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第九章 植物的氮素营养与氮肥 土壤肥料学 教学课件

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氮素营养与氮肥

氮素营养与氮肥
-N +N
Strawberry with N deficiency on right
+N -N
Celery leaves with N deficiency
缺氮
供氮
N deficiency in vine growth
缺氮
Japanese larch trees
-N +N
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； 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。 蔬菜硝酸盐超标
（二）在土壤中的转化
少部分以分子态被土壤胶体吸附和被植物吸收
大部分在脲酶作用下水解
1. 水解作用
CO(NH2)2
脲酶 (NH4) 2CO3 H2O
NH3＋CO2＋H2O
影响因素：脲酶活性与pH值、水分、温度、
有机质含量、质地等
如：10oC
7～12天
4～ 5 天 2～ 3 天 完全转化
20oC 30oC
尿素
成分与性质
以氨和二氧化碳为原料,在高温高压下直接合成的
有机酰胺态氮肥｡含氮量44%-46%,是固体氮肥中含氮量
最高的品种｡尿素为白色颗粒,易溶于水｡在干燥条件下,
有良好的物理性,但当气温增高,相对湿度较大时,易于潮
解｡因此,应存放于荫凉干燥处｡目前生产的尿素多加入 疏水物质如石蜡等,可显著降低肥料的吸湿性｡
4. 促进钙镁钾等的吸收
5. 吸湿性大，具助燃性（易燃易爆）
6. 硝态氮含氮量均较低
（二）理化性质与施用

第九章 植物的氮素营养与氮肥施用PPT课件

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）

《土壤氮素与氮肥》课件

《土壤氮素与氮肥》课件
《土壤氮素与氮肥》
本课件将重点介绍土壤氮素的来源和循环过程，不同种类的氮肥及其使用方 法，土壤氮素与氮肥的关系，氮素缺乏对作物的影响，氮肥过度使用的危害 以及合理使用氮肥的方法。
土壤氮素的来源及循环过程
土壤氮素主要来源于有机物分解和氮肥的施用，其循环过程包括氮固定、氮矿化、氮硝化和氮反硝化等。 了解土壤氮素的来源和循环过程能够帮助我们更好地管理土壤肥力。
氮肥的种类和使用方法
氮肥主要包括有机氮肥和无机氮肥。有机氮肥包括农家肥、畜禽粪便等，而 无机氮肥则包括铵态氮肥、硝态氮肥等。选择适当的氮肥种类和使用方法能 够提高作物产量和质量。
土壤氮素与氮肥的关系
土壤氮素和氮肥之间存在着密切的关系。土壤氮素的含量和形态影响着氮肥 的利用率和作物对氮肥的吸收能力。合理施用氮肥可以提高土壤氮素的利用 效率。
合理使用氮肥的方法包括选择适当的氮肥种类和使用时间，控制施肥量，结合有机肥使用，加强土壤管 理等。正确使用氮肥可以提高肥料利用率，减少对环境的影响。
结论和建议
通过学习土壤氮素与氮肥的相关知识，我们可以更好地掌握土壤肥力管理的 方法和技巧，提高农作物的产量和质量，促进可持续农业发展。
氮素缺乏对作物的影响
氮素缺乏会导致作物生长迟缓、叶片发黄、产量下降等问题。及时识别氮素缺乏的症状，并采取补充氮 肥的措施，可以有效改善作物的生长状况。
氮肥过度使用的危害
氮肥过度使用会导致土壤酸化、水体富营养化、生态环境破影响。
合理使用氮肥的方法

土壤氮素与氮肥PPT演示课件

土壤氮素与氮肥PPT演示课件
整株：植株矮小，瘦弱 叶片：细小直立，叶色转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色， 从下部老叶开始出现症状 叶脉、叶柄：有些作物呈紫红色 茎：细小，分蘖或分枝少，基部呈黄色或红黄色 花：稀少，提前开放 种子、果实：少且小，早熟，不充实 根：色白而细长，量少，后期呈褐色
10
田间水稻缺氮
11
生长矮小，根系细长，分枝（蘖）减少。
24
三、氮肥的种类、性质和施用
氮肥
铵态氮肥 硝态氮肥 酰胺态氮肥
25
（一）、铵态氮肥
包括：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵
1. 共同特性（均含有NH4＋ ）
（1）. 易溶于水，易被作物吸收
（2）. 易被土壤胶体吸附和固定
（3）. 可发生硝化作用 NH4＋
NO3－
（4）. 碱性环境中氨易挥发 NH4＋ + OH－
NH3
26
氨气 挥发
铵态氮肥
吸收 铵态氮肥 吸附
土壤 胶粒
NH4+ NH4+
硝化作用 硝态氮
土壤中铵态氮肥变化示意图
27
2.在土壤中的转化和施用
表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用
品种
转化及结果
施用
液氨 氨水
NH3＋H2O
NH4＋＋OH－ 基肥, 追肥及深施
对土壤和作物影响不大
基生物 水解、氧化、还原、转位
20
NH4＋－N＋有机酸 （有效化）
2.硝化作用
（1）. 定义：在通气的条件下,土壤中的NH4＋ ，在微
生物的作用下氧化成硝酸盐的现象
（2）. 过程：
NH4＋＋ O2
亚硝化细菌
NO2－ ＋ 4H＋
2NO2－＋O2
硝化细菌

《氮素营养与氮肥》PPT课件

《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。
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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

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
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（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)
级别 硝酸盐含量 污染程度 参考卫生性
1
≤432
轻度 允许生食
2
≤785
中度 允许盐渍,熟食
3
我国土壤含氮量的地域性规律：
北 增加
西
长江
东 增加
南 增加
31
二、土壤中氮的形态
1. 有机氮 (>98%)
2. 无机氮
水溶性 速效氮源 <全氮的5% 水解性 缓效氮源 占50～70% 非水解性 难利用 占30～50% 铵态氮、硝态氮、亚硝态氮和气态氮 等(1～2％) 通常指：铵态氮和硝态氮
矿化作用
有机氮
无机氮
固定作用
32
三、土壤中氮的转化
NH3
N2、NO、N2O
挥发损失 反硝化作用
有 机 质
矿化作用 生物固定
铵态氮
硝化作用 硝酸还原作用
硝态氮
生 物 固
定
有 机 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
33
（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用） 1. 定义：在微生物作用下，土壤中的含氮
第九章
植物的氮素营养与氮肥
1
第一节 作物的氮素营养
一、氮的含量、分布和种类
1、含量：除C H O外，N是作物体内含量最多的元素， 在作物体内的总含量为0.3％－5％。P189
♣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 ♣ 组织：幼嫩>成熟>衰老； 生长点>非生长点 ♣生长时期：苗期>旺长期>成熟期>衰老期 营养生长期>生殖生长期
有机质分解形成氨的过程。
2. 过程： 有机氮
异养微生物 水解酶
氨基酸
氨化微生物 水解、氧化、还原、转位
NH4＋－N＋有机酸
34
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
4. 结果：生成NH4＋－N（有效化）
16
（三）植物对有机氮的吸收与同化
1. 尿素（酰胺态氮）
吸收：根、叶均能直接吸收
当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受 害症状
同化： ①脲酶途径：尿素 脲酶 NH3
②非脲酶途径：直接同化
氨基酸
尿素 氨甲酰磷酸 瓜氨酸
精氨酸
17
2. 氨基态氮： 可直接吸收，效果因种类而异 P191
18
四、铵态氮和硝态氮的营养特点
22
缺氮23
缺氮24
缺氮25
缺氮26
缺氮27
缺氮28
29
第二节 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
30
（二）含量
我国主要耕地土壤全氮含量多数在 0.5g/kg-1g/kg之间，与土壤有机质呈正相关
首先在下部老叶出现症状 植株矮小，瘦弱，分蘖或分枝少 叶片转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色；
茎叶基部或呈紫红色 早衰，产品品质差
21
（二）氮素过量危害
降低植物体内糖分含量、作物抗性差； 机械组织发育差，易倒伏； 引起作物徒长、晚熟。 蔬菜硝酸盐含量增加
（三） 丰缺指标：
代谢产物：叶绿素质量分数、游离酰胺和游离氨基酸质量分数及比例。 化学诊断：表9－1、表9－2
6. 磷脂和生物碱也含氮
氮素通常被称为生命元素
8
三、作物对氮的吸收利用
吸收的形态
无机态：NH4+－N、NO3-－N （主要） 有机态：酰胺、氨基酸、核酸 （少量） 等
大气中含氮（N2）78%。但除豆科 植物外，一般植物不能吸收利用
9
（一）植物对硝态氮的吸收与同化 1. 吸收：植物主动吸收NO3-－N
♫ 氮是含氮碱基的组分，碱基、戊糖又是 核酸成分，核酸含氮7% 。
♫ 核酸与蛋白质的结合组成核蛋白，是一 切作物生命活动和遗传变异的基础 。
7
2. 氮是叶绿素的成分
♫ 叶绿体含蛋白质45～60％
3. 氮是酶的成分：酶本身是蛋白质
4. 氮是多种维生素的成分：B1、B2、B6等
5. 氮是一些植物激素的成分 ：IAA、CK
H+
膜 膜内 ATPase
NH4+ H+
NH3
（2）特点：释放等量的H＋，使介质pH值？ 15
2. 同化
谷氨酰胺合成酶
NH3＋谷氨酸＋ATP
谷氨酰胺＋ADP＋Pi
谷铵酸合成酶
谷氨酰胺＋α-酮戊二酸＋2e－＋2H＋
2谷氨酸
谷氨酸＋17酮酸
转氨酶 17种氨基酸
蛋白质 合成
3. 酰胺形成的意义（谷氨酰胺） ①贮存氨基；②解除氨毒；③参与代谢
4
2、分布：
幼嫩组织>成熟组织>衰老组织; 生长点>非生长点
Why？
原因： 氮在植物体内的移动性强
5
３、种类
▪ 有机物：大量，主要是蛋白质、酶、核酸、 叶绿素、维生素、生物碱和激素等
▪ 无机盐：少量，主要是硝酸盐，极其微量 的氨（NH3和NH4+）
6
二、氮的生理功能
1、氮是蛋白质和核酸的成分
♫ 氮构成氨基酸，氨基酸构成蛋白质，蛋 白质含氮16%－18%。