71土壤的氮素营养

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3、土壤温度 一般来讲硝化作用最适宜的土温20-25℃ 4、施肥 5、根系 四、反硝化作用 指硝酸盐、亚硝酸盐被还原为气态氮的过程。 反硝化作用有两种机制:微生物机制和化学机制。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
1、微生物机制 由反硝化细菌所引起的反硝化作用,它是土壤中反硝 化作用的主要形式。
N 3 O N 2 O N O N 2 O N 2
将NO3--N还原为NH4+-N,形成的铵再与呼吸作用中 产生的各种酮酸作用形成氨基酸,进一步合成蛋白质。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
7.2.4 N素不足或过多对植物生长发育的影响
一、缺N 1、植株矮小、生长缓 慢,叶片数少、叶片小;
2、叶绿素含量低、 叶片呈黄绿色,严重时叶 片变黄;
3、老叶先黄(N移动 性大,缺N时,下部叶片 先变黄,干旱时是整株变 黄。)
FAD FADH2
Mo5+ Moห้องสมุดไป่ตู้+
NO3NO2-
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
催化第二步反应的是亚硝酸还原酶,在这一个反应中 以还原态的铁氧还蛋白作为电子供体,把电子传递给NO2-, 将NO2-还原为NH4+。
光 合 e 作 -用还 原 态 的 铁 氧 还 蛋 白 N O 2 -
氧 化 态 的 铁 氧 还 蛋 白 N H 4 +
用,形成氨基酸。
N H 3 +酮 戊 二 酸 G l u N H 3 +草 酰 乙 酸 A s p N H 3 +丙 酮 酸 A l a
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
2、氨基酸的形成还可通过转氮基作用,由一种氨基 酸变成另外一种氨基酸
G l u+草 酰 乙 酸 A S P+α - 酮 戊 二 酸
(2)氨化阶段(氨化作用)
氨基化合物在氨化细菌的作用下,通过氧化、还原、 水解等多种方式的作用生成氨。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
通气良好时氧化脱出氨
R C H N H 2 C O O H + O 2
R C O O H + N H 3 + C O 2 + 能 量
嫌气条件下还原脱出氨
R C H N H 2 C O O H + 2 H 或 R C H N H 2 C O O H + 2 H
影响土壤对NH4+固定的因素: (1)粘土矿物的种类、数量 蛭石>蒙脱石,伊利石的固铵能力取决于风化程度和 K+的饱和度。 (2)土壤质地 粘粒和细粉砂含量越高的土壤固铵能力越强。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
(3)pH 土壤固铵的能力一般随pH升高而增大
(4)溶液中NH4+的浓度 土壤对NH4+的固定量一般随溶液中NH4+的浓度增加 而增大。 (5)伴随离子 K+的存在会抑制粘土矿物对NH4+的固定 2、土壤固定态铵的释放 一般认为:土壤中固定态铵与交换性铵处在相互转化 的动态平衡中。
一般可水解脱氨
R C H 2 C O O H+N H 3 +能 量 R C H 3 +C O 2 + N H 3 +能 量
R C H N H 2 C O O H + H 2 O
R C H O H C O O H + N H 3 + 能 量
有机态氮的矿化是在多种微生物作用下完成的
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
7.1 土壤的氮素营养
7.1.1土壤中氮的含量和形态
一、土壤氮素的含量
耕地土壤全N:0.4-3.8g/kg,平均1.3g/kg 自然土壤(未受侵蚀)全N含量为:0.4-7.5g/kg,平 均为2.9g/kg 我国自然植被下土壤表层的全N含量,从东向西,全 氮含量沿黑土→黑钙土→棕钙→灰钙土→漠境土的顺序逐 渐减少。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
尿素特别适宜做根外追肥施用: ①尿素是中性有机物,电离度小,对植物茎叶损伤小。 ②尿素是水溶性的,分子体积小,容易透过细胞膜,
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
7.2 植物的N素营养
7.2.1 植物体内N素的含量和分布
1、除C H O外,N是作物体内含量较多的元素,在作 物体内的总含量为0.3%-5%。
2、不同的植物含N量不同。含N量最多的是豆科作物 和豆科绿肥作物。
3、不同器官含N量不同:对同一作物来讲,幼嫩器 官及种子含量高;叶子高于茎、杆、根。
4、生长时期不同,N在植物体内的分布不同。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
7.2.2 氮的生理功能
1、N是组成蛋白质和核酸的重要组成元素 2、叶绿素的重要组分 3、N是酶、多种维生素及其它一些有机化合物的组 分
7.2.3植物对N素的吸收利用
大气中含氮(N2)80%。但除豆科植物外,一般植物 不能吸收利用。根系吸收的主要是NH4+和NO3-。
(2)不宜在水田上施用,最好施用在旱地上。 (3)NaNO3最适宜施用在喜钠的作用上,比如甜菜, 萝卜。
(4)都不宜与有机肥料混合堆沤,以免引起反硝化 损失。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
7.3.3 酰胺胺态氮肥的性质及施用 尿素:CO(NH2)2
1、理化性质 (1)白色结晶,易溶于水 (2)干燥时具有良好的物理性状,但在高温、高湿
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
2、碳酸氢铵 (1)理化性质
①NH4HCO3含N量17%左右,很容易分解,引起氮的 挥发损失
②白色粉末、易吸湿、结块,水溶液中呈碱性反应 pH8.2-8.4。
(2)在土壤中的转化及对土壤的影响
在一般用量条件下, NH4HCO3对土壤的酸碱性没有 太大影响。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
植物吸收NH4+-N和NO3--N后,需要在植物体内进一 步同化为氨基酸,最后合成蛋白质
NH4+-N可在植物体内直接同化为氨基酸 NO3--N不能直接同化为氨基酸,需要先还原为铵态氮, 才能进一步同化为氨基酸。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
一、铵态氮的同化 1、植物吸收的铵态氮与呼吸作用产生的各种酮酸作
2、化学机制 硝酸盐在一定条件下所进行的纯化学分解过程,反硝 化的产物主要是分子态氮(N2)、一氧化氮(NO),它 不是反硝化作用的主要形式。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
影响反硝化作用的条件: (1)通气条件 嫌气条件下,会产生反硝化作用 (2)土壤中有机物质 土壤中易分解的有机物质含量高,会促进反硝化作用 (3)温度 (4)pH (5)土壤中NO3-的含量
3、当供N充足时,氨还能在酰胺合成酶的作用下, 与氨基酸进一步化合形成酰胺。
G l n 合 成 酶
G l u + N H 3 + A T P
G l n+A T P+P i+H 2 O
M g 2 +
A s n 合 成 酶
A S P + N H 3 + A T P
A s n+A D P+P i+H 2 O
2、N素的生物固持
土壤中的微生物同化无机态N,将其转化为细胞体中 有机态N。
二、铵的粘土矿物固定与释放
铵的固定:铵被土壤中的粘土矿物所吸持而形成非交 换性铵的过程。
铵的释放:土壤中粘土矿物所吸持的非交换性铵转化 成交换性铵,甚至水溶性铵的过程。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
1、粘土矿物对铵的固定 粘土矿物中固定铵的主要是2:l型粘土矿物
M g 2 +
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
植物体内不是所有的氨基酸都能形成酰胺,只有Glu 和Asp能形成相应的酰胺。
酰胺的形成在植物体内有很重要的意义
它是植物体内氨的一种贮藏形式 其次,能消除植物体内游离氨的毒害作用,是解除氨 毒的一种形式。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
二、植物对NO3--N的同化
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
三、硝化作用 土壤中的铵或氨,在有氧的条件下,经亚硝化细菌和
硝化细菌的作用氧化为硝酸盐的过程称硝化作用。 影响硝化作用的条件 : 1、土壤通气 一般在田间持水量的50-60%时,硝化作用最旺盛。 2、土壤反应 土壤pH与硝化作用具有很好的相关性
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
(3)碱性条件下会有氨的挥发损失。 (4)在通气良好时,会通过硝化作用转化为NO3--N。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
1、硫酸铵和氯化铵 (1)两种肥料都是白色结晶,都有吸湿性,结块性, 但吸湿性NH4Cl>(NH4)2SO4 (2)有效养分含量NH4Cl>(NH4)2SO4 (3)两种肥料都是化学中性,生理酸性肥料。 (4)NH4Cl和(NH4)2SO4都能通过硝化作用使NH4+-N转 化为NO3—N。 (5) (NH4)2SO4可做基肥、种肥、追肥,但NH4Cl不宜 做种肥和在秧田上施用 (6)忌氯作物不宜施NH4Cl
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
7.3 氮肥的种类、性质及施用
氮肥品种很多,大致可分为铵态氮肥、硝态氮肥、硝 铵态氮肥、酰胺态氮、和氰氨态氮肥等。
7.3.1 铵态氮肥性质及施用 铵态氮肥共性: (1)都易溶于水,是速效性N肥,作物容易吸收利用。
(2)NH4+易被土壤胶体所吸附,移动性不大,不易流 失。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
西芹缺氮
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
二、N素供应过多 1、降低植物的抗
逆性
2、贪青晚熟、粒 不饱满
3、降低某些农产 品的品质
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
水 稻 田 氮 肥 过 多 群 体 太 大 遇 风 倒 伏
条件下易潮解 (3)尿素本身不含缩二脲,但在生产过程中会产生
缩二脲
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
2、尿素施入土壤中的转化
CO(NH2)2在土壤中脲酶的作用下水解转化为 (NH4)2CO3
在一般用量条件下尿素对土壤酸碱反应影响不大 3、施用
尿素可做基肥和追肥,不宜做种肥和在秧田上施用。 但尿素不管是做基肥还是做追肥施用,都要求深追覆土以 减少氨的挥发损失 。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
(1)氨基化阶段(氨基化作用) 复杂的含N有机化合物(蛋白质、核酸、氨基糖及其
多聚体等)在微生物酶的作用下,逐化分解成简单的氨基 化合物
蛋 白 质R C H N H 2 C O O H + C O 2+ 中 间 产 物 + 能 量
(3)施用 NH4HCO3宜做基肥和追肥,不宜做种肥或在秧田上
施用。 施用原则: ①不离土、不离水、先肥土、后肥苗的原则; ②避开高温季节和高温时期施用。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
7.3.2 硝态氮肥和硝铵氮肥的性质及施用 共同特点:
(1)易溶于水,是速效性氮肥,吸湿性强,易结块。 (2)NO3-不易被土壤胶体吸附,易流失。 (3)在水田中易通过反硝化作用而造成N素的损失。 (4)大多数有很强的助燃性和爆炸性,在贮存运输中 要注意安全。
(3)施用 一般认为NH4NO3不宜在水田上施用,主要在旱地上
施用。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
①不宜做基肥施用 ②也不宜做种肥施用 ③最适宜做追肥施用 ④不宜与有机肥料混合堆沤
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
2、硝酸钠、硝酸钙 (1)都是生理碱性肥料,都适宜施用在酸性土壤上,
尤其是Ca(NO3)2更适宜施用在缺Ca的酸性土壤上。
N3 O 硝 酸 还N 原 2 O 酶 亚 硝 酸 还 N4 原 H (硝 酶 酸还 )
催化第一步反应的是硝酸还原酶,它是一种钼金属黄 素蛋白,它是以FAD作为辅酶,以Mo作为活化剂,在这 一个反应中电子供体是NADPH或NADH。
NADPH+ H+ 或 NADH+ H+
NADPH+ 或 NAD+
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
五、铵的吸附与解吸 铵的吸附:土壤溶液中的NH4+被土壤颗粒所吸附的
过程。 铵的解吸:土壤固相表面吸附的NH4+由土壤固相进
入液相的过程 铵的吸附与解吸是NH4+在土壤固相与液相之间存在
的一种动态平衡。 六、铵-氨平衡与氨挥发
N H 4 + ( 代 换 性 ) N H 4 + ( 液 相 ) N H 3 ( 液 相 ) N H 3 ( 气 相 ) N H 3 ( 大 气 )
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
1、硝酸铵 (1)理化性质
①NH4NO3是白色晶体,含N33-34%,因含有杂质而 略带黄色,易溶于水
②NH4NO3具有很强的吸湿性,易结块。 ③NH4NO3具有很强的助燃性、爆炸性。
第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥
(2)在土壤中的转化以及对土壤的影响 NH4+可被土壤或作物吸收 NO3-可被作物吸收,也可随水流失 无副成分残留
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