氮素营养和氮肥

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八、供氮过多的危害
❖ 超量供应氮素常使细胞增长过大，细胞壁薄，细胞多汁， 导致作物易受各种病害侵袭。如果造成群体过大，受光 条件恶化，则植株高度增加过快，下部节间过细，易造 成倒伏。
❖ 过量氮素的同化过程要消耗大量碳水化合物，从而使植 株碳氮代谢失调，导致甜菜块根的产糖率下降，园艺作 物果实的含糖量降低，麻类作物纤维产量下降。
❖ 土壤中可被植物吸收利用的氮素主要 是铵态氮和硝态氮。某些可溶性的有 机含氮化合物，如氨基酸、酰胺和尿 素，也能被植物直接吸收。
❖
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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
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四、氮的同化与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。
亚硝酸还原酶
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五、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。
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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、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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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。
❖ 氮在植物体内的再移动能力能强。缺氮情 况下，老叶中的蛋白质、核酸、叶绿素等 分解为小分子氮化合物(如氨基酸或酰胺 等)，然后转运到新生器官被再利用，以满 足这些器官的正常代谢。
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1、营养生长期缺氮
❖ 轻微缺氮时，植株呈浅绿色。严重缺氮时， 下部老叶显著黄化并衰老加快。进而导致 植物生长发育缓慢，植株矮小细弱。严重 缺氮甚至出现生长停滞，不能抽穗开花。
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2.NH4+的吸收
❖ 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。
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亚硝酸还原酶
❖ 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。
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硝酸还原酶
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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。
6.8
以(NH4)2SO4为氮源
干 重 原来pH值 最终pH值
0.27
5.1
4.0
水 稻 0.13
5.2
6.0
0.31
5.1
2.9
很多研究表明，当两种氮源以适当比例同
时存在时，作物生长状况会明显改善。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。
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作物对氮肥的喜好
❖ 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。
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不同形态氮肥对玉米和 水稻幼苗生长的影响（15天）
❖
以NaNO3为氮源
干 重 原来pH值 最终pH值
玉 米 0.41
5.2
二、氮的营养作用Байду номын сангаас
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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三、氮的吸收
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
的调节
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七、植物缺氮症状
❖ 缺氮后蛋白质合成受阻，细胞分裂活性下 降。叶绿素含量下降后出现叶片黄化，光 合强度减弱，光合产物减少。