肥料学-N

硫铵
NH4＋＋SO42－ 基肥（配施石灰和有机肥）， 使土壤酸化，形成 追肥,种肥，适于各种作物 细粒状沉淀，堵塞 喜硫作物（葱、蒜、十字花科） 土壤空隙，结构破坏 不宜稻田
44
NH4Cl在土壤中转化：制造碳酸氢钠的副产品
♦ 中性、石灰土： NH SCa+2NH4Cl S NH +CaCl2 ♦ 酸性土： SH+NH4Cl S NH4+HCl
3. 氮肥的种类性质与施用
掌握
4. 氮肥的合理施用
掌握
3
第一节 植物的氮素营养
一、氮的含量、分布和种类
1、含量：除C H O外，N是作物体内含量最多的元素， 在作物体内的总含量为0.3％－5％。P189
♣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 ♣ 组织：幼嫩>成熟>衰老； 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
22
（二）含量
我国主要耕地土壤全氮含量多数在 0.5g/kg-1g/kg之间，与土壤有机质呈正相关 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
23
二、土壤中氮的形态
水溶性 速效氮源 缓效氮源 难利用 <全氮的5% 占50～70% 占30～50%
1. 有机氮 (>98%)
水解性 非水解性
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)
39
第三节 氮肥的种类、性质和施用
农业生产中需要量最多的是氮肥。它 对提高作物产量，改善农产品品质有重要 作用。 分类： 氮素化合物的形态：铵态氮、硝态 氮、酰胺态氮肥
40
一、铵态氮肥：液氨、氨水、碳酸氢铵、
氯化铵、硫酸铵
（一）铵态氮肥共性
O2
2NO3－
3. 影响条件：土壤通气状况、土壤反应等
31
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）
32
（五）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
硝酸还原作用
2. 过程： 铵态氮
生物固定
硝态氮
生物固定
有机氮
33
3. 影响条件 土体的C/N比、通气、湿度 4. 结果：减缓氮的供应（暂时无效化）；
可减少氮素的损失
（六）硝酸还原作用
NO3－
嫌气条件
(硝酸还原酶)
NH4＋
34
作用机理仍不清楚
（七）反硝化作用
NO3－ (1)定义： (2)过程：
谷氨酸＋17酮酸
转氨酶
17种氨基酸
合成
蛋白质
3. 酰胺形成的意义（谷氨酰胺）
①贮存氨基；②解除氨毒；③参与代谢
15
（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
当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受 害症状 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
2. 无机氮
铵态氮、硝态氮、亚硝态氮和气态氮 等(1～2％)
通常指：铵态氮和硝态氮
有机氮
矿化作用 固定作用
无机氮
24
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
有 机 质
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
29
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
土壤水分 铵态氮含量
4. 结果：造成氮素损失（无效化）
30
（四）硝化作用
1. 定义：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＋
＋O2
亚硝化细菌 硝化细菌
NO2－ ＋ 4H＋
2NO2－＋
4 4
45
（NH4)2SO4在土壤中转化:合成氨用硫酸吸收制成

中性、石灰土: SCa +(NH4)2SO4
酸性土 : S H +(NH4)2SO4
NH4
NH4S +
CaSO4

NH4 NH4S
+ H2SO4
H
46
二、硝－铵态和硝态氮肥
包括：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾
（ 一 ） 共 同 特 性
（三） 丰缺指标：
代谢产物：叶绿素质量分数、游离酰胺和游离氨基酸质量分数及比例。
化学诊断：表9－1、表9－2
21
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
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
43
（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－ 土壤酸化,脱钙 板结，结构破坏
施用
基肥（配施石灰和有机肥），
追肥;适于稻田和一般作物
不宜忌氯作物（烤烟，糖料作物、 果树、薯类作物）
硝酸盐 NO3－ 还原细菌
N2 、NO、NO2
1. 生物反硝化作用（嫌气条件下）
NO2
－
反硝化细菌
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
35
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－ N2 、N2O、NO
1. 吸收：植物主动吸收NO3-－N
 10～30％在根还原
 70～90％运输到茎叶还原 
小部分贮存在液胞内
10
2. 同化
NO3NR，Mo
根、叶细胞质
NO2-
NiR，Fe、Mn
NH3 根其它细胞器、
叶绿体
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
11
植物体内硝酸盐含量的分级：
尿素 氨甲酰磷酸 瓜氨酸 精氨酸
16
2. 氨基态氮：
可直接吸收，效果因种类而异
P191
17
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： 喜硝植物： 水稻、甘薯、马铃薯 大部分蔬菜，如黄瓜、 番茄、莴苣；甜菜、 烟草
18
（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
♫ ♫ 氮构成氨基酸，氨基酸构成蛋白质，蛋 白质含氮16%－18%。 氮是含氮碱基的组分，碱基、戊糖又是 核酸成分，核酸含氮7% 。
♫
核酸与蛋白质的结合组成核蛋白，是一 切作物生命活动和遗传变异的基础 。
7
2. 氮是叶绿素的成分
♫ 叶绿体含蛋白质45～60％
3. 氮是酶的成分：酶本身是蛋白质
4. 氮是多种维生素的成分：B1、B2、B6等
较好 好
结晶,酸性,有吸湿性
硫铵 (NH4) 2SO4
ammonium chloride ammonium sulphate
结晶,酸性,吸湿性弱
（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,施肥机深施
氨水
碳铵
对土壤和作物影响不大
25
（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
26
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％，
理 化 性 质
液体,碱性,易挥发 液体,碱性,易挥发
liquefied ammonia ammonia (water)
NH3 · 2O 15~18 nH
碳铵 NH4HCO3 16.5~17.5 较差 结晶,碱性,易吸湿和分解
ammonium bicarbonate
氯化铵
NH4Cl
24~25 20~21
无机氮(<2％)和易分解的有机氮
旱地：全氮、碱解氮、
 供氮能力  全 氮：
 无机氮：
土壤矿化氮、硝态氮
稻田：全氮、碱解氮、铵态氮
土壤供氮潜力
土壤供氮强度
38
土壤有效氮增加和减少的途径
增加途径
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 减少途径
植物吸收带走
氨的挥发损失
5. 氮是一些植物激素的成分 ：IAA、CK
6. 磷脂和生物碱也含氮
氮素通常被称为生命元素
8
三、作物对氮的吸收利用
无机态：NH4+－N、NO3-－N （主要）
有机态：酰胺、氨基酸、核酸 （少量） 等
吸收的形态
大气中含氮（N2）78%。但除豆科 植物外，一般植物不能吸收利用
9
（一）植物对硝态氮的吸收与同化
第九章 植物的氮素营养与氮肥
1
第九章 植物的氮素营养与氮肥
氮是植物必需营养元素，氮肥是农业 生产上施用最多的化学肥料，要合理施用 氮肥，必须了解作物的氮素营养功能及各 种氮肥的性质及合理施用方法。
主要内容
1. 植物的氮素营养
要求
了解，
掌握吸收与同化、失调症
2. 土壤中的氮素及其转化
了解，
掌握主要转化的含义
土壤pH＝7，C/N≤25:1
4. 结果：生成NH4＋－N（有效化）
27
Leabharlann Baidu
（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
2. 过程
液相NH4
吸附作用 ＋
解吸作用
交换性NH4
发生条件： NO2－存在
3. 结果：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)
36
(八）硝酸盐的淋洗损失 ♣ NO3－ －N 随水渗漏或流失，可达
施入氮量的5～10％ 水 体(富营养化)
♣ 结果：氮素损失(无效化)，并污染
37
四、土壤的供氮能力及氮的有效性
 有效氮：能被当季作物利用的氮素，包括
易溶于水，易被作物吸收（主动吸收） 不被土壤胶体吸附，易随水流失 易发生反硝化作用 促进钙镁钾等的吸收 吸湿性大，具助燃性（易燃易爆） 硝态氮含氮量均较低 吸湿性强、易结块
1. 吸收 （1）机理： ①主动吸收
(Epstein,1972)
膜外 NH4+ 膜 ATPase 膜内
H+
NH4+ H+
14
②接触脱质子
(Mengel,1982)
NH3
（2）特点：释放等量的H＋，使介质pH值？
2. 同化
NH3＋谷氨酸＋ATP
谷氨酰胺合成酶
谷氨酰胺＋ADP＋Pi
谷铵酸合成酶 谷氨酰胺＋α -酮戊二酸＋2e－＋2H＋ 2谷氨酸
 易溶于水，易被作物吸收  易被土壤胶体吸附和固定  可发生硝化作用  碱性环境中氨易挥发，不能与碱性物质混合施用  高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害，一次用量不
能太大
 对钙镁钾等的吸收有颉颃作用
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（二）理化性质
表 铵态氮肥的基本性质
品种
液氨 氨水
分子式
NH3
含氮量(%) 稳定性
82 差 差
级别 1 2 3 4 硝酸盐含量 ≤432 ≤785 ≤1440 ≤3100 污染程度 轻度 中度 高度 严重 参考卫生性 允许生食 允许盐渍,熟食 允许熟食 不允许食用
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。
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（二）植物对铵态氮的吸收与同化
中性至微碱性：有利于铵的吸收 介质通气状况、土壤水分状况
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五、作物氮素缺乏与过多症状 （一）缺氮症状
 首先在下部老叶出现症状
 植株矮小，瘦弱，分蘖或分枝少
 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
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（二）氮素过量危害
   
降低植物体内糖分含量、作物抗性差； 机械组织发育差，易倒伏； 引起作物徒长、晚熟。 蔬菜硝酸盐含量增加
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）。
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表 我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 （沈明珠，1982） (mg/kg鲜重)
固定作用 ＋
释放作用
固定态NH4＋
3. 结果：减缓NH4＋的供应程度(暂时无效化)
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(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%
3. 影响因素：① pH值
4
2、分布：
幼嫩组织>成熟组织>衰老组织; 生长点>非生长点
Why？
原因： 氮在植物体内的移动性强
5
３、种类
 有机物：大量，主要是蛋白质、酶、核酸、 叶绿素、维生素、生物碱和激素等  无机盐：少量，主要是硝酸盐，极其微量 的氨（NH3和NH4+）
6
二、氮的生理功能
1、氮是蛋白质和核酸的成分