植物氮素营养与氮肥
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植物生长需要大量氮素营养但植物不能直接利用
植物生长需要大量氮素营养但植物不能直接利用空气中的氮气。氮元素是植物生长发育必需的大量营养元素,空气中氮元素丰富但植物不能直接吸收利用。
植物对氮素吸收的途径
NH4+和NO3-这类无机态氮能够被植物吸收利用。其中 NO3-被植物根吸收后,小部分直接在根中被同化,大部分被主动运输到地上部,被还原成NO2-和NH4+。当NH4+被植物吸收后,将被快速同化为氨基酸后运往地上部。NH4+易被土壤内存在的硝化细菌硝化为NO3-,因此NO3-这类无机态氮是旱生作物的主要氮源。
针对不同的氮源,植物进化出多种氮吸收转运系统。植物对硝态氮吸收和转运主要通过硝酸盐转运蛋白(nitrate transporters, NRTs)和氯离子通道(chloride channel,CLC)来完成。对铵态氮的吸收则是通过通过铵转运蛋白(AMTs)来完成。
氮肥的生产与使用
相关反应:N2+O22NO(无色)放电2NO+O2=2NO2(红棕色)3NO2+H2
O=2HNO3+NONO:无色、有刺激性气味的难溶于水的有毒气体,极易和氧气反应。NO2:红棕色、有刺激性气味
的易溶于水的有毒气体闪电NOO2NO2H2OHNO3土壤N2和O2NO3-雷雨过程中氮元素发生的变化N2+
3H2高温、高压催化剂2NH31.与氢气反应2.与活泼金属反应氮气除了可以在放电条件下和氧气发生反应外,在一定
条件下还可以和氢气、Mg等发生反应工业合成氨(合成氨反应)N2+3Mg===Mg3N2点燃哈
伯(F.Haber1868—1934)一.氨气的物理性质3.极易液化,液氨汽化时要吸收大量热1.无色,有刺激性气味的气
体2.极易溶于水.常温常压下,1V水约能溶解700V氨气4.氨水密度比水小思考与练习为什么氨常用作制冷剂?还有哪些物
质也可作制冷剂?氨易液化(沸点-33.35℃)还有氯气(沸点-34.6℃)
二氧化硫(沸点-10℃)请比较氨、氯化氢、二氧化硫和氯气的溶解度。1:700
1:5001:401:2常温常压经常比较和归类,是学习化学的一种好方法。二.氨气的化学性质1.与水反应NH3是唯一能
使红色石蕊试纸变蓝的气体NH3+H2ONH3·H2O NH4++OH-填写表格性
质离子种类物质成分氨水液氨NH3,H2O,NH3·H2O,NH4+,OH-,H+NH3分子纯净物
(非电解质)混合物(NH3·H2O为弱电解质)不具碱性弱碱性氨、氨水的性质实验现
象:将胶头滴管中的水挤入烧瓶,打开止水夹,烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶,变成红色。实验结论:实验操作:氨气极易溶 于水,氨气的水溶液显碱性。湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。氨水易挥发,氨气的水溶液具有碱性。烧杯中出现白
烟。浓氨水、浓盐酸具有挥发性,NH3与HCl结合,有固体NH4Cl生成。2.与酸的反应白烟本质:NH3+H+=NH4
第一节 氮素营养与氮肥
一、植物氮元素的作用和特点
氮是影响植物生长和产量的首要元素,在氮、磷、钾三要素中,氮肥的肥效一直居于位。而我国的土壤普遍缺氮,氮肥的用量远远超过磷肥和钾肥。
氮占植物体干重的0.3%~5%,平均含量约为1.5%,是除碳、氢、氧之外的含量最高的营养元素。它的生理功能主要有以下几个方面。
1、是蛋白质和核酸的主要元素。蛋白质中含氮16%~18%,核酸中含氮15%~16%,没有氮元素,就没有蛋白质,植物就不能维持生命,故氮又称生命元素。
2、是叶绿素的组成元素。没有叶绿素,植物就不能进行光合作用。
3、是植物体内许多酶的组成元素。酶是一种特殊的蛋白质,是植物体内各种物质之间转化的催化剂。
植物缺氮,植株矮小,叶片薄,下部叶片先发黄并向上扩展。
植物氮过量,叶片肥大,颜色深绿,茎秆柔软,贪青晚熟,易倒伏。
除豆科植物能与根瘤菌共生,固定空气中的氮素,满足豆科植物部分的氮素需求外,其它植物所需的氮素均来自土壤和外施化肥。
二、氮肥的种类和性质
1、根据氮肥中氮素的形态,可将划分为铵态氮肥、硝态氮肥和酰胺态氮肥。
铵态氮肥是指氮肥中的氮素是以氨(NH3)或铵离子(NH4+)存在,主要品种有:
碳酸氢铵又叫碳铵,分子式为NH4HCO3,含
氮17%,白色细小颗粒,生理碱性肥料,肥效快,宜做基肥和追肥。
氯化铵又叫氯铵,分子式为NH4Cl,含氮24%~26%,白色细小颗粒,生理酸性肥料,施肥后残留Cl-,在干旱的盐碱地和忌氯植物上要控制用量,主要是作为生产复合肥原料用。
硫酸铵又叫硫铵,分子式为(NH4)2SO4,含氮21%,白色结晶,生理酸性肥料,肥效快,一般用在旱地植物上,用在水稻上会产生H2S,对植物的根系有毒害作用。
2、硝态氮肥是指氮肥中的氮素是以硝酸根离子(NO3-)存在,主要品种是:
硝酸铵又叫硝铵,分子式为NH4NO3,含氮33%~35%。硝酸铵是一种肥效很好的氮肥,适合在旱地作物、烟草、果树和蔬菜上施用,但由于性能不稳定,易爆炸,在我国已经禁止作为肥料来使用。
7土壤与植物氮素营养及化学氮肥
本章提要:氮是植物生长的必需营养元素,它与植物产量和品质的关系很大。本章首先介绍了
土壤中氮的形态与含量,继而介绍了土壤氮素的转化过程及其有效性,在此基础上阐述了植物的氮素
营养,最后以较大的篇幅介绍了化学氮肥的种类、性质、施用方法与技术。土壤氮素
7.1.1土壤氮素的含量与形态
7.1.1.1土壤氮素的含量土壤中氮素的含量受自然因素如母质、植被、温度和降水量等影响,
同时也受人为因素如利用方式、耕作、施肥及灌溉等措施的影响。我国自然植被下土壤表土中氮素的
含量与有机质含量密切相关。在温带,由东向西,随着降水量的逐渐降低和蒸发量的逐渐增大,植物
生物量逐渐减少,分解速率逐渐增大。因此氮素含量依黑土—黑钙土—漠钙土的序列逐渐减少;由北
向南,随着温度的增高,分解速率增大,但同时植物生物量也明显增多,因而土壤氮素含量的变化稍
显复杂。耕地土壤氮素含量除受到自然因素的影响外,更强烈地受到人为耕作施肥等因素的影响。自
然因素的影响表现在:各地区耕地土壤耕层中氮素含量的变化趋势,大体上与自然植被下的土壤相似。
以东北黑土地区为最高,旱地2.63±1.04g/kg,水田2.58±0.77g/kg。以黄土高原0.70±0.28g/kg
和黄淮海平原旱地0.63±0.29g/kg及水田0.93±0.29g/kg为最低。一般农业土壤耕层氮素含量在
0.5~3.0g/kg之间。当然,极少数肥沃的耕地、草地、林地及一些未扰动的表层土壤氮素含量可达到
5.0~6.0g/kg以上,而冲刷严重、贫瘠地的表层土壤氮素含量可低到0.5g/kg以下。
较高的氮素含量往往被看成为土壤肥沃程度的重要标志。一般认为,肥沃水稻土的养分指标为:
有机质含量20~40g/kg,全氮1.3~2.3g/kg。
土壤氮素含量的剖面分布也因各种土壤的内部及环境因素有较大的差异。但基本趋势为:表层
含氮量最高,以下各层随深度增加而锐减。耕层以下土壤剖面各层氮素同样是土壤氮素储量的重要组