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1、第三章 植物的氮素营养与氮肥施用,Nitrogen(N),2,存在问题,土壤中氮素养分的不足是限制作物产量的主要因素 不合理、过量施用氮肥对环境造成污染 硝酸盐过量问题危害人体健康,3,主要内容 1. 植物的氮素营养 2. 土壤中的氮素及其转化 3. 氮肥的种类性质与施用 4. 氮肥的合理施用,4,第一节 植物的氮素营养,一、植物体内氮的含量与分布 1. 含量：占植物干重的0.35 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 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 供氮水平：,5,2. 分布： 器官：种子叶根茎 组织：幼嫩组织成熟组织衰老组织， 生长
2、点非生长点,原因：氮在植物体内的移动性强,6,二、氮在植物生长发育中的作用,1. 氮是蛋白质的重要成分 （含氮1618） 2. 氮是核酸和核蛋白的成分（含氮约7） 3. 氮是叶绿素的成分 （叶绿体含蛋白质4560）,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,7,4. 氮是酶的成分（酶本身是蛋白质） 5. 氮是多种维生素的成分（维生素B1、 B2、B6等） 6. 氮是一些植物激素的成分（如吲哚乙酸：IAA） 7. 磷脂和生物碱也含氮,氮素通常被称为 生命元素,Laboratory of Plant Nutrition and Fertiliz
3、ation,8,三、植物对氮的吸收与同化（不作要求）,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,9,（一）植物对铵态氮的吸收与同化 1. 吸收 1）机理：被动渗透 (Epstein,1972) 接触脱质子 (Mengel,1982),Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,10,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,11,2. 同化 (1) 部位：在根部很快被同化为氨基酸 (2) 过程：,Laboratory of Plant
4、Nutrition and Fertilization,12,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,13,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,14,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,15,影响硝酸盐还原的因素, 植物种类：与根系还原能力有关，如: 木本植物 一年生草本植物 油菜 大麦 向日葵 玉米 光照：光照不足，硝酸还原酶活性低，使硝酸还 原作用变弱，造成植物体内NO3N 浓 度过高 温度：温度过低，酶活性低，根部
5、还原减少,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,16, 施氮量：施氮过多，吸收积累也多（奢侈吸收） 微量元素供应：钼、铁、铜、锰、镁等微量元素缺乏，NO3N 难以还原 陪伴离子：如K，促进NO3向地上部转移，使根还原比例减少； 若供钾不足，影响NO3N 的还原作用,当植物吸收的 NO3N 来不及还原，就会在植物体内积累。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,17,影响蔬菜硝酸盐含量的因素 植物因素: 种类、品种、部位 肥料因素: 种类、用量、时间 气候因素: 温度、光照 收获因
6、素: 施肥后安全期、一天内时间,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,18,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,降低植物体内硝酸盐含量的措施：,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,19,2. 氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,20,四、铵态氮和硝态氮的营养特点（不作要求）,NO3-N是阴离子，为氧化态的氮源； NH4+-N是阳离子，为还原态的氮源。
7、,不能简单的判定哪种形态好或是不好，因为肥效高低与各种影响吸收和利用的因素有关。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,21,(一) 植物的喜铵性和喜硝性 喜铵植物： 水稻、甘薯、马铃薯 兼性喜硝植物：小麦、玉米、棉花等 喜硝植物： 大部分蔬菜，如黄瓜、 番茄、莴苣等 专性喜硝植物：甜菜,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,22,(二) 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,植物吸收NO3时，pH缓慢上升，较安
8、全 植物吸收NH4时，pH迅速下降，可能危害植物(水培尤甚),Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,23,植物吸收不同形态氮源对根际pH值的影响,24,伴随离子： Ca2 + 、Mg2 +等有利于NH4+的吸收（而NH4+、H+对K+、Ca2 + 、Mg2 +的吸收有拮抗作用）； 钼酸盐有利于NO3-的吸收与还原 介质通气状况： 通气良好，两种氮源的吸收均较快 水分：水分过多，NO3- 易随水流失,结论：只要在环境中为铵态氮和硝态氮创造出各自所需要的最适条件，那么，它们在生理上是具有同等价值的。,25,五、植物氮素营养失调症状 1. 氮
9、缺乏 (1) 外观表现 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,26,田间水稻缺氮,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,27,生长矮小，根系细长，分枝（蘖）减少。,老叶发黄枯死， 新叶色淡,N是叶绿素的成分,缺N,CK,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,28
10、,Nitrogen Deficiency Small plants, yellow leaves starting from old leaves,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,29,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,30,玉米缺N：老叶发黄，新叶色淡，基部发红(花色苷积累其中)。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,31,Laboratory of Plant Nutrition and Fertiliza
11、tion,32,Nitrogen recycling on grapefruit(葡萄柚） twigs with inadequate N (left) (A) Green terminal leaves (B) Yellowing (C) Defoliation,33,2.氮素过多的危害,实例： 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。,营养体徒长，叶面积增大，叶色浓绿。 茎秆变得嫩弱，易倒伏。 作物贪青晚熟，籽粒不充实，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
12、斑病)。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,34,Sorghum plants of N-toxicity, ammonia toxicity,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,35,水稻田氮肥过多，群体太大，遇风倒伏,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,36,Nitrogen Toxicity,Dark green, ammonia toxicity,Tobacco,Laboratory of Plant Nu
13、trition and Fertilization,37,六、土壤与作物体内氮的丰缺指标 形态学观察法 化学分析法 测土施肥：根据土壤氮素供应情况确定 测植株施肥：植株体内氮含量确定,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,38,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NH4N和NO3N,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,39,(二) 含量 我国耕
14、地土壤全氮含量为0.040.35之间，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 东 增加 南 增加,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,40,影响氮含量的因素 a） 植被覆盖： 草本植物 木本植物 草本植物：豆科 非豆科 木本植物：阔叶林针叶林 b） 气候： 温度愈高，有机质分解愈快，OM含量低，N少； 湿度愈高，有机质分解愈慢，OM积累的多，N多。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,41,Laboratory of Plant Nutri
15、tion and Fertilization,42,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,43,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,44,3. 发生条件：各种条件下均可发生 最适条件：温度为2030oC， 土壤湿度为田间持水量的60， 土壤pH7，C/N25:1 4. 结果：生成NH4N（有效化）,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,45,Laboratory of Plant Nutrition and Fertil
16、ization,46,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,47, 土壤CaCO3含量：呈正相关 温度：呈正相关 施肥深度：挥发量 表施深施 土壤水分含量 土壤中NH4的含量 4. 结果：造成氮素损失（无效化）,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,48,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,49,最适条件：氨充足、通气良好、 pH6.57.5、2530oC 4. 结果：形成NO3 N 利：为喜硝植物提供氮素（有效化） 弊：淋失、发生反硝化作用（无效化）,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,50,Laboratory of Plant Nutrition
