N 植物氮素營養與氮肥
 
第一節 植物的氮素營養
 
土壤肥料學復習資料-植物營養部分
 
一、含量和分布：一般植物含氮量約占植物體干物重的0.3%-5%
 
種類：大豆>玉米>小麥>水稻
 
器官：葉片>子粒>莖稈>苞葉
 
由于氮在植物體內的移動性很強，其分布是隨著生長中心的轉移而變動。
 
營養生長期：約有70%的氮可從較老的組織和葉片轉移到正在生長的幼嫩器官中被再利用；
 
成熟期：莖葉和其它器官中的蛋白質則水解為氨基酸、酰胺，轉移到種子、果實、塊根、塊莖中，重新合成蛋白質。  
二、氮的生理功能
 
1）氮是蛋白質和核酸的成分 2）葉綠素的重要組分：（作物缺氮葉子發黃，光合作用下降，產量低。） 3）許多酶和多種維生素的組分 4） 其他含氮化合物的組分（生物堿、植物激素、酰脲等）
 
三、植物氮的吸收與同化
 
1、植物吸收氮的形態
 
主要是NH4+、NO3-，少量可溶性有機含氮小分子化合物，如：氨基酸、酰胺、尿素。
 
----在旱地農田中，硝態氮是作物的主要氮源。
 
2、NO3-N 的吸收與同化
 
①NO3-N 的吸收：主動過程，根際pH 上升。 NO3-N 受環境影響大：介質pH 顯著影響植物對NO3-N 的吸收。pH 值升高， NO3-N 的吸收減少；
 
②NO3-N 的同化：NO3- + 8 H+ + 8 e- = NH3 + 2 H2O + OH- 。NO3-還原產物之一OH- ，一部分在植物體內被中和，大部分從根排出，使根際pH 值升高。
 
---硝酸還原酶可使硝酸鹽還原成亞硝酸鹽（部位：細胞質），而亞硝酸還原酶可使亞硝酸鹽還原成氨（部位：葉綠素（葉綠體））。
 
NR ——硝酸還原酶 是一種誘導酶，介質中有NO3- 時植物才出現NR, 并隨NO3- 含量而增加，與氮供應量密切相關。將NR 酶活性作為診斷氮素營養的指標。 鉬對其的作用？
 
3、NH4-N 的吸收與同化
 

• NH4-N 的吸收 ：方式：主動或被動、pH ：下降 （質膜上NH4+脫質子）；

 
②NH4-N 的同化 ：部位：根系 呼吸作用產生的a-酮戊二酸
氨基酸（谷氨酸），在轉氨酶的作用下轉氨基，
 
形成新的氨基酸（蛋白質）。
 
過多的NH3，可形成酰胺（谷氨酰胺，天門冬酰胺），NH3避免毒害
 
4、CO(NH2) 2-N的吸收和同化
 
目前關于尿素被同化的途徑有兩種見解：
 
其一、尿素土壤中由脲酶水解產生氨和二氧化碳；其二、尿素是直接被吸收和同化的——尿素同化的特點是：對植物呼吸作用的依賴程度不高，而主要受尿素濃度的影響。
 
5、NO3--N和NH4+-N營養作用的比較
 
NO3--N是陰離子，為氧化態的氮源，NH4+-N是陽離子，為還原態的氮源。
 
---不能簡單的判定那種形態好或是不好，因為肥效高低與各種影響吸收和利用的因素有關(一)作物種類:水稻是典型的喜NH4+-N作物。煙草是典型的喜NO3--N作物。
 
(二）環境反應（pH）: 從生理角度看，NH4+-N和NO3--N都是良好的氮源，但在不同pH 條件下，作物對NH4+-N和NO3--N的吸收量有明顯的差異。NH4+-N肥效不好主要是由于生理酸性所造成的。
 
6、植物缺氮癥狀與供氮過多的危害
 
1、氮素不足：①生長緩慢。植株矮小，葉片細小直立；
 
②葉片黃化，番茄、玉米葉脈和葉柄呈現深紫紅色；③莖細而長，分蘗或分枝少；
 
④根細長，數量少；
 
⑤花少、果稀，提前成熟，產量低，品質差；
 
⑥生育期縮短。
 
2、氮素過多：①葉色濃綠，枝葉茂盛，通風透光不良；
 
②影響碳水化合物的積累。（蛋白質的合成消耗大量碳水化合物）；
 
③易倒伏（細胞壁、果膠類物質形成少，細胞壁變薄）——禾本科植物明顯；
 
④易病蟲害；
 
⑤貪青遲熟，降低品質。（果品類含糖量少）
 
NO3- 進入動物胃腸系統后經細菌還原形成NO2- 。NO2- 具有毒性：
 
第二節氮肥的種類、性質和施用
 
一、氮肥的生產
 
二、氮肥的種類
 
按氮的形態：銨態氮肥：NH4+、NH3 ；硝態氮肥：NO3- ；酰胺態氮肥：CO(NH2)2
 
按溶解難易程度：速效氮肥；長效氮肥
 
(一）銨態氮肥
 
特點：①易溶于水，易被作物吸收；②不易流失（能被土壤膠體吸附或土壤礦物固定）；
 
③通氣良好條件下，NH4+會進一步經硝化作用變成硝態氮；④遇到堿性物質時易分解生成NH3而揮發損失；⑤高濃度銨態氮對作物易產生氨的毒害。
 
硝化作用：銨態氮在亞硝化細菌和硝化細菌作用下氧化為硝態氮的過程。
 
NH4+ + 1.5 O2-- NO2- + H2O + 2H+ +66Kcal ；
 
NO2- + 1.5 O2-- NO3- + 17 Kcal。
 

1. 液氨：成本低；需特殊設備(貯存.施用)；強堿性,腐蝕性,易揮發, 15CM以下,作基肥
2. 氨水(NH3.nH2O):液體,易揮發,堿性,腐蝕基肥或追肥,深施

 
碳酸氫銨:易溶于水,不穩定，易分解. 基肥或追肥\深施\不與堿性物混合
 
4）硫酸銨:易溶于水呈酸性；吸濕性弱；熱穩定性好，宜作基肥,追肥,也可作種肥.不適宜用于水田,可引起土壤酸化,應注意補施石灰
 
---- 1.(NH4)SO4 在土壤中解離成NH4+和，NH4+ 被選擇吸收，SO42-只有少量被吸收，大部分與土壤中的陽離子或H+結合而使土壤變酸——“生理酸性肥料”； 2.在中性或石灰性土壤長期施用，可能因形成CaSO4沉淀，堵塞土壤空隙，使土壤板結，——應配合施用有機肥；3.水田中施用時，易使SO42-處于還原環境而形成H2S，使水稻根系變黑受傷害。5）氯化銨:白色結晶；易溶于水，水溶液呈酸性；吸濕性比硫酸銨稍大；熱穩定性好，可作基肥,追肥,不宜作種肥, 不宜忌氯作物：煙草，馬鈴薯，蘋果，柑桔（（1）Cl- 與H2PO4- 有拮抗作用，影響磷吸收；（2）煙草中Cl- 過多降低煙草的可燃性（Cl- 與Ca2+ 形成CaCl2 ，易吸潮））。水田效果優，在石灰性土壤施用可防止土壤板結（可形成CaCl2 而淋失，但也不利于種子萌發和幼苗生長）；
 
(二). 硝態氮肥
 
①易溶于水，易被作物吸收；②易隨水流失（不能被土壤膠體吸附）；③在通氣不良條件下,NO3- 易被反硝化細菌轉化為游離態氮而損失；④硝態氮肥有較強的吸濕結塊性和助燃性。反硝化作用民：指NO3-在微生物作用下還原成N2或N2O的過程。
 
主要有：硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鈣
 
（三）酰胺態氮肥—尿素
 
尿素內含有縮二脲，要求<1%，中性有機物，電離度小
 
CO(NH2)2 + 2H2O= (NH4)2CO3（脲酶作用下）；(NH4)2CO3 + H2O= 2NH3+CO2 + H2O 。適用于一切作物；可做基肥、追肥，不能作種肥：特別適宜做葉面施肥。
 
(四)長效氮肥（緩效氮肥）：將原產的氮肥加入添加劑制成的水溶性低、一次施用能滿足整個生長季節甚至幾個生長季節的緩效肥料。減少氮素的損失；肥效長久；肥效穩定，
 
種類：尿素甲醛：一甲基二尿素、二甲基三尿素、三甲基四尿素等；包膜肥料：指為了控制速效氮肥的溶解度和氮素釋放速度而在其顆粒表面包被一層惰性膜狀物質的長效氮肥。包膜材料：石臘、硫磺、瀝青、樹脂、磷礦粉
 
第三節氮肥的有效施用
 
1、氮肥的利用率：作物對氮肥中氮素的吸收利用的數量占施用氮素總量的百分率。（20-41）
 
2、利用的影響因素：土壤類型氣候條件作物種類栽培技術氮肥品種、施用量、施用方法、施用時期
 
3、氮素損失的途徑：1）氨的揮發損失：氮素以氨自土表或水面逸散至大氣中所造成的氮素損失。主要發生在石灰性土壤上2）氮的淋失：硝態氮；（砂土和多雨地區）3）反硝化脫氮：嫌氣條件下，反硝化微生物的作用；
 
4、提高氮肥利用的途徑
 
（一）氮肥的合理分配（氣候條件、土壤特性、作物特點、肥料的特性）
 
（二）氮肥的施用量：平衡施肥、精準農業
 
(三）銨態氮肥的深施；（減少氨的揮發、減少硝化作用、促進吸收）
 
（四）硝化抑制劑的使用；氮肥增效劑。（抑制亞硝化細菌的活性）
 
（五）氮肥與有機肥、磷、鉀肥配合施用