《植物氮营养》PPT课件

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)
2、NO3-N的同化
NO3- + 8 H+ + 8 e-
NH3 + 2 H2O + OH-
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9
二、氮的营养功能
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
9. 氮在植物体内的营养功整能理课？件
60
(一)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。
（二）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。 NH4+-N肥效不好主要是由于生理酸性所造 成的。
蔬菜：组织含水量高，不耐贮藏；
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2、氮素过多
NO3- 可能在植物体内的累积，对人、畜有害。
原因： NO3- 进入动物胃肠系统后经细菌还原 形成NO2- 。
NO2- 具有毒性：
➢ NO2- 是强氧化剂，可使血红蛋白分子中心的 Fe2+ 转化为Fe3+ ，导致氧气输送受阻；
➢ NO2- 与仲胺作用形成可以致癌的亚硝胺。
由NADPA（或NADH)作为电子供体 • 耗能和质子—ATP和H+ • 产生OH-排出，pH上升。
2）NO2-N 还原为NH3-N
• 部位：叶绿素（叶绿体） • 亚硝酸还原酶Nitrite Reductase ：
依赖于光照， • 产生OH-排出，pH上升。
NR——硝酸还原酶Nitrate Reductase
• 氮素缺乏症状 • 氮素过多的危害
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1、氮素不足
➢植物生长缓慢。植株矮小，叶片细小直立；
➢叶片黄化（叶色淡绿，严重时呈淡黄色；失 绿均一，从老叶逐渐向上部叶片发展）。番 茄、玉米叶脉和叶柄呈现深紫红色；
➢茎细而长，分蘖或分枝少；
➢根细长，数量少；
➢花少、果稀，提前成熟，产量低，品质差；
2、NO3-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。
NH3
1）NO3-N还原为NO2-N
• 部位：细胞质 • 硝酸还原酶Nitrate Reductase ：
黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),细胞 色素和钼为辅酶，
有少许
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菜豆缺氮：叶色整变理课黄件，干枯脱落
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萝 卜
生长14周的 健康萝卜
缺氮3周植株，老叶发黄，叶脉红色
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49
胡 萝 卜
正
氮缺
常
缺氮后地上部矮小，叶色淡 绿，根相对较小
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葱 头
正常
缺氮
缺氮后生长矮化，叶片苍白，老
叶变黄，并从叶片顶整理端课件开始死亡
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甜菜：从由到左为不同程度缺氮叶片，
一种黄素蛋白、钼是其辅基，存在于 细胞质中：
还原NO3-的过程中需要NADPH+或 NADP+提供电子和能量；
是一种诱导酶，介质中有NO3- 时植物 才出现NR, 并随NO3- 含量而增加，与氮供 应量密切相关。
生产中的应用
有人建议将NR酶活性作为诊断氮素营
养的指标。
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钼对小麦叶片中硝酸还原酶活性的影响
酶的作用下转氨基，形成新的氨基 酸（蛋白质）。
• 过多的NH3，可形成酰胺（谷氨酰胺， 天门冬酰胺）， NH3避免毒害
（三）NO3-N 的吸收与同化
• NO3-N的吸收 • NO3-N的同化
1. NO3-N的吸收
• 主动过程，根际pH上升， • NO3-N受环境影响大
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；
➢ 易倒伏（细胞壁、果胶类物质形成少，细胞壁 变薄）——禾本科植物明显
➢ 易病虫害
➢ 贪青迟熟，降低品质。
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2、氮素过多
谷类作物：根系生长受抑制，不利后期植株吸收 水分和养分；且品质降低；
桔柑：果实变小，果皮加厚果肉百分率下降，着 色不良，含糖少，品质差，不耐贮藏。
苹果：枝叶徒长，不能充分进行花芽分化，易发 生病虫害，果实着色不良，缺乏甜味，品质差， 成熟晚。
3. 植物叶部营养的特点？如何提高叶面喷施的肥效？
4. 何谓植物营养基因型差异？
5. 施肥体系一般包括哪些环节？这些环节是否绝对不 变？为什么？
6. 按来源和成份划分，肥料可分为几类？并请对其特 点进行叙述。
7. 我国农田现阶段施肥的实用原则包括哪几点？
8. 植物体内氮素含量一般是多少？分布有何特点？
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洋白菜：叶呈小型，叶色带有黄色，生育变坏
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过量
正常
缺氮
番 茄
过量时植株徒长，株 型呈倒三角形，生长 点所形成的花芽多发 展为乱形果
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缺氮的株型呈正三
角形，结果差，产
量低
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2、氮素过多
➢ 叶色浓绿，枝叶茂盛，通风透光不良；
➢ 影响碳水化合物的积累。（蛋白质的合成消耗 大量碳水化合物）
中被再利用；
成熟期，茎叶和其它器官中的蛋白质 则水解为氨基酸、酰胺，转移到种子、果 实、块根、块茎中，重新合成蛋白质。
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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。
谷氨酸 ＋ NH3 ＋ ATP
谷氨酰胺 ＋ ADP ＋Pi
谷氨酸合成酶
谷氨酰胺 ＋ α-酮戊二酸 ＋2e- ＋2H+
2谷氨酸
谷氨酸 + α-含氧酸
转氨酶
α-氨基酸 + α-酮戊二酸
α-氨基酸
二肽
多肽或蛋白质
2. NH4-整N理课件的同化
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2. NH4-N 的同化
• 部位：根系 • 受体：呼吸作用产生的a-酮戊二酸 • 产物：氨基酸（谷氨酸），在转氨
174
166
145
145
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
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1. NH4-N 的吸收
• 方式：主动或被动 • pH：下降
氨
酮酸
酮戊二酸
谷氨酸
还原性胺化作用
氨
酰胺
各
转氨基作用
种 新 的 氨 基 酸
2. NH4-N 的同化
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同化过程
谷氨酰胺合成酶
NO2- + R1 – NH – R2
N=O OH- + R1 – N – R2
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几种蔬菜硝酸盐含量与氮肥施用量关系（ NO3 mg/kg鲜重）
施氮kg/ha 花椰菜 球茎甘蓝
莴苣
0
26-154
44-307
150-768
75
-
-
490-1980
100
-
122-657
-
150
-
-
884-2199
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40
棉花：下部叶色黄 红，叶脉淡黄，中 部叶黄绿，新叶淡 绿。
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菠菜：老叶几乎全部黄化，整理新课叶件 相对留有一些绿色
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43
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莴苣缺氮：叶片发白，生长缓慢，包心小，最终导致外叶变为 黄白色而死亡
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茄子叶片缺氮：下部叶片的叶脉间黄化严重，而叶脉上仍留
• NH4-N 的吸收 • NH4-N 的同化
1、 NH4+-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) 。
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
183
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 0.405 5.2 6.8 0.723 5.1 4.0 水稻 0.126 5.2 6.0 0.306 5.1 2.9
四、植物缺氮症状与供氮过多的危害
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 根际pH值升高。
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（三）CO(NH2) 2-N的吸收和同化
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； 其二、尿素是直接被吸收和同化的——
尿素 磷酸
氨甲酰磷酸
精氨酸 鸟氨酸
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第一节 植物的氮素营养
一、植物体内氮的含量、形态和分布 形态：
无机态氮
低分子量有机态氮 （氨基酸，酰胺，胺）
高分子量有机态氮
（蛋白质，核酸）
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7
分布：
由于氮在植物体内的移动性很强，其 分布是随着生长中心的转移而变动。
营养生长期间约有70%的氮可从较老 的组织和叶片转移到正在生长的幼嫩器官
第二章 植物氮素营养与氮肥
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缺氮
1
本章重点内容：
氮在植物体内的功能与对植物生长发 育有何影响； 主要氮肥种类的性质和合理施用技术。 提高氮肥利用效率的途径。
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2
基本内容
• 第一节 植物的氮素营养 • 第二节 氮肥的种类、性质和施用 • 第三节 氮肥的有效施用
第一节 植物的氮素营养
0
196
196
3
420
26
6
561
17
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生产与实践
氮对植物生命活动以及作 物产量和品质均有极其重 要的作用。
合理施用氮肥是获得作物 高产优质的有效措施。
三、植物氮的吸收与同化
• 植物吸收氮的形态 • NO3-N 的吸收与同化 • NH4-N 的吸收与同化 • CO(NH2)2-N 吸收与同化 • NO3--N和 NH4+-N营养作用的比较
➢生育期缩短。
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缺氮
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大麦：下部叶片淡 黄，中部叶片叶尖 发黄并逐渐向叶基 部扩展，新叶保持 绿色而挺直。
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玉米：下部叶尖发 黄，逐渐沿中脉扩 展成倒V字形，中 脉发红，中部叶片 颜色淡绿。
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Байду номын сангаас
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油菜：植株矮小，下部 叶黄红，根系细长，分 枝根量少，色白。
瓜氨酸
尿素同化的特点是：对植物呼吸作用的依
赖程度不高，而主要受整理尿课件素浓度的影响。
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五） 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！
（一） 植物吸收氮素的形态
主要是NH4+、NO3-， 少量可溶性有机含氮小分子化合物， 如：氨基酸、酰胺、尿素，等。
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生产实践中
在旱地农田中，硝态 氮是作物的主要氮源。由 于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。
（二）NH4-N 的吸收与同化
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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
• 氮的含量与分布 • 氮的营养作用 • 植物氮的吸收与同化 • 植物缺氮及过量的症状与危害
第一节 植物的氮素营养
一、植物体内氮的含量、形态和分布
含量
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>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。
200
95-546
381-1117
-
400
208-649
-
-
糖料和淀粉类作物：前期施足氮肥，后期节制氮肥用量。
蔬菜：注意NO3- 可能在植物体内的累积，对人、畜有害。
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270-300kg N/ha
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复习
1. 外部环境因子是如何影响植物根系吸收矿质养分？
2. 什么是植物营养的临界期和最大效率期？掌握这两 个时期对施肥有指导意义？