第3章氮素
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先退绿发黄，然后逐渐向上部叶片扩 展。
（一）缺氮症状
禾本科植物表现为分蘖减少，茎杆细 长；若继续缺氮，禾本科作物表现为 穗小粒瘪早衰。
双子叶植物则表现为分枝少。
作物缺氮不仅影响产量，而且产品 品质也下降， 蛋白质、必需氨基酸、 维生素含量均降低。
（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）。
氮素通过酶的作用，间接影响植物 生长发育。
维生素、生物碱和植物激素也都含有氮, 调节植物体内的一些生理过程。
例如：细胞分裂素可促进禾本科作物 的分蘖，调节胚乳细胞的形成，有增加粒 重的作用。
增施氮肥可促进细胞分裂素的合成(表2 －2)
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 肥是获得作物高产的有效措施。
四、植物对氮的吸收、同化和运输
（一）NO3--N的吸收和同化
1、 NO3--N的吸收 逆电化学势梯度的主动吸收，消耗
能量；
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；
（一）NO3-N的吸收和同化
NO3-N进入植物体后，一部分进入根 细胞的液胞中储存起来，暂时不被同化； 大部分在根系中同化为氨基酸、蛋白质， 也可直接通过木质部运往地上部；
（二）氮素过多的危害
大量施用氮肥会降低果、蔬的品质 和耐贮存性；棉花蕾铃稀少易脱落； 甜菜块根产糖率下降；纤维作物产量 减少，纤维品质降低。
四、植物对氮的吸收、同化和运输
植物吸收的氮素主要是铵态氮和硝态 氮。
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。
充分考虑以上因素可采取相应措施降低温 室或塑料大棚中的蔬菜体内的硝酸盐含量。
（二）NH4+-N的吸收和同化
1、 NH4+-N的吸收 NH4+的吸收与H+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)
NO3-N在液泡的积累对离子平衡和渗 透调节作用具有重要意义。
2、NO3-N的还原 NO3_
NO2_
吸收的NO3-N需在根 系或地上部还原后才能被 利用。
NH3
2、NO3-N的还原
硝酸还原成氨是由两种独立的酶 分别进行催化的:
第一步：硝酸还原酶作用下NO3-N还原成
亚硝酸盐
硝酸还原E
NO3- ＋NADPH
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，例如蛋白质、核酸、核蛋白、 叶绿素、酶、激素中都含有氮。
氮也是遗传物质的基础。
二、氮的营养功能
（ 一）蛋白质的重要组分
蛋白态氮可占植株全氮的80－ 85%，蛋白质中平均含氮16%-18%。
蛋白质参与细胞的增长与分裂、 新细胞的形成。
缺氮造成细胞的形成受阻，植株 生长发育缓慢，甚至停止。
叶绿素a和叶绿素b中都含有氮；
叶绿体约占叶片干重的20－30％， 叶绿体中含蛋白质45－60％；
叶绿体是植物进行光合作用的场所， 叶绿素含量影响光合速率与光合产物的 形成；
当植物缺氮时，叶绿素含量下降， 叶片黄化。
（四）许多酶的组分
酶本身就是蛋白质，酶是植物体内 生理代谢过程的催化剂，许多生化反 应的方向、速度都是由酶系统控制的。
（二）核酸和核蛋白的成分
核酸态氮约占植株全氮的10%左右，核酸 中含氮15－16%。
核糖核酸（RNA)、脱氧核糖核酸（ DNA)都 含有氮素。
核酸与蛋白质结合形成核蛋白，以核蛋白 的形式大量存在于细胞核及顶端分生组织中。
DNA是决定植物生物学特性的遗传物质 DNA、RNA是遗传信息的传递者
（三）叶绿素的组分
增施氮肥可促进细胞分裂素的合成
表2-2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、植物缺氮症状与供氮过多的危害
（一）缺氮症状 1、植株矮小、生长缓慢； 2、叶绿素含量低、叶片黄化； 3、作物缺氮的显著特征是下部叶片首
0.2
0.3
2.8
4.2
─
8.0
─-
8.2
(Randall，1969)
NO3-N在根和地上部还原的的比例取 决于以下因素：
1、硝酸盐供应水平 硝酸盐数量少， 主要在根中还原;
2、植物种类 木本植物根的还原能力 >一年生草本；
一年生草本植物因种类不同而有差异， 其根的还原强度顺序为：
油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳
第三节 氮
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。
一、植物体内氮的含量与分布 二、氮的营养功能 三、植物缺氮症状与供氮过多的危害 四、植物对氮的吸收、同化和运输
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%,而含量的多少与植物种类、 器官、发育阶段有关。
3、温度 温度升高，酶的活性也高，也可 提高根中还原NO3--N 的比例。
4、植物的苗龄 根中还原的比例随苗龄的 增加而提高;
5、陪伴离子 K+能促进NO3-向地上部运输， 充足钾供应，根中还原比例下降；Ca2+和Na+ 为陪伴离子时则相反;
6、光照 在绿色叶片中，光合强度与NO3还原之间存在着密切的相关性。
Mo NO2- +NADP
第二步：亚硝酸还原酶使亚硝酸盐还原成氨
NO2-
＋NADPH
亚硝酸还原E Fe Cu
NH4＋ +NADP
钼对小麦叶片中硝酸还原酶活性的影响
供钼水平 (源自文库g/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
种类：大豆>玉米>小麦>水稻 器官：叶片>籽粒>茎秆>苞叶 发育：同一作物的不同生育时期， 含氮量也不相同。
一、植物体内氮的含量和分布
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。
H+的释放 (μmol/L)
158
149
184
183
174
166
（一）缺氮症状
禾本科植物表现为分蘖减少，茎杆细 长；若继续缺氮，禾本科作物表现为 穗小粒瘪早衰。
双子叶植物则表现为分枝少。
作物缺氮不仅影响产量，而且产品 品质也下降， 蛋白质、必需氨基酸、 维生素含量均降低。
（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）。
氮素通过酶的作用，间接影响植物 生长发育。
维生素、生物碱和植物激素也都含有氮, 调节植物体内的一些生理过程。
例如：细胞分裂素可促进禾本科作物 的分蘖，调节胚乳细胞的形成，有增加粒 重的作用。
增施氮肥可促进细胞分裂素的合成(表2 －2)
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 肥是获得作物高产的有效措施。
四、植物对氮的吸收、同化和运输
（一）NO3--N的吸收和同化
1、 NO3--N的吸收 逆电化学势梯度的主动吸收，消耗
能量；
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；
（一）NO3-N的吸收和同化
NO3-N进入植物体后，一部分进入根 细胞的液胞中储存起来，暂时不被同化； 大部分在根系中同化为氨基酸、蛋白质， 也可直接通过木质部运往地上部；
（二）氮素过多的危害
大量施用氮肥会降低果、蔬的品质 和耐贮存性；棉花蕾铃稀少易脱落； 甜菜块根产糖率下降；纤维作物产量 减少，纤维品质降低。
四、植物对氮的吸收、同化和运输
植物吸收的氮素主要是铵态氮和硝态 氮。
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。
充分考虑以上因素可采取相应措施降低温 室或塑料大棚中的蔬菜体内的硝酸盐含量。
（二）NH4+-N的吸收和同化
1、 NH4+-N的吸收 NH4+的吸收与H+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)
NO3-N在液泡的积累对离子平衡和渗 透调节作用具有重要意义。
2、NO3-N的还原 NO3_
NO2_
吸收的NO3-N需在根 系或地上部还原后才能被 利用。
NH3
2、NO3-N的还原
硝酸还原成氨是由两种独立的酶 分别进行催化的:
第一步：硝酸还原酶作用下NO3-N还原成
亚硝酸盐
硝酸还原E
NO3- ＋NADPH
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，例如蛋白质、核酸、核蛋白、 叶绿素、酶、激素中都含有氮。
氮也是遗传物质的基础。
二、氮的营养功能
（ 一）蛋白质的重要组分
蛋白态氮可占植株全氮的80－ 85%，蛋白质中平均含氮16%-18%。
蛋白质参与细胞的增长与分裂、 新细胞的形成。
缺氮造成细胞的形成受阻，植株 生长发育缓慢，甚至停止。
叶绿素a和叶绿素b中都含有氮；
叶绿体约占叶片干重的20－30％， 叶绿体中含蛋白质45－60％；
叶绿体是植物进行光合作用的场所， 叶绿素含量影响光合速率与光合产物的 形成；
当植物缺氮时，叶绿素含量下降， 叶片黄化。
（四）许多酶的组分
酶本身就是蛋白质，酶是植物体内 生理代谢过程的催化剂，许多生化反 应的方向、速度都是由酶系统控制的。
（二）核酸和核蛋白的成分
核酸态氮约占植株全氮的10%左右，核酸 中含氮15－16%。
核糖核酸（RNA)、脱氧核糖核酸（ DNA)都 含有氮素。
核酸与蛋白质结合形成核蛋白，以核蛋白 的形式大量存在于细胞核及顶端分生组织中。
DNA是决定植物生物学特性的遗传物质 DNA、RNA是遗传信息的传递者
（三）叶绿素的组分
增施氮肥可促进细胞分裂素的合成
表2-2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、植物缺氮症状与供氮过多的危害
（一）缺氮症状 1、植株矮小、生长缓慢； 2、叶绿素含量低、叶片黄化； 3、作物缺氮的显著特征是下部叶片首
0.2
0.3
2.8
4.2
─
8.0
─-
8.2
(Randall，1969)
NO3-N在根和地上部还原的的比例取 决于以下因素：
1、硝酸盐供应水平 硝酸盐数量少， 主要在根中还原;
2、植物种类 木本植物根的还原能力 >一年生草本；
一年生草本植物因种类不同而有差异， 其根的还原强度顺序为：
油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳
第三节 氮
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。
一、植物体内氮的含量与分布 二、氮的营养功能 三、植物缺氮症状与供氮过多的危害 四、植物对氮的吸收、同化和运输
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%,而含量的多少与植物种类、 器官、发育阶段有关。
3、温度 温度升高，酶的活性也高，也可 提高根中还原NO3--N 的比例。
4、植物的苗龄 根中还原的比例随苗龄的 增加而提高;
5、陪伴离子 K+能促进NO3-向地上部运输， 充足钾供应，根中还原比例下降；Ca2+和Na+ 为陪伴离子时则相反;
6、光照 在绿色叶片中，光合强度与NO3还原之间存在着密切的相关性。
Mo NO2- +NADP
第二步：亚硝酸还原酶使亚硝酸盐还原成氨
NO2-
＋NADPH
亚硝酸还原E Fe Cu
NH4＋ +NADP
钼对小麦叶片中硝酸还原酶活性的影响
供钼水平 (源自文库g/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
种类：大豆>玉米>小麦>水稻 器官：叶片>籽粒>茎秆>苞叶 发育：同一作物的不同生育时期， 含氮量也不相同。
一、植物体内氮的含量和分布
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。
H+的释放 (μmol/L)
158
149
184
183
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