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2. 过程:
有机氮
水解酶
异养微生物
水解酶
水 解 酶
氨基酸
氨化微生物 水解，氧化 还原和转位
水解酶
NH4＋—N＋有机酸
有机态氮的矿化
3. 发生条件： 各种条件下均可发生 最适条件:20～30oC 土壤湿度:田间持水量60％ 土壤pH＝7 4. 结果： 生成NH4＋—N 实现有效化 C/N≤25:1
NH4+的吸附固定
反硝化作用
(六) 反硝化作用 1. 生物反硝化作用(嫌气条件) (1)定义:缺氧条件下反硝化细菌还原硝酸盐,释放N2或N2O (2)过程: (3)最适条件:新鲜有机质丰富，含氮量5～10％ pH5～8， 温度30～35oC 是稻田氮素损失的主要途径:占氮肥损失的35％
反硝化作用
(六) 反硝化作用
水稻—矮小僵化,叶片黄化无光泽
四. 植物氮素营养失调症状及丰缺指标 氮过量对作物品质的影响
粮食作物(主要是块茎) 使作物碳水化合物含量降低,硝酸 盐含量增加,降低品质 水果 含糖量下降,水果形状,颜色,和口 感变差,过量硝酸盐产生毒性 蔬菜 硝酸盐积累增加,营养价值降低 (人致死量15-70mg/kg体重) 经济作物 生物量增加,但有效成分含量减少
硝化细菌
NO2－ ＋4H＋
2NO3－
反硝化作用
N2+NO2/NO
3. 影响条件: 通气状况,土壤反应和土壤温度等 最适条件: ①氨充足 ②通气良好 ③ pH6.5～7.5 ④ 25～30oC 4. 结果：形成NO3—N 利:喜硝植物供氮—有效化 弊:淋失或发生反硝化—无效化
硝酸还原作用
(五) 硝酸还原作用
四. 植物氮素营养失调症状及丰缺指标 氮素丰缺指标及营养诊断 形态诊断 —缺素症&过剩症 外表形态变化反映生理代谢 异常—因此以作物外表形 态变异可以判断营养丰缺 1.表征(叶色,株型)诊断 主要手段,依靠经验和症状 易误诊,此时受害已较严重 2.显微结构诊断 辅助手段,精确但繁琐费时
四. 植物氮素营养失调症状及丰缺指标 植株化学诊断 1.组织速测诊断 速度快,田间采样,试纸比色 2.全量化学分析 精度高,只能在实验室进行 3.叶片分析 用于果树及营养稳定的作物
(三）氨的挥发损失
1. 定义: 中性或碱性条件下,土壤NH4＋转为NH3而挥发
2. 过程: NH4＋ 3. 影响因素:
OH－ H＋
NH3 ＋ H＋
② 土壤CaCO3含量: 呈正相关 ① pH值 NH3挥发 ③ 温度: 呈正相关 6 0.1% ④ 施肥深度: 挥发量 表施>深施 7 1.0% ⑤ 土壤水分 8 10% ⑥ 土壤中NH4＋含量 9 50% 4. 结果: 造成氮素损失（使其无效化）
2.化学反硝化作用（可在好气条件下进行）
(1)定义:亚硝基经过系列化学反应形成N2或N2O,NO,NO2 (2)条件:有亚硝基NO2—存在 (3)结果:a.氮素的气态挥发损失(无效化) b.影响大气(破坏臭氧层、加剧温室效应)
反硝化作用
N2、NO、 N2O NH4+－N
+ O2
水耕表层 A
水层 氧化亚层A1
能被当季作物利用的氮素
含无机氮(<2％)和易分解有机氮
2.供氮能力衡量:
旱地: 全氮 碱解氮 硝态氮
稻田: 全氮 碱解氮 铵态氮
全氮 反映 供氮潜力
无机氮 反映 供氮强度
第三节
化学氮肥的种类性质及其施用方法
氮肥的制造原理：
1. 合成氨原理：（哈伯法）
3H2＋N2 NH3
O2 催化剂 高温 高温、高压 催化剂 O2 加压
(二)土壤粘粒矿物对NH4+的吸附固定
1. 定义:
吸附固定: 土壤粘土矿物表面带负电荷对NH4＋的吸附作用 2. 过程:
晶格固定: NH4＋进入2:1型膨胀性粘土矿物晶层间而被固定 液相NH4＋ 吸附 交换性NH4＋ 固定
解吸 释放
固定态NH4＋
3. 结果: 减缓NH4＋的供应程度(暂时无效化)
土壤中氮的转化
正常 茶叶 缺氮
四. 植物氮素营养失调症状及丰缺指标
西瓜—徒长茎蔓不结果
2. 氮过量症状及表现
叶绿素 , 蛋白过量合成 大量 消耗用于组建胞壁的光合产 物,机械支持减弱,易倒伏
氨基酸积累促使细胞分裂素 (KT)形成积累 使作物长期 保持嫩绿徒长,延迟成熟
稻田？是的！—氮过量导致大量倒伏
氮素过剩 使作物成熟期灌浆 慢,贪青晚熟,成穗结实性差, 千粒重下降,经济产量降低
3. NH3的挥发损失 4. 降雨和径流淋溶流失
第二节
二. 土壤氮素形态 有机氮
占全氮>98% 水溶性-酰胺等 水解性-蛋白类 非水解-腐殖酸 直接/分解吸收
土壤中的氮素及其转化
无机氮 速效氮
占全氮<2% 銨态-生物矿化 硝态-氧化硝化 气态氮-反硝化 不作依据仅参考
缓释氮
全氮
土壤供氮潜力
无机氮
土壤供氮强度
四. 植物氮素营养失调症状及丰缺指标
水稻—矮小僵化,叶片黄化无光泽
1. 缺氮症状及表现: 叶绿素合成受抑制,叶色变浅 含氮生长激素减少,生长受抑制 氮可再利用再分配,优先供应新 生部位,缺素症由老叶开始 外观表现
棉花—生长迟缓,茎杆细弱,叶小而黄 整株:植株矮小,瘦弱 叶片:细小直立,叶色转淡变黄 茎:细小,分蘖分枝少,基部变红黄色 花:数量稀少,提前开放完成生活史 种子(果实):量少且小,早熟不充实 根:色白而细长,量少,后期呈褐色
无机氮的生物固定
(四)无机氮生物固定 1. 定义:N2,铵态和硝态氮被微
生物同化为躯体而暂时固定
2. 过程:
3. 结果: 减缓氮的供应(暂时无效化) 可减少氮素的损失
硝化作用
（四）硝化作用
1. 定义:好氧条件下NH4＋ 在微生物作用下氧化成硝酸盐 2. 过程: NH4＋＋O2 2NO2－＋O2
亚硝化细菌
二、植物体内含氮化合物的种类—氮的生理功能
• 蛋白质成分 生命物质 含N 16～18％ • 2. 核酸成分 遗传物质基础 含N 约10％ • 3. 酶的成分 生物催化剂 • 4.叶绿素组分 光合作用场所 含N 7.2～10.8％
二、植物体内含氮化合物的种类—氮的生理功能 5. 维生素成分： 组装辅酶的关键部位 如维生素B1、B2、B6等
尿素毒害：介质尿素浓度过 高时，植物出现受害症状
三. 植物对氮素的吸收利用
(2). 氨基态氮： —以氨基酸形式存在的氮 从外界吸氮越多, 体内氨基态 氮含量越多 据体内氨基态氮含量可知外界 供氮及植物需氮情况 效果因种类而异
一类 >硫酸铵 甘氨酸等 二类 >尿素 <硫酸铵 天门冬氨酸等 三类 <尿素 脯氨酸等 四类 对植物生长有抑制 如蛋氨酸
ATPase
1.对铵态氮的吸收与同化
(1)部位:在根部被同化为氨基酸 (2)过程:NH3 酰胺 蛋白质 (3)酰胺的形成及意义: ①贮存氨基②解除氨毒③参与代谢
三. 植物对氮素的吸收利用 2. 硝态氮的吸收与同化
1. 吸收:主动吸收NO3-—N
2. 同化: 10～30％于根内同化 70～90％运输到茎叶同化 小部分贮存液胞内待用
第十一章 植物氮素营养与氮肥
ห้องสมุดไป่ตู้
本章内容
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 氮肥的种类,性质及施用 第四节 氮肥的合理利用
第一节 植物氮素营养
含量 分布 种类
植物干重0.3～5％ 豆科>非豆科 高产品种>低产品种 种子>叶>根>茎秆 生长点>非生长点 幼嫩组织>成熟衰老组织 有机物质: 蛋白质,核酸, 酶,生物碱,激素类 无机盐:硝酸盐,铵盐,氨
四. 植物氮素营养失调症状及丰缺指标 缺氮对作物品质的影响
粮食作物
影响蛋白质含量、质量(必需氨 基酸含量),影响淀粉含量
水果
影响糖分/淀粉等的合成,使果形, 光泽、营养成分和口感变差
蔬菜
小或畸形; 口感下降,粗纤维含量 高,水分少, 营养价值降低
经济作物
生物碱及商用有效成分含量减少
3.影响硝酸盐还原的因素:
光照不足、温度过低,施氮过 多、钾及微量元素缺乏
结果:硝酸盐过剩转为亚硝酸盐
三. 植物对氮素的吸收利用
降低植物体内硝酸盐含量的措施 1.选用优良品种 3.增施钾肥 5.改善微量元素供应等 2.控施氮肥用量防止过剩 4.增加采前光照
三. 植物对氮素的吸收利用
3.植物对有机氮的吸收同化 (1). 酰胺态氮—尿素 吸收:根、叶均能直接吸收 同化: ①脲酶途径: 间接同化 尿素 NH3 氨基酸 ②非脲酶途径: 直接同化 尿素 氨甲酰磷酸 氨基酸
对易于被其他元素 或土壤固定的元素
第二节
(一)来源
土壤中的氮素及其转化
一.土壤氮素含量与来源
1. 施入土壤的化学氮肥和有 机肥料 2. 动植物残体归还
3. 生物固氮
4. 雷电降雨
NH4＋—N和NO3-—N
5.土壤吸附的NH3
第二节
(二)氮素消耗支出
土壤中的氮素及其转化
1. 植物吸收形成收获物带走 2. 反硝化作用 NO3 N2O N2
第二节
我国耕地土壤含量
土壤中的氮素及其转化
全氮含量0.04～0.35％,与土壤有机质含量呈正相关
我国土壤含氮量的地域性规律：
北 增加
西
长江
南 增加
东 增加
第二节
三. 土壤氮的转化
土壤中的氮素及其转化
矿化作用 固定作用
有机氮
无机氮
土壤中氮的转化
(一)有机态氮的矿化—氨化作用 1. 定义: 微生物作用下,土壤含氮有机质分解成氨的过程
