植物营养教学课件3植物的氮素营养与氮肥
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《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-
整理课件
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；
整理课件
56
2、氮素过多
NO3- 可能在植物体内的累积，对人、畜有害。
第九章 植物的氮素营养与氮肥施用PPT课件
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
0
196
196
3
420
26
6
561
17
三、植物对氮的吸收与同化
吸收的形态
无机态：NH4+－N、NO3-－N （主要） 有机态：NH2 －N、氨基酸、 （少量） 核酸等
（一）植物对硝态氮的吸收与同化 1. 吸收：植物主动吸收NO3-－N
（二）植物对铵态氮的吸收与同化
1. 吸收 机理：
①被动渗透
(Epstein,1972)
膜外 NH4+
H+
膜 膜内 ATPase
②接触脱质子 NH4+
NH3
(Mengel,1982)
H+
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
氨
酮酸
酮戊二酸
谷氨酸
还原性胺化作用
氨
酰胺
转氨基作用 各 种 新 的 氨 基 酸
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)
大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还 原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：
表 我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 （沈明珠，1982）
03-氮素营养和氮肥
碳铵
NH4＋＋HCO3－
对土壤没有副作用
基肥,追肥,深施 适于各种土壤和 大对数作物
表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用
品种 转化及结果
施用
氯化铵 NH4＋＋Cl－ 使土壤酸化(生理酸,硝化酸, 代换酸)、脱钙板结
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
硫铵
NH4＋＋SO42－
挥发损失
反硝化作用
有 机 质
生
矿化作用 生物固持
铵态氮
硝化作用 硝酸还原作用
硝态氮
物 固 定
有 机 氮
晶格固定
淋洗损失
吸附态铵或 固定态铵
水体中的 硝态氮
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
“Tipburn” in lettuce due to nitrate and chlorid toxicity on a sandy.
Severe symptoms of N toxicity
氮素过多对苹果的影响
Normal N Nutrition for Over-fertilized with N fertilizer
（维生素B1、B2、B6、IAA、CK ）
烟碱
富含B2多的蔬菜
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
不供氮
0
196
196
3
420
26
6
561
17
三、植物对氮的吸收与同化
第九章 植物的氮素营养与氮肥 土壤肥料学 教学课件
（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
19
（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 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
20
五、作物氮素缺乏与过多症状
（一）缺氮症状
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
NR，Mo
NiR，Fe、Mn
NO3- 根、叶细胞质 NO2- 根其它细胞器、 NH3
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：
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）。
≤1440 高度 允许熟食
4
≤3100 严重 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。
13
（二）植物对铵态氮的吸收与同化
1. 吸收 （1）机理：
①主动吸收
(Epstein,1972)
②接触脱质子
(Mengቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl,1982)
膜外 NH4+
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）。
12
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)
➢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
19
（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 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
20
五、作物氮素缺乏与过多症状
（一）缺氮症状
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
NR，Mo
NiR，Fe、Mn
NO3- 根、叶细胞质 NO2- 根其它细胞器、 NH3
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：
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）。
≤1440 高度 允许熟食
4
≤3100 严重 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。
13
（二）植物对铵态氮的吸收与同化
1. 吸收 （1）机理：
①主动吸收
(Epstein,1972)
②接触脱质子
(Mengቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl,1982)
膜外 NH4+
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）。
12
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)
第4章 氮素营养与氮肥优秀课件
第4章Байду номын сангаас氮素营养与 氮肥
李晓林材料
第四章 植物的氮素营养与氮肥
主要内容：
第一节 植物的氮素营养 第二节 土壤中的氮素及其转化 第三节 化学氮肥的种类、性质及其施 用方法 第四节 提高氮肥利用率的途径
第一节 植物的氮素营养
一、铵态氮和硝态氮的营养特点
1.NH4+为还原态，有利形成还原性有机物
如：薄荷、烟草体内芳香族挥发油含量增加
小麦
玉米
禾本科作物 缺氮的症状
苗期缺氮
绿色V字症
老叶缺氮
不同时期和部位的缺氮症状
马 铃薯
油菜
烟草
黄
-N
瓜
+N
草
莓
+N
-N
芹
菜
缺氮
供氮
落 叶松
-N
+N
氮过量
Cucumber growth with normal N Nutrition
氮素过多对苹果的影响
Normal N Nutrition for Over-fertilized with N fertilizer
碱解氮： ＜ 50mgKg –1为低，50～100mgKg –1为中等， ＞ 100mgKg –1为高
全氮 ：土壤供氮潜力或容量
速效氮：NH4++NO3- 土壤供氮强度
＜20mgKg –1为低，20～40mgKg –1为中等，
＞ 40mgKg –1为高
第三节 氮肥的种类、性质和施用
氮肥生产情况： 1. 世界氮肥生产的主要国家 2. 我国的氮肥生产 3. 我国氮肥品种的变化 4. 某些国家氮肥生产品种
“Golden delicious”
李晓林材料
第四章 植物的氮素营养与氮肥
主要内容：
第一节 植物的氮素营养 第二节 土壤中的氮素及其转化 第三节 化学氮肥的种类、性质及其施 用方法 第四节 提高氮肥利用率的途径
第一节 植物的氮素营养
一、铵态氮和硝态氮的营养特点
1.NH4+为还原态，有利形成还原性有机物
如：薄荷、烟草体内芳香族挥发油含量增加
小麦
玉米
禾本科作物 缺氮的症状
苗期缺氮
绿色V字症
老叶缺氮
不同时期和部位的缺氮症状
马 铃薯
油菜
烟草
黄
-N
瓜
+N
草
莓
+N
-N
芹
菜
缺氮
供氮
落 叶松
-N
+N
氮过量
Cucumber growth with normal N Nutrition
氮素过多对苹果的影响
Normal N Nutrition for Over-fertilized with N fertilizer
碱解氮： ＜ 50mgKg –1为低，50～100mgKg –1为中等， ＞ 100mgKg –1为高
全氮 ：土壤供氮潜力或容量
速效氮：NH4++NO3- 土壤供氮强度
＜20mgKg –1为低，20～40mgKg –1为中等，
＞ 40mgKg –1为高
第三节 氮肥的种类、性质和施用
氮肥生产情况： 1. 世界氮肥生产的主要国家 2. 我国的氮肥生产 3. 我国氮肥品种的变化 4. 某些国家氮肥生产品种
“Golden delicious”
《植物营养学氮素》课件
氮素管理的环境和经济影响
探索氮素管理对环境和经济的影响，包括土壤污染、水体富营养化和农业可 持续性等方面。
《植物营养学氮素》PPT 课件
欢迎来到《植物营养学氮素》PPT课件！本课件将深入探讨氮素在植物生长中 的重要性、来源和需求，以及氮肥的使用和管理技术。让我们一起开始这个 精彩的旅程吧！
氮素的重要性
了解氮素在植物生长中的关键作用，包括促进叶片生长、增加植物产量和改善植物健康。
氮素的来源和循环
探索氮素的不同来源，包括土壤中的氮储存和大气中的氮气转化过程。了解 氮素在生态系统中的循环。
植物对氮素的需求
研究植物对氮素的生理需求，包括生长阶段和特定作物的需求差异。
氮素作为限制要素的影响
探讨当土壤中氮素供应不足时，植物生长和产量的受限情况。了解氮素限制 对生态系统的影响。
氮素的应用技术
介绍氮素的应用技术，包括基于土测试的施肥方法和优化氮素利用效率的技巧。
氮肥的使用与管理
讨论如何正确使用氮肥，包括施肥时机和施肥量的控制，以减少环境负荷和提高作物产量。
03第三章 植物氮素营养与氮肥
在这个还原过程中，还原力来源于NADH 和NADPH 。 在大麦和玉米的根和地上部发现了 一个 NADH-specific 酶, 在根中发现了 一个N.RⅡ,一个 NAD(P)H-bispecific 酶,但是 未在绿色组织中发现该酶。后者可以利用 NADH 或 NADPH作为还原力。 NADH型 N.R.占优势。将NO3- 的5价 N 转化成 NO2- 的3价N, 需要 2电子: NO3- + 2H+ + 2e- -----------------------> NO2- +H2O (NR) 是非常重要的酶，因为它是 NO3-同化反应的第一步， 因此似乎有调节作用；另外，这是一个耗能过程。 注意：在线粒体中每氧化 1mole NADH 能够产生2.5 to 3 moles ATP. 将 N 有5价 (NO3-)完全变成 -3 价(NH4+) 需要 8 电子。硝态氮的还原大约消耗光合作用产生的 20% 的电子。 最重要的是NO3- 还原产生对细胞有毒的，或能引起突变的 物质NO2-。因此通过控制NR调节这一步的另一个重要原因。
氧化还原变化
NO2- 中N (+3)转化成NH4+的N（ -3 ）需要6个电子。这些还 原力由光合过程中光反应产生的还原态铁氧还蛋白提供。 从 NO2- 到 NH4+ 的还原反应如下： NO2- + 6Fdred + 8H+--->NH4+ + 6Fdox +2H2O 在非绿色组织之中，尽管有一个类似于铁氧还蛋白的蛋白质，它 具有叶子铁氧还蛋白的抗原特性，直接为NO2-提供电子， NADPH 是还原力。因此，看起来从 NADPH 到 Fd-like 蛋白质， 再到 NO2- 的电子传递链将电子传给NO2- 。 NO2- + 3NADPH + 5H+------->NH4+ + 3NADP+ +2H2O
氧化还原变化
NO2- 中N (+3)转化成NH4+的N（ -3 ）需要6个电子。这些还 原力由光合过程中光反应产生的还原态铁氧还蛋白提供。 从 NO2- 到 NH4+ 的还原反应如下： NO2- + 6Fdred + 8H+--->NH4+ + 6Fdox +2H2O 在非绿色组织之中，尽管有一个类似于铁氧还蛋白的蛋白质，它 具有叶子铁氧还蛋白的抗原特性，直接为NO2-提供电子， NADPH 是还原力。因此，看起来从 NADPH 到 Fd-like 蛋白质， 再到 NO2- 的电子传递链将电子传给NO2- 。 NO2- + 3NADPH + 5H+------->NH4+ + 3NADP+ +2H2O
氮素营养与氮肥PPT课件
氮素是可以再利用的元素，作物缺氮的显著特 征是下部叶片首先失绿黄化，然后逐渐向上部叶 片扩展。
作物缺氮不仅影响产量，而且使产品品质也下降。
7
缺8氮
缺9氮
缺10氮
缺11氮
缺12氮
缺13氮
缺14氮
缺15氮
缺16氮
缺17氮
缺18氮
缺19氮
缺20氮
缺21氮
缺22氮
缺23氮
缺氮
• 有机氮则是小分子的有机态氮，如各种 氨基酸等。
5
• 1.4氮的丰缺问题
施氮区作物吸氮量-不施氮区作物吸氮量
氮肥利用率(%)=
施入氮肥中的氮量
*100
6
1.5植物缺氮症状与供氮过多的危害
（一）作物缺氮的外部特征 叶片黄化，植株生长过程迟缓..
苗期植株生长受阻而显得矮小、瘦弱，叶片薄 而小。禾本科作物表现为分蘖少，茎杆细长；双 子叶则表现为分枝少。若继续缺氮，禾本科作物 表现为穗小粒瘪早衰。
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酸性所造成的。
36
（二）氮素过多的危害
作物贪青晚熟，生长期延长。 细胞壁薄，植株柔软，易受机械损伤（倒伏） 和病害侵袭（大麦褐锈病、小麦赤霉病、水稻褐 斑病）。
大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐 贮存性；
2、植物种类 木本植物还原能力>一年生草本 一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原 强度顺序为： 油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳 3、温度 温度升高，酶的活性也高，所以也可 提高根中还原NO3--N 的比例。
30
大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还 原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：
作物缺氮不仅影响产量，而且使产品品质也下降。
7
缺8氮
缺9氮
缺10氮
缺11氮
缺12氮
缺13氮
缺14氮
缺15氮
缺16氮
缺17氮
缺18氮
缺19氮
缺20氮
缺21氮
缺22氮
缺23氮
缺氮
• 有机氮则是小分子的有机态氮，如各种 氨基酸等。
5
• 1.4氮的丰缺问题
施氮区作物吸氮量-不施氮区作物吸氮量
氮肥利用率(%)=
施入氮肥中的氮量
*100
6
1.5植物缺氮症状与供氮过多的危害
（一）作物缺氮的外部特征 叶片黄化，植株生长过程迟缓..
苗期植株生长受阻而显得矮小、瘦弱，叶片薄 而小。禾本科作物表现为分蘖少，茎杆细长；双 子叶则表现为分枝少。若继续缺氮，禾本科作物 表现为穗小粒瘪早衰。
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酸性所造成的。
36
（二）氮素过多的危害
作物贪青晚熟，生长期延长。 细胞壁薄，植株柔软，易受机械损伤（倒伏） 和病害侵袭（大麦褐锈病、小麦赤霉病、水稻褐 斑病）。
大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐 贮存性；
2、植物种类 木本植物还原能力>一年生草本 一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原 强度顺序为： 油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳 3、温度 温度升高，酶的活性也高，所以也可 提高根中还原NO3--N 的比例。
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大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还 原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：
《氮素营养与氮肥》PPT课件
氮素营养与氮肥
精选ppt
第五章
1
第一节 植物的氮素营养
一、植物体内氮的含量和分布
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。
精选ppt
2
二、氮的营养作用
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。硝酸盐还可能具 有信号作用。
精选ppt
19
2、生殖生长期缺氮
缺氮导致繁殖器官（如幼穗、花）分化受阻。繁 殖器官变小或变少。
精选ppt
20
精选ppt
21
3、籽粒建成或果实形成期缺氮
器官提前衰老，叶片氮输出过早，光合产 物供应不足，籽粒或果实中中细胞分化受 阻，果实变小。谷物的败育籽粒数增加， 籽粒结实率下降，产量明显降低。收获产 品中的蛋白质、维生素和必需氨基酸的含 量也相应地减少。
精选ppt
8
硝酸还原酶
❖ 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(Cytc)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。
结果。不过在土壤中很难实现这一点。
精选ppt
15
NO3-吸收与还原的调节
❖ 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 ❖ 4、植物体内氨基酸、铵离子对NO3-吸收
精选ppt
第五章
1
第一节 植物的氮素营养
一、植物体内氮的含量和分布
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。
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2
二、氮的营养作用
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。硝酸盐还可能具 有信号作用。
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19
2、生殖生长期缺氮
缺氮导致繁殖器官（如幼穗、花）分化受阻。繁 殖器官变小或变少。
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20
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21
3、籽粒建成或果实形成期缺氮
器官提前衰老，叶片氮输出过早，光合产 物供应不足，籽粒或果实中中细胞分化受 阻，果实变小。谷物的败育籽粒数增加， 籽粒结实率下降，产量明显降低。收获产 品中的蛋白质、维生素和必需氨基酸的含 量也相应地减少。
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8
硝酸还原酶
❖ 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(Cytc)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。
结果。不过在土壤中很难实现这一点。
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15
NO3-吸收与还原的调节
❖ 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 ❖ 4、植物体内氨基酸、铵离子对NO3-吸收
植物营养学课件：植物的氮素营养与氮肥
影響因素： 植物種類：豆科植物>非豆科植物 品種：高產品種>低產品種 器官：種子>葉>根>莖稈
組織：幼嫩組織>成熟組織>衰老組織， 生長點>非生長點
生長時期：苗期>旺長期>成熟期>衰老期， 營養生長期>生殖生長期
2. 分佈：
幼嫩組織>成熟組織>衰老組織，
生長點>非生長點 原因：氮在植物體內的移動性強
如TIPs 尿素
尿素
液泡 細胞內
CO2
氨
低親和力 系統(LAT)
高親和力 系統(HAT)
外界環境 脲酶 中的尿素
直 接 吸 收 CO2 + NH3
植物對尿素的吸收和轉運示意圖（引自Wang等，2008）
（2）氨基態氮
可直接吸收，效果因種類而異
第一類，效果 > 硫酸銨：如甘氨酸、天門冬醯胺等
第二類，尿素 < 效果 < 硫酸銨：如天門冬氨酸等
全氮（g/kg）
東北黑土
旱地
57.0
2.6
水田
50.0
2.6
內蒙古、新疆
旱地
18.0
1.1
青藏高原
旱地
28.0
1.4
黃土高原
旱地
10.0
0.7
黃淮海
旱地
9.7
0.6
水田
15.1
0.93
長江中下游
旱地
15.8
0.93
茶園
14.5
0.81
水田
22.7
1.34
江南
旱地
15.7
0.9
茶、橘園
18.3
水田
24.6
組織：幼嫩組織>成熟組織>衰老組織， 生長點>非生長點
生長時期：苗期>旺長期>成熟期>衰老期， 營養生長期>生殖生長期
2. 分佈：
幼嫩組織>成熟組織>衰老組織，
生長點>非生長點 原因：氮在植物體內的移動性強
如TIPs 尿素
尿素
液泡 細胞內
CO2
氨
低親和力 系統(LAT)
高親和力 系統(HAT)
外界環境 脲酶 中的尿素
直 接 吸 收 CO2 + NH3
植物對尿素的吸收和轉運示意圖（引自Wang等，2008）
（2）氨基態氮
可直接吸收，效果因種類而異
第一類，效果 > 硫酸銨：如甘氨酸、天門冬醯胺等
第二類，尿素 < 效果 < 硫酸銨：如天門冬氨酸等
全氮（g/kg）
東北黑土
旱地
57.0
2.6
水田
50.0
2.6
內蒙古、新疆
旱地
18.0
1.1
青藏高原
旱地
28.0
1.4
黃土高原
旱地
10.0
0.7
黃淮海
旱地
9.7
0.6
水田
15.1
0.93
長江中下游
旱地
15.8
0.93
茶園
14.5
0.81
水田
22.7
1.34
江南
旱地
15.7
0.9
茶、橘園
18.3
水田
24.6
土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥
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。
二、植物体内含氮化合物的种类 （氮的生理功能）
1. 氮是蛋白质的重要成分（蛋白质含氮16～ 18％）—生命物质
2. 氮是核酸和核蛋白的成分（核酸中的氮约 占植株全氮的10％）—合成蛋白质和决定 生物遗传性的物质基础
CH2 COOH
2-亚氨基戊二酸
谷氨酸 合成酶
(GOGAT)
谷氨酸脱氢酶
NHDH2 NAD+
1 COOH
H2N CH CH2 CH2
COOH
谷氨酸
3 1 氨基转
移作用
蛋白质 核酸 其他含氮化合物
氨同化途径模式:1,2-谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶途径
①NH3供给量低 ②NH3供给量高 ③谷氨酸脱氢酶途径 GOGAT:谷氨酰胺-酮戊二酸转移酶
土壤学与植物营养第三讲植 物的氮素营养与氮肥
主要内容
要求
1. 土壤中的氮素及其转化 了解
2. 植物的氮素营养
掌握
3. 氮肥的种类、性质与施用 掌握
4. 氮肥施用对环境的影响 了解
5. 氮肥的合理分配和施用 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. 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
生物固氮
反硝化作用
雷电降雨
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～5％
二、植物体内含氮化合物的种类 （氮的生理功能）
1. 氮是蛋白质的重要成分（蛋白质含氮16～ 18％）—生命物质
2. 氮是核酸和核蛋白的成分（核酸中的氮约 占植株全氮的10％）—合成蛋白质和决定 生物遗传性的物质基础
CH2 COOH
2-亚氨基戊二酸
谷氨酸 合成酶
(GOGAT)
谷氨酸脱氢酶
NHDH2 NAD+
1 COOH
H2N CH CH2 CH2
COOH
谷氨酸
3 1 氨基转
移作用
蛋白质 核酸 其他含氮化合物
氨同化途径模式:1,2-谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶途径
①NH3供给量低 ②NH3供给量高 ③谷氨酸脱氢酶途径 GOGAT:谷氨酰胺-酮戊二酸转移酶
土壤学与植物营养第三讲植 物的氮素营养与氮肥
主要内容
要求
1. 土壤中的氮素及其转化 了解
2. 植物的氮素营养
掌握
3. 氮肥的种类、性质与施用 掌握
4. 氮肥施用对环境的影响 了解
5. 氮肥的合理分配和施用 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. 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
生物固氮
反硝化作用
雷电降雨
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～5％
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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
（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）
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％
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-
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
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
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
NH3
N2、NO、N2O
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-
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
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
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、
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
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பைடு நூலகம் 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、
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
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
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+