合作用的场所，环境中氮素供应水平的高低与叶片中叶绿素的含量呈正相关，叶绿素含量的多少直接影响着光合作用产物的形成。
4. 氮也是植物体内维生素和能量系统的组成部分，植物生长素和细胞分裂素都含有氮。
如果植物的氮素营养失调，会对作物的生长发育、产量与品质产生深刻影响。
如需更多信息，建议阅读植物学相关书籍或请教该专业人士。
浅谈植物生长所需的必需营养元素
浅谈植物生长所需的必需营养元素植物生长所需的必需营养元素是指植物在其整个生长过程中，必须且只能从土壤或环境中获取的营养物质。
这些元素对植物的生理、代谢、组织结构和生长发育起到至关重要的作用。
本文将会介绍植物所需的必需营养元素，包括其功能、缺乏症状和来源。
1. 氮素（N）氮素是植物生长过程所需的一种重要的元素，它对植物的生长发育具有重大的影响。
氮素是植物制造蛋白质的基础，在叶绿体和胰腺细胞中，氮素持续的合成蛋白质，同时也影响着植物的叶绿素和核酸的形成。
因此，氮素是影响植物生长的关键元素之一，植物缺乏氮素将会出现黄叶和萎蔫。
植物通过土壤中的吸收水平获取氮素，这些水平受到土壤的pH、温度和湿度等气象条件和土壤中有机和无机氮的含量影响。
这些影响使得氮素的吸收量产生差别，而极端的减少或增加将会对植物产生负面影响。
2. 磷（P）磷是植物生长过程中所需的基本元素之一，它对根茎、花朵和果实的发育具有重要作用。
磷广泛存在于蛋白质分子、ATP分子和核酸分子中，因此，磷是影响植物能力的关键因素之一。
植物缺乏磷将会表现为叶片枯黄和弱势生长。
土壤中的磷源通常是由岩石和有机物分解产生的，磷的快速吸收是因为植物的根部所分泌的酸在磷的可溶性中产生了变化。
土壤中的pH和有机物的含量，在磷的可吸收量方面起重要的作用。
3. 钾（K）钾是植物营养必需的元素之一，它作为电解质，参与了植物的细胞内外液的平衡，同时也维持了植物细胞的是生长和命运分化。
钾也有助于增加植物的抵抗力，使植物抵抗干燥、热波和贫瘠等环境压力。
土壤中钾的来源包括矿物质和有机物质，在土壤中，钾的含量通常较为稳定，但是大量的肥料使用和排水处理会导致钾的流失，因此，正确的肥料管理是一个确保植物获取足够钾的重要因素。
4. 钙（Ca）钙是植物生长过程中必需的元素之一，它在细胞墙和膜的构成中起重要作用。
钙也是维持细胞分化的桥梁，它也有助于控制植物的继续发育。
钙的缺乏可能导致植物的腐烂和脆性。
氮素养分对植物生长发育的影响
氮素养分对植物生长发育的影响氮素是植物生长发育必不可少的养分之一。
植物在生长过程中需要从土壤中吸收各种养分，其中最重要的便是氮素。
氮素是组成氨基酸、蛋白质、氨基糖等生命体分子的重要成分，能够刺激植物生长发育，增加产量。
本文将从植物需要氮素的角度出发，探讨氮素养分对植物生长发育的影响，并介绍氮素的施用方法。
一、植物需要氮素生命体都需要氮素，而植物尤其需要氮素。
植物在生长过程中，需要通过土壤吸收各种必需营养元素，包括氮素、磷、钾、镁、钙等。
其中，氮素是最重要的，对植物的生长发育、花果形成、产量提高等有着不可替代的作用。
二、氮素养分对植物的影响（一）促进植物生长发育氮素是植物生命体分子的组成成分，因此氮素是促进植物生长发育的重要元素。
植物需要氮素合成氨基酸、叶绿素、核酸、酶等，这些成分对植物生长发育至关重要。
如果缺乏氮素，植物会停止生长，叶片变得黄瘦，产量也会受到影响。
（二）增加产量通过合理地施用氮素养分可以促进作物生长，增加产量。
例如，若在冬季到了之后、立春后几天后，施入秸秆和尿素混合作为冬季保墒、保温，保护根系，到春季发芽就开始在地里施入氮素肥，可让作物在生长期得到足够的养分，弥补土壤贫瘠的不足。
但若使氮素养分的浓度过高或过低都不利于作物生长发展，应根据不同植物及其育种实验设置，并参考其他附加因素。
（三）提高植物品质适量地施用氮素不仅可以增加作物的产量，还可以提高作物的品质。
例如，施用适量的氮素可以促进水果的膨大和色泽，提高果实的糖度、营养价值、口感及外观等。
而过量的氮素肥料则会导致出现硝化现象，使植物品质降低。
三、氮素养分的施用方法（一）肥料配比均衡施用氮素养分需要根据不同植物的性质和生长阶段来确定肥料配比。
在做好土地基础工作之后，可以在播种前、种植前或种植后施用肥料，以保证作物得到足够的氮素养分。
同时，还要注意配合其他养分营养，使养分的均衡供应，避免出现过少或过多的状况。
（二）生态环保施用在实践中，应积极争取保护生态和环境，尽可能减少作物对环境造成的损害。
第6章植物氮素营养与氮肥
第六章植物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一般植物含氮量约占植物干重的0.3%-5.0%，其含量的多少与植物种类、器官、发育时期有关。
豆科植物含氮量比禾本科植物要高，种子和叶片含氮量比茎秆和根部要多。
如大豆籽粒含氮4.5%-5.0%，茎秆含氮1%-1.4%；小麦籽粒含氮2.0%-2.5%，而茎秆含氮0.5%左右；玉米叶片含氮2.0%，籽粒含氮1.5%，茎秆含氮0.7%；苞叶仅有0.4%；水稻籽粒含氮1.31%，茎秆含氮0.5%左右。
同一植物的不同生育时期，含氮量也不相同。
一般植物从苗期开始不断吸收氮素，全株含氮量迅速上升，氮的吸收高峰期是在营养生长旺盛期和开花期，以后迅速下降，直到收获。
在各生育期中，氮的含量不断发生变化。
例如水稻分蘖期含氮量明显高于苗期，通常在分蘖盛期含氮量达到高峰，其后随生育期推移而逐渐下降。
在营养生长阶段，氮素大部分集中在茎叶等幼嫩的器官中；当转入生殖生长时期以后，茎叶中的氮素就逐步向籽粒、果实、块根、块茎等贮藏器官中转移；成熟时，大约有70%的氮素已转入种子、果实、块根或块茎等贮藏器官中。
应该指出：植物体内的氮素含量与分布，明显受施氮水平和施氮时期的影响。
随施氮量的增加，植物各器官中的含氮量均有明显提高。
通常是营养器官的含量变化大，生殖器官则变动较小；在植物生长后期施氮，生殖器官中的含氮量明显提高。
二、氮的生理功能氮素在植物营养中起着十分重要的作用。
它是构成生命物质即蛋白质和核酸的主要成分，又是叶绿素、维生素、生物碱、植物激素等的组成部分，参与植物体内许多重要的物质代谢过程，对植物的生长发育和产量品质影响甚大。
（一）氮是植物氨基酸和蛋白质的主要成分植物吸收的无机态氮在体内首先同化为谷氨酸，然后转化为各种氨基酸，进而合成蛋白质。
组成蛋白质的氨基酸有20种，它们大多数是α-氨基酸，即氨基结合在与羧基(-COOH)相邻的α-碳原子上，各个氨基酸有不同的侧链R，用通式表示如下：H∣R—C—COOH∣NH2根据侧链的化学结构，可将氨基酸划分为中性氨基酸(一氨基一羧酸)、酸性氨基酸(一氨基二羧酸)和碱性氨基酸(二氨基一羧酸)。
03第三章 植物氮素营养与氮肥
氧化还原变化
NO2- 中N (+3)转化成NH4+的N（ -3 ）需要6个电子。这些还 原力由光合过程中光反应产生的还原态铁氧还蛋白提供。 从 NO2- 到 NH4+ 的还原反应如下： NO2- + 6Fdred + 8H+--->NH4+ + 6Fdox +2H2O 在非绿色组织之中，尽管有一个类似于铁氧还蛋白的蛋白质，它 具有叶子铁氧还蛋白的抗原特性，直接为NO2-提供电子， NADPH 是还原力。因此，看起来从 NADPH 到 Fd-like 蛋白质， 再到 NO2- 的电子传递链将电子传给NO2- 。 NO2- + 3NADPH + 5H+------->NH4+ + 3NADP+ +2H2O
第二章第一节植物氮营养
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)
2、NO3-N的同化
NO3- + 8 H+ + 8 e-
NH3 + 2 H2O + OH-
NO3-还原产物之一OH- ，一部分在植 物体内被中和，大部分从根排出，使
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。
• 蛋白质的组分 • 核酸和核蛋白的组分 • 叶绿素的组分 • 酶的组分 • 维生素的组分 • 生物碱的组分 • 植物激素的组分
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
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种类：大豆>玉米>小麦>水稻 器官：叶片>子粒>茎秆>苞叶 发育：同一作物的不同生育时期，含氮量也不 相同。
若干农作物体内的含氮量
作物
器官
含氮（N,%）
水稻 小麦 棉花
油菜 豆料作物
籽粒 茎秆 籽粒 茎秆 种子 纤维 茎秆 种子 茎秆 籽粒 茎秆
1.3-1.8 0.5-0.9 2.0-2.5 0.4-0.6 2.8-3.5 0.28-0.33 1.2-1.8 4.0-4.5 0.8-1.2 4.0-6.5 0.8-1.4
细胞质中：
NADP还+提原供NO电3-子的和过能程量中；需要NADPH+或 才 应出 量现 密是N切一R相种, 并关诱随。导N酶O，3- 含介量质而中增有加NO，3-与时氮植供物
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级别
一级
二级
三级
四级
累积程度
轻
中
重
严重
NO3-（ mg/kg） <432
<785
<1440
<3100
卫生性 蔬菜 种类
蔬菜 数目
生食允许
生食不宜
生食不宜
生食不宜
盐渍允许
盐渍允许
盐渍允许
熟食允许
熟食允许
熟食允许
韭、葱、 长豇豆、青蚕 菠菜、金花 雪里蕻、榨菜、
番茄、水芹、 花菜
豆、芜荽、茄 子、甜椒、黄 瓜、冬瓜、
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。
A.蛋 白 质 的 重 要 组 分 （ 蛋 白 质 中 平 均 含氮 16%-18%）；
B.核酸和核蛋白质的成分；
C.叶绿素的组分元素；
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D.许多酶的组分（酶本身就是蛋白质）；
E. 氮还是一些维生素的组分，而生物碱和植 物激素也都含有氮。
第二章 植物的氮素营养与氮肥
第一节 氮的营养作用
一、 含量和分布：
一般植物含氮量约占植物体干物重的0.3%-5%,而含量 的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。
种类：大豆 >玉米>小麦>水稻 器官：子粒>叶片>茎秆>苞叶 发育：同一作物的不同生育时期，含氮量也不相同。
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二、作物体内含氮化合物的种类
抑制作用。
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2、铵（氨）态氮肥品种及特性
（1）液氨（ NH3 ，又称无水氨） ①理化性质
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不同形态氮肥对玉米和水稻幼苗生长的影响 （幼苗培养15天）
以NaNO3为氮源 以（NH4）2SO4为氮源
干重 原来pH 最终pH 干重 原来pH 最终pH
玉米 0.40 5.2 6.8 0.72 5.1 4.0 水稻 0.12 5.2 6.0 0.30 5.1 2.9
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作物缺氮不仅影响产量，而且使产品品质也下降。
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缺氮
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缺氮
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缺氮
缺氮
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缺氮 15
缺氮
缺氮
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缺氮
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缺氮
缺氮
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缺氮 缺氮17
缺氮 缺氮
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缺氮 18
缺氮
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缺氮 缺氮
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（二）氮素过多的危害
叶菜类 3000 mg kg-1 根菜类 1200 mg kg-1 瓜果类 600 mg kg-1 NO2 < 4 mg/kg
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六、土壤和作物体内氮的丰缺指标
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第二节：氮肥种类、性质与施用 一、铵（氨）态氮肥（NH4+—N、NH3） 1、铵（氨）态氮肥的共性
⑴容易被土壤胶体吸附，部分进入黏土矿物晶层； ⑵在旱地，容易被氧化为硝酸盐； ⑶在碱性环境中，氨容易挥发损失； ⑷高浓度铵态氮对作物容易产生毒害； ⑸作物吸收过量铵态氮对钙、镁、钾的吸收有一定
总之，氮对植物生命活动以及作物产
量和品质均有重要的作用。人类种植作物 的重要目的之一就是期望从中获得各种植 物蛋白，因此合理施用氮肥是获得作物优 质、高产的有效措施。
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三、 氮的吸收、同化和运输
植物吸收的氮素主要是铵态氮和硝态 氮。在旱地农田中，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。所以，作物吸收的硝态 氮多于铵态氮。
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• ①NO3-N的吸收: • 逆电化学势梯度的主动吸收；
•
介质pH显著影响植物对NO3-N的吸收。
pH值升高， NO3-N的吸收减少；
• 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பைடு நூலகம்；
•
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。
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水稻幼苗对NH4+的吸收与H+释放的关系
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NH4+的吸收 (μmol/L)
158 184 174 145
H+的释放 (μmol/L)
149 183 166 145
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质 外界溶液 膜
NH4+
细胞质
NH3
H+
质膜上NH4+脱质子化作用示意图
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④NH4-N的同化
氨
酮酸
酮戊二酸
菜、莴苣、 萝卜、胡萝卜、 芹、刀豆、 青菜、大白菜、 豌豆、青蒜、 蕹菜、卷心菜、
茭白
洋葱、马铃 苋菜、塌菜、
薯
荠菜
5
8
9
11
%
15.2
24.2
27.3
33.3
FA2O0/2W0/H5/1O日允许摄入量NO3- ：3.6mg/kg 体重； NO2- ：0.13 mg/kg 体重
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蔬菜硝酸盐国标（2001.10.1执行）
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
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蔬菜可食部分硝酸盐含量的食用卫生分级
A: 作物种类
水稻是典型的喜NH4+-N作物。（水稻幼苗根 内缺少硝酸还原酶； NO3--N在水田中易流失， 并发生反硝化作用。）
烟草是典型的喜NO3--N作物。
B: 环境反应（pH）
从生理角度看， NH4+-N和NO3--N都是良好 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。
谷氨酸
还原性胺化作用
转氨基作用
各 种
新
氨
的
氨
基
酰胺
酸
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四、 NO3--N和 NH4+-N 营养作用的比较
NO3--N是阴离子，为氧化态的氮源， NH4+-N是阳离子，为还原态的氮源。
不能简单的判定那种形态好或是 不好，因为肥效高低与各种影响吸收 和利用的因素有关。
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五、 植物缺氮症状与供氮过多的危害
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。
氮素是可以再利用的元素，作物缺氮的显著特征 是下部叶片首先失绿黄化，然后逐渐向上部叶片扩 展。。
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②NO3-N的同化
NO3_
NO2-
硝酸还原成氨是由两种独立的酶 分别进行催化的。硝酸还原酶可使硝酸 盐还原成亚硝酸盐，而亚硝酸还原酶可 使亚硝酸盐还原成氨。
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NH3
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③NH4+-N的吸收
NH4+的吸收与H+的释放存在着相当严格 的等摩尔关系 (K.Mengel et al, 1978) 。