植物营养教学课件3植物的氮素营养与氮肥
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湿度、pH值
3. 结果：减缓氮的供应；可减少氮素的损失
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，包括无机氮(<2％) 和易分解的有机氮
旱地：全氮、碱解氮、
供氮能力
土壤矿化氮、硝态氮
稻田：全氮、碱解氮、铵态氮
全 氮——土壤供氮潜力
无机氮——土壤供氮强度
小结：土壤有效氮增加和减少的途径
全氮（g/kg）
东北黑土
旱地
57.0
2.6
水田
50.0
2.6
内蒙古、新疆
旱地
18.0
1.1
青藏高原
旱地
28.0
1.4
黄土高原
旱地
10.0
0.7
黄淮海
旱地
9.7
0.6
水田
15.1
0.93
长江中下游
旱地
15.8
0.93
茶园
14.5
0.81
水田
22.7
1.34
江南
旱地
15.7
0.9
茶、橘园
18.3
水田
24.6
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>茎秆
（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）
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
Nir
NO2-
Nar
NO3-
Nor
Nos
NO
N2O
N2
反硝化过程
NH3
Amo
N2O
Nxr
Nir
Hao
NH2OH
NO2-
云、贵、川
旱地
19.3
0.97 1.43 1.09
水田
27.3
1.49
华南、滇西
旱地
26.8
1.39
胶园
24.3
1.13
水田
28.5
1.5
土壤全N<2g/kg的耕地占87.8%
碳/氮 12.4 11.2 9.7 11.0 8.8 9.0 9.4 10.0 10.4 9.8 10.2 11.3 10.0 9.7 10.5 11.9 12.7 11.1
解吸作用
释放作用
3. 结果：减缓NH4＋的供应程度
（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（掌握）
2. 过程：
NH4＋
OH－ H＋
NH3 ＋ H＋
3. 影响因素：① pH值 6
NH3挥发 0.1%
7
1.0%
8
10.0%
9
50.0%
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 ⑤ 土壤水分含量 ⑥ 土壤中NH4＋的含量
pH6.5~7.5、25~30oC
4. 结果：形成NO3- -N
利：为喜硝植物提供氮素 弊：易随水流失和发生反硝化作用
（五）反硝化作用
1. 生物反硝化作用（嫌气条件下） (1)定义：嫌气条件下，土壤中的硝态氮在反硝化细菌
作用下还原为气态氮从土壤中逸失的现象（掌握）
(2)过程：
硝酸盐
还原细菌
NO3-
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
4. 结果：造成氮素损失
（四）硝化作用
1. 定义：通气良好条件下，土壤中的NH4＋ 在微生物 的作用下氧化成硝酸盐的现象。 （掌握）
2. 过程： NH4+＋O2 亚硝化细菌 NO2-＋ 4H+ 2NO2-＋O2 硝化细菌 2NO3-
3. 影响条件：土壤通气状况、土壤反应、 土壤温度等
最适条件：铵充足、通气良好、
硝化反硝化
Nor
Nos
NO
N2O
N2
（一）有机态氮的矿化作用
1. 定义：在微生物作用下，土壤中的含氮有
机物分解形成氨或铵的过程。（掌握）
2. 过程： 有机氮
异养微生物
氨基化作用
氨基化合物
氨化微生物
氨化作用
NH4＋－N＋有机酸
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%， 土壤pH=7，C/N≤25:1
4. 结果：生成NH4＋-N（有效化）
（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（掌握）
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（掌握）
2. 过程
液相NH4+ 吸附作用 交换性NH4+ 固定作用 固定态NH4+
第三讲 植物的氮素营养与氮肥
主要内容
1. 土壤中的氮素及其转化 2. 植物的氮素营养 3. 氮肥的种类、性质与施用 4. 氮肥施用对环境的影响 5. 氮肥的合理分配和施用
要求
了解 掌握 掌握 了解 掌握
第一节 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. 大气氮沉降（干沉降、湿沉降） 2. 有机肥和化肥的施用 3. 生物固氮（共生固氮、联合固氮、自生固氮） 4. 动植物残体的归还
2. 化学反硝化作用（可在好气条件下进行）
NO2－
N2 、N2O、NO
发生条件： NO2－存在
3. 结果：造成氮素的气态挥发损失，并污染
大气
（六）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。 （掌握）
矿化
生物同化固定
2. 影响条件：土体的C/N比、温度、
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％
二、土壤中氮的形态
水溶性 速效氮源 <全氮的5%
1. 有机氮 水解性 缓效氮源 占50%~70%
(>95%) 非水解性 难利用 占30%~50%
离子态 土壤溶液中
2. 无机氮 吸附态 土壤胶体吸附
(1~5％) 固定态 2：1型粘土矿物固定
有机氮
矿化作用 固定作用
无机氮
三、土壤中氮的转化
Βιβλιοθήκη BaiduNH3
N2、NO、N2O
3. 结果：减缓氮的供应；可减少氮素的损失
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，包括无机氮(<2％) 和易分解的有机氮
旱地：全氮、碱解氮、
供氮能力
土壤矿化氮、硝态氮
稻田：全氮、碱解氮、铵态氮
全 氮——土壤供氮潜力
无机氮——土壤供氮强度
小结：土壤有效氮增加和减少的途径
全氮（g/kg）
东北黑土
旱地
57.0
2.6
水田
50.0
2.6
内蒙古、新疆
旱地
18.0
1.1
青藏高原
旱地
28.0
1.4
黄土高原
旱地
10.0
0.7
黄淮海
旱地
9.7
0.6
水田
15.1
0.93
长江中下游
旱地
15.8
0.93
茶园
14.5
0.81
水田
22.7
1.34
江南
旱地
15.7
0.9
茶、橘园
18.3
水田
24.6
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>茎秆
（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）
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
Nir
NO2-
Nar
NO3-
Nor
Nos
NO
N2O
N2
反硝化过程
NH3
Amo
N2O
Nxr
Nir
Hao
NH2OH
NO2-
云、贵、川
旱地
19.3
0.97 1.43 1.09
水田
27.3
1.49
华南、滇西
旱地
26.8
1.39
胶园
24.3
1.13
水田
28.5
1.5
土壤全N<2g/kg的耕地占87.8%
碳/氮 12.4 11.2 9.7 11.0 8.8 9.0 9.4 10.0 10.4 9.8 10.2 11.3 10.0 9.7 10.5 11.9 12.7 11.1
解吸作用
释放作用
3. 结果：减缓NH4＋的供应程度
（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（掌握）
2. 过程：
NH4＋
OH－ H＋
NH3 ＋ H＋
3. 影响因素：① pH值 6
NH3挥发 0.1%
7
1.0%
8
10.0%
9
50.0%
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 ⑤ 土壤水分含量 ⑥ 土壤中NH4＋的含量
pH6.5~7.5、25~30oC
4. 结果：形成NO3- -N
利：为喜硝植物提供氮素 弊：易随水流失和发生反硝化作用
（五）反硝化作用
1. 生物反硝化作用（嫌气条件下） (1)定义：嫌气条件下，土壤中的硝态氮在反硝化细菌
作用下还原为气态氮从土壤中逸失的现象（掌握）
(2)过程：
硝酸盐
还原细菌
NO3-
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
4. 结果：造成氮素损失
（四）硝化作用
1. 定义：通气良好条件下，土壤中的NH4＋ 在微生物 的作用下氧化成硝酸盐的现象。 （掌握）
2. 过程： NH4+＋O2 亚硝化细菌 NO2-＋ 4H+ 2NO2-＋O2 硝化细菌 2NO3-
3. 影响条件：土壤通气状况、土壤反应、 土壤温度等
最适条件：铵充足、通气良好、
硝化反硝化
Nor
Nos
NO
N2O
N2
（一）有机态氮的矿化作用
1. 定义：在微生物作用下，土壤中的含氮有
机物分解形成氨或铵的过程。（掌握）
2. 过程： 有机氮
异养微生物
氨基化作用
氨基化合物
氨化微生物
氨化作用
NH4＋－N＋有机酸
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%， 土壤pH=7，C/N≤25:1
4. 结果：生成NH4＋-N（有效化）
（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（掌握）
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（掌握）
2. 过程
液相NH4+ 吸附作用 交换性NH4+ 固定作用 固定态NH4+
第三讲 植物的氮素营养与氮肥
主要内容
1. 土壤中的氮素及其转化 2. 植物的氮素营养 3. 氮肥的种类、性质与施用 4. 氮肥施用对环境的影响 5. 氮肥的合理分配和施用
要求
了解 掌握 掌握 了解 掌握
第一节 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. 大气氮沉降（干沉降、湿沉降） 2. 有机肥和化肥的施用 3. 生物固氮（共生固氮、联合固氮、自生固氮） 4. 动植物残体的归还
2. 化学反硝化作用（可在好气条件下进行）
NO2－
N2 、N2O、NO
发生条件： NO2－存在
3. 结果：造成氮素的气态挥发损失，并污染
大气
（六）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。 （掌握）
矿化
生物同化固定
2. 影响条件：土体的C/N比、温度、
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％
二、土壤中氮的形态
水溶性 速效氮源 <全氮的5%
1. 有机氮 水解性 缓效氮源 占50%~70%
(>95%) 非水解性 难利用 占30%~50%
离子态 土壤溶液中
2. 无机氮 吸附态 土壤胶体吸附
(1~5％) 固定态 2：1型粘土矿物固定
有机氮
矿化作用 固定作用
无机氮
三、土壤中氮的转化
Βιβλιοθήκη BaiduNH3
N2、NO、N2O