氮的营养功能和氮肥

第一节植物的氮素营养

第二节土壤中的氮

第三节氮肥的种类与施用

第一节植物氮营养

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，对产品品质也有多方面影响。一般植物含氮量约占作物体干重的0.3-5%，而含量的多少与作物种类、器官、发育阶段有关。

氮是植物体内许多重要有机化合物的组分，例如蛋白质、核酸、叶绿素、酶、维生素、生物碱和一些激素等，这些物质涉及遗传信息传递、细胞器建成、光合作用、呼吸作用等几乎所有的生化反应。在细胞内硝酸盐具有渗透调节作用

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%,

含量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关，且受氮肥使用量影响。

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。

营养生长期，N素大部分在幼嫩器官中，茎叶中含氮量较高。生殖生长期时，茎叶各部分的N素则向贮存器官。成熟期，作物体内含N量的70%左右转入并贮存在生殖器官或贮存器官中去。

氮肥使用：含氮量和分布受施氮水平影响，施N量增加时，器官中N含量上升。通常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。

几种农作物体内的含氮量

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。

（一）蛋白质的重要组分蛋白质中平均含氮16%-18%；

（二）核酸和核蛋白质的成分核酸中含15%-16%的氮，没有核酸就不能合成蛋白质；

（三）叶绿素的组分元素叶绿素a C55H72O5N4Mg，叶绿素b C55H70O6N4Mg 缺氮时抑制叶绿素的形成；

（四）许多酶的组分（酶本身就是蛋白质）；

（五）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。

总之，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。

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。

（一）蛋白质的重要组分蛋白质中平均含氮16%-18%；

（二）核酸和核蛋白质的成分核酸中含15%-16%的氮，没有核酸就不能合成蛋白质；

（三）叶绿素的组分元素叶绿素a C55H72O5N4Mg，叶绿素b C55H70O6N4Mg 缺氮时抑制叶绿素的形成；

（四）许多酶的组分（酶本身就是蛋白质）；

（五）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。

总之，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

氮的吸收

土壤中可被植物吸收利用的氮素主要是铵态氮(ammonium)和硝态氮(nitrate)。某些可溶性的有机含氮化合物，如氨基酸、酰胺和尿素(urea)，也能被植物直接吸收，但数量很有限。旱田土壤中作物吸收的主要是N03-N。

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。

影响NO3--N吸收的主要因素：

光照通过影响植物体内的代谢，影响根系对NO3-N的吸收

介质的pH pH值升高，NO3-N的吸收减少OH-与NO3-有竞争作用细胞内的pH 值上升

NO 3- + 8H+ +8e-NH3 + H2O + OH-

2.NH4+的吸收

植物对NH4-N的吸收主要为被动吸收。

植物可能以两种方式吸收NH4+。一是NH4+在质膜上发生脱质子作用以NH3的形态跨膜运输；二是植物根细胞质膜上有多种NH4+转运蛋白，通过主动运输方向将NH4+运入细胞内。NH4+的吸收伴随H+向膜外的释放，从而导致根际H+浓度的升高（根际酸化）。NH4+吸收的这一特点非常重要，因为根际酸化对其它难溶

性养分的有效性有很大影响。

氮的同化- NO3-的还原

NO3-＋8H+＋8ｅ-→NH3+ 2H2O + OH-

氮的同化包括由NO3-还原为氨，再同化为氨基酸的过程。NO3-进入植物体后，多数情况下以NO3-的形式直接通过木质部运往地上部，其余一部分在根系中同化为氨基酸、蛋白质，或在根细胞的液泡中贮存起来。

1 NO3-的还原

硝酸还原酶是一种黄素蛋白酶，含两个相同的亚基，每个亚基由黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、细胞色素557(Cyt c)和钼辅基(Mo cofactor)三部分组成。在还原过程中，由NAD(P)H作为电子供体，经过一系列电子传递，最后由钼辅基将电子转移给硝酸根，使它还原为亚硝酸根。（细胞质中进行）

亚硝酸还原酶是一种含血红素(Siroheme)和一个4Fe-4S中心的单体酶（图）。它以还原态的铁氧还蛋白作为电子供体，转移给亚硝酸，使亚硝酸根还原为氨。（叶绿体）

NO3-和NH4+营养作用的比较

从生理的角度看，NO3-和NH4+都是良好的

氮源，但在水培条件下，单纯供应铵态氮抑制

植物生长，这是由于根际酸化所造成的。

田间条件下，有些在硝态氮下生长较好(喜硝

性)，另外一些则在铵态氮下生长较好(喜铵

性)。这在一定程度上与作物进化过程中对土

壤生态条件的适应性有关。

水稻是典型喜铵的作物，施用铵态氮肥的效果比硝态氮肥好。而大多数旱地作物则表现喜硝性。

这在小麦、玉米、水稻等作物上都有相同的结果。不过在土壤中很难实现这一点。

-吸收与还原的调节

NO

3

1、硝酸盐对NR的诱导作用

2、光照对NR活性的影响>>>

3、不同叶龄叶片中NR的活性>>>