土壤氮素与氮素课件

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1、 2006032120060321随笔随笔如果我如果我们每天都期盼着一个目每天都期盼着一个目标，那么那么这个目个目标不管不管远近，近，它它总出出现在我在我们的意的意识中。中。当我当我们感感觉目目标离我离我们而而远的的时候，候，说明在我明在我们心中，心中，目目标已已经没有了吸引力。没有了吸引力。如果在我如果在我们心中，心中，目目标永永远具有着吸引力，具有着吸引力，那么目那么目标永永远就在眼前！就在眼前！ 土壤氮素与氮素课件 植物营养学基本原理及其应用植物营养学基本原理及其应用PlantNutrition:BasicPrinciplesandApplications （第七节第七节第七节第七节 土

2、壤氮素与氮肥土壤氮素与氮肥土壤氮素与氮肥土壤氮素与氮肥） （2 2学时）学时） 侯彦林侯彦林 中国科学院研究生院中国科学院研究生院 20082008年春季学期年春季学期 土壤氮素与氮素课件第七讲第七讲大量元素大量元素碳氢氧氮磷钾碳氢氧氮磷钾第一节第一节碳氢氧碳氢氧第二节第二节氮氮一、物体内氮的含量和分布一、物体内氮的含量和分布二、氮的营养作用二、氮的营养作用三、氮的吸收三、氮的吸收四、氮的同化四、氮的同化五、五、NO3-和和NH4+营养作用的比较营养作用的比较六、植物缺氮症状六、植物缺氮症状七、供氮过多的危害七、供氮过多的危害八、氮肥的种类与特性八、氮肥的种类与特性思考题思考题复习题复习题 土

3、壤氮素与氮素课件第七讲第七讲 大量元素大量元素碳氢氧氮磷钾碳氢氧氮磷钾第一节第一节碳氢氧碳氢氧CHO：是是植植物物有有机机体体的的主主要要组组分分。基基本本骨骨架架元元素素，分子骨架和高级结构的元素，具有特殊的功能。分子骨架和高级结构的元素，具有特殊的功能。 C C是是构构成成有有机机物物骨骨架架的的基基础础。C C与与HOHO可可形形成成多多种种多多样样的的碳碳水水化化合合物物（是是植植物物营营养养的的核核心心物物质质并并提提供供能能量量），如如木木质质素素、纤纤维维素素等等；可可构构成成植植物物体体内内各各种种生生活活活活性性物物质质，如如维维生生素素和和激激素素；也也是是糖糖、脂脂肪肪化

4、化合合物物的的组组分。分。 土壤氮素与氮素课件一、碳一、碳 C C：光光合合作作用用的的原原料料，以以COCO2 2和和H H2 2O O形形式式参参与与有机物的合成。有机物的合成。空空气气中中COCO2 2浓浓度度为为0.03%0.03%，如如浓浓度度为为0.1%0.1%时时产产量量增增加加，但但大大于于0.1%0.1%影影响响光光合合；低低于于0.02%0.02%限限制制光合。光合。温温室室和和大大棚棚冬冬季季和和春春季季由由于于通通气气不不好好，当当浓浓度度提提高高到到0.1%0.1%时时，静静光光合合率率提提高高50%50%，产产量量提提高高20%-40%20%-40%；可可用用液液化

5、化COCO2 2或或固固体体COCO2 2，燃燃烧烧石石蜡蜡、天天然然气气、丙丙烷烷或或白白煤煤油油等等碳碳氢氢化化合合物物的的方方法法补补充充；碳碳铵铵加加浓浓硫硫酸酸也也可可以以。但但浓浓度度不不能能超超过过0.1%0.1%。 土壤氮素与氮素课件二、氢二、氢 H H：构构成成有有机机化化合合物物，氢氢键键-易易分分易易合合性性，有有利利于于DNADNA的的复复制制和和转转录录。水水是是体体内内最最好好的的介介质质，也也参参与与许许多多生生化化反反应应。水水是是氢氢的的主主要要来来源源，是是最最安安全全的的H H+ +库库，水水微微弱弱解解离离生生产产H H+ +，但但不不酸酸化化；H H+

6、 +参参与与许许多多生生化化反反应应；维维持持细细胞胞内内离离子子平平衡衡和和pHpH。土土壤壤中中H H+ +过过多多直直接接影影响响根根系系吸吸收收营营养养，降降低低营养元素的有效性，有害物质浓度增加。营养元素的有效性，有害物质浓度增加。土壤氮素与氮素课件三、氧三、氧 O O：有有氧氧呼呼吸吸所所必必须须。O O2 2是是电电子子和和质质子子的的受受体体。呼呼吸吸作作用用与与各各种种物物质质的的合合成成和和转转化化密密切切相相关。关。缺缺氧氧影影响响有有氧氧呼呼吸吸和和ATPATP的的合合成成，根根系系吸吸收收养养分分能能力力下下降降，出出现现缺缺素素症症，酸酸性性代代谢谢产产物物使使细细

7、胞胞质质酸酸化化，乙乙醇醇浓浓度度增增加加；缺缺氧氧抑抑制制固固氮氮微微生物活性。生物活性。 土壤氮素与氮素课件第二节第二节 氮氮一、物体内氮的含量和分布一、物体内氮的含量和分布氮氮素素是是植植物物生生长和和动物物生生存存的的必必需需元元素素之之一一，氮氮肥肥是是工工业生生产和和农业使用最多的化学肥料。使用最多的化学肥料。氮氮是是组成成作作物物体体内内蛋蛋白白质、核核酸酸、叶叶绿素素、酶酶和和多多种种维生生素素的的成成分分。这些些物物质涉涉及及遗传信信息息传递、细胞胞器器建建成成、光光合合作作用用、呼呼吸吸作作用用等等几几乎乎所所有有的的生生化化反反应。蛋蛋白白质和和核核酸酸是是生生命命的的基

8、基础，叶叶绿素素是是作作物物叶叶子子内内制制造造“粮粮食食”的的工工厂厂，酶酶是是催催化化剂。在在细胞胞内内硝硝酸酸盐具具有有渗渗透透调节作作用用；硝硝酸酸盐还可可能能具具有有信信号号作作用用。除除碳碳、氢、氧氧外外，氮氮是是作作物物成成分分中中含含量量较多多的的元元素素，在在所所有有必必需需营养养元元素素中中，氮氮是是限限制制植植物物生生长和和形形成成产量量的的首首要要因因素素，对产品品品品质也有多方面影响。也有多方面影响。 土壤氮素与氮素课件一一般般植植物物含含氮氮量量为为：0.3%-5%,0.3%-5%,因因种种类类、器器官官和和发发育育阶阶段段而而异。大豆植株含氮量异。大豆植株含氮量2

9、.49%,2.49%,紫云英紫云英2.25%,2.25%,禾本科禾本科1%1%左右。左右。作物种类的差别：作物种类的差别：玉米小麦水稻玉米小麦水稻品种间也有差异：品种间也有差异：高产低产品种高产低产品种体体内内：主主要要在在蛋蛋白白质质、叶叶绿绿素素中中，因因此此幼幼嫩嫩器器官官、种种子子茎茎杆杆老老茎茎杆杆，如如小小麦麦子子粒粒2.0%-2.5%,2.0%-2.5%,茎茎杆杆0.5%;0.5%; 豆豆科科作作物物子子粒粒4.5%-5%,4.5%-5%,茎茎杆杆1%;1%;玉玉米米叶叶片片2.0%,2.0%,子子粒粒1.5%,1.5%,茎茎杆杆0.7%,0.7%,包包叶叶0.4%0.4%。同同

10、一一作作物物不不同同生生育育期期：营营养养生生长长期期，氮氮素素主主要要集集中中在在茎茎叶叶等等幼幼嫩嫩器器官官，转转入入生生殖殖生生长长期期，向向子子粒粒、果果实实、块块根根或或块块茎茎中中转移，成熟时，转移，成熟时，70%70%已经转移。已经转移。土壤氮素与氮素课件二、氮的营养作用二、氮的营养作用蛋蛋白白质质的的重重要要组组分分；核核酸酸和和核核蛋蛋白白的的成成分分；叶绿素的组成元素；许多酶的组分。叶绿素的组成元素；许多酶的组分。氮氮是是代代谢谢的的核核心心。合合理理施施氮氮是是高高产产的的有有效效措施。措施。 土壤氮素与氮素课件 氮肥氮肥对小麦籽粒品小麦籽粒品质的影响的影响 施施氮氮量量

11、 蛋蛋白白质 干干面面筋筋 沉淀沉淀值 产 量量（N N kg/kg/亩） （% %） （% %） （kg/kg/亩） 0 0 10.9 10.9 8.78 34.7 167 8.78 34.7 167 16 16 14.0 14.0 13.50 55.7 33913.50 55.7 339 氮素供氮素供应对菜籽中油脂含量的影响菜籽中油脂含量的影响 氮氮素素水水平平 种种子子产量量 千千粒粒重重 油分油分 油油产量量 （g/g/盆）盆） （g g） （% %） （g/g/盆）盆） 低低氮氮 10.0 10.0 3.0 46.8 4.683.0 46.8 4.68 高高氮氮 18.8 18.8

12、3.63.6 41.741.7 7.75 7.75 土壤氮素与氮素课件三、氮的吸收三、氮的吸收作物吸收氮的形态主要是无机态氮即铵态氮（作物吸收氮的形态主要是无机态氮即铵态氮（NHNH4 4-N-N）和硝）和硝态氮（态氮（NONO3 3-N-N），它们对作物生理过程有），它们对作物生理过程有不同的影响不同的影响，但其营养，但其营养作用是作用是同等重要同等重要的。除此之外，作物根系也能吸收有机态氮，的。除此之外，作物根系也能吸收有机态氮，如氨基酸、酰胺、维生素、降解的核酸等。如氨基酸、酰胺、维生素、降解的核酸等。作物吸收铵态氮和硝态氮后，在体内进一步同化为作物吸收铵态氮和硝态氮后，在体内进一步同化

13、为氨基酸氨基酸，最后合成，最后合成蛋白质蛋白质。硝态氮必须在体内还原为。硝态氮必须在体内还原为氨氨才能被利用。才能被利用。旱田硝态氮为主，作物吸收硝态氮多于铵态氮，因为铵态旱田硝态氮为主，作物吸收硝态氮多于铵态氮，因为铵态氮经过硝化转化为硝态氮。氮经过硝化转化为硝态氮。 土壤氮素与氮素课件 NO NO3 3- -的吸收：的吸收：植物根细胞吸收植物根细胞吸收NONO3 3- -是逆电化学势梯度进行的是逆电化学势梯度进行的，首先需要由细胞膜上的质子泵，首先需要由细胞膜上的质子泵(H(H+ +-ATP-ATP酶酶) )水解水解ATPATP，并向膜外，并向膜外释放释放H H+ +，使膜电化学势下降，产

14、生驱动力，最后由硝酸盐转运蛋，使膜电化学势下降，产生驱动力，最后由硝酸盐转运蛋白（载体）白（载体）H H+ +-NO-NO3 3- -共运的方式，将共运的方式，将-NO-NO3 3- -运入细胞膜内，是主动运入细胞膜内，是主动吸收过程。吸收过程。影响吸收因素：影响吸收因素：光照、低温、介质光照、低温、介质pHpH、呼吸抑制剂、厌氧过、呼吸抑制剂、厌氧过程、氧化磷酸化过程等。程、氧化磷酸化过程等。 pHpH高吸收减少：高吸收减少：OHOH- -的竞争；的竞争；OHOH- -高影响体内有机酸形成，使高影响体内有机酸形成，使体内酸碱不平衡；体内酸碱不平衡；CaCa能促进吸收和加速运输。能促进吸收和加

15、速运输。 土壤氮素与氮素课件 氨氨蛋白质蛋白质土壤氮素与氮素课件 NHNH4 4+ +的的吸吸收收：植植物物可可能能以以两两种种方方式式吸吸收收NHNH4 4+ +。一一是是NHNH4 4+ +在在质质膜膜上上发发生生脱脱质质子子作作用用以以NHNH3 3的的形形态跨膜运输；态跨膜运输；二二是是植植物物根根细细胞胞质质膜膜上上有有多多种种NHNH4 4+ +转转运运蛋蛋白白，通过主动运输方向将通过主动运输方向将NHNH4 4+ +运入细胞内。运入细胞内。NHNH4 4+ +的的吸吸收收伴伴随随H H+ +向向膜膜外外的的释释放放，从从而而导导致致根根际际H H+ +浓浓度度的的升升高高（根根际

16、际酸酸化化）。NHNH4 4+ +吸吸收收的的这这一一特特点点非非常常重重要要，因因为为根根际际酸酸化化对对其其它它难难溶溶性性养养分的有效性有很大的影响。分的有效性有很大的影响。土壤氮素与氮素课件 土壤氮素与氮素课件四、氮的同化四、氮的同化氨的同化：氨的同化： NO NO3 3- - 8H 8H+ + 8 8- -NHNH3 3 + 2H + 2H2 2O + OHO + OH- -（产产生生OHOH- -是是变变碱碱性性的的原原因因，吸吸收收的的NONO3 3- -和和排排出出的的OHOH- -大大约为约为1010：1 1或更大比值。）或更大比值。）氮氮的的同同化化包包括括由由NONO3

17、3- -还还原原为为氨氨，再再同同化化为为氨氨基基酸酸的的过过程程。NONO3 3- -进进入入植植物物体体后后，多多数数情情况况下下以以NONO3 3- -的的形形式式直直接接通通过过木木质质部部运运往往地地上上部部，其其余余一一部部分分在在根根系系中中同同化化为为氨基酸、蛋白质氨基酸、蛋白质，或在根细胞的，或在根细胞的液泡中贮存液泡中贮存起来。起来。（3 3个去向）个去向） 土壤氮素与氮素课件思考题：思考题： 描描述述任任何何100100个个分分子子的的营营养养物物质质，从从施施肥肥开开始始的的漫漫长长旅旅程程。（如如N N、P P、K K） 最好以第最好以第1 1人称写成故事的方式。人称

18、写成故事的方式。这是贯穿本课程知识的总结！这是贯穿本课程知识的总结！ 土壤氮素与氮素课件NONO3 3- -的还原：的还原： 硝硝酸酸还还原原酶酶是是一一种种黄黄素素蛋蛋白白酶酶，含含两两个个相相同同的的亚亚基基，每每个个亚亚基基由由黄黄素素腺腺嘌嘌呤呤二二核核苷苷酸酸(FAD)(FAD)、细细胞胞色色素素(Cytc)(Cytc)和和钼钼辅辅基基(Mo (Mo cofactor)cofactor)三三部部分分组组成成。在在还还原原过过程程中中，由由NAD(P)HNAD(P)H作作为为电电子子供供体体，经经过过一一系系列列电电子子传传递递，最最后后由由钼钼辅辅基基将将电电子子转转移移给给硝硝酸酸

19、根根，使使它它还还原原为为亚亚硝硝酸根。在细胞质中进行。酸根。在细胞质中进行。 土壤氮素与氮素课件 亚亚硝硝酸酸还还原原酶酶是是一一种种含含血血红红素素(Siroheme)(Siroheme)和和一一个个4Fe-4S4Fe-4S中中心心的的单单体体酶酶。它它以以还还原原态态的的铁铁氧氧还还蛋蛋白白作作为为（将将）电电子子供供体体，转转移移给给亚亚硝硝酸酸，使使亚亚硝硝酸酸根根还还原原为为氨。在叶绿体氨。在叶绿体或前质体或前质体中进行。中进行。硝酸还原需要：钼、锰、铁、铜、硫硝酸还原需要：钼、锰、铁、铜、硫的参与的参与。尿尿素素被被吸吸收收后后可可能能在在尿尿酶酶作作用用下下产产生生铵铵和和二二

20、氧氧化化碳碳；或直接与磷酸作用成氨甲酰磷酸。或直接与磷酸作用成氨甲酰磷酸。 土壤氮素与氮素课件五、五、NONO3 3- -和和NHNH4 4+ +营养作用的比较营养作用的比较从从生生理理的的角角度度看看，NONO3 3- -和和NHNH4 4+ +都都是是良良好好的的氮氮源源，但但在在水水培培条条件件下下，单单纯纯供供应应铵铵态态氮氮抑抑制制植植物物生生长长，这这是是由由于于根根际际酸酸化化所所造造成成的。的。 田田间间条条件件下下，有有些些在在硝硝态态氮氮下下生生长长较较好好( (喜喜硝硝性性) )，另另外外一一些些则则在在铵铵态态氮氮下下生生长长较较好好( (喜喜铵铵性性) )。这这在在一

21、一定定程程度度上上与与作作物物进进化化过程中对土壤生态条件的适应性有关。过程中对土壤生态条件的适应性有关。 水水稻稻是是典典型型喜喜铵铵的的作作物物，施施用用铵铵态态氮氮肥肥的的效效果果比比硝硝态态氮氮肥肥好好（它它没没有有硝硝酸酸还还原原酶酶、同同时时硝硝态态氮氮容容易易淋淋失失和和反反硝硝化化）。而而大大多多数数旱旱地地作作物物则则表表现现出出喜喜硝硝性性。烟烟草草喜喜硝硝态态氮氮，因因利利于于形形成成有有机机酸酸，增增强强烟烟叶叶的的燃燃烧烧性性。小小麦麦等等小小粒粒种种子子中中碳碳水水化化合合物物少少，抵御氨态氮能力弱；甜菜喜钠，硝酸钠合适。抵御氨态氮能力弱；甜菜喜钠，硝酸钠合适。 土

22、壤氮素与氮素课件很很多多研研究究表表明明，当当两两种种氮氮源源以以适适当当比比例例同同时时存存在在时时，作作物物生生长长状状况况会会明明显显改改善善。这这在在小小麦麦、玉玉米米、水水稻稻等等作作物物上上都都有有相相同同的的结结果果。不不过过在在土土壤壤中中很很难难实实现现这这一一点。点。 不同形态氮肥对玉米和水稻幼苗生长的影响（不同形态氮肥对玉米和水稻幼苗生长的影响（1515天）天） 以以NaNONaNO3 3为氮源为氮源 以以(NH4)(NH4)2 2SOSO4 4为氮源为氮源 干重干重 原来原来pHpH值值 最终最终pHpH值值 干干 重重 原来原来pHpH值值 最终最终pHpH值值 玉玉

23、 米米 0.41 0.41 5.2 6.8 0.27 5.1 4.0 5.2 6.8 0.27 5.1 4.0 水水 稻稻 0.13 5.2 6.0 0.13 5.2 6.0 0.31 0.31 5.1 2.9 5.1 2.9 土壤氮素与氮素课件六、植物缺氮症状六、植物缺氮症状缺缺氮氮后后蛋蛋白白质质合合成成受受阻阻，细细胞胞分分裂裂活活性性下下降降。叶叶绿绿素素含含量量下下降降后后出出现现叶叶片片黄黄化化，光光合合强强度度减减弱弱，光光合合产物减少。产物减少。氮氮在在植植物物体体内内的的再再移移动动能能力力强强。缺缺氮氮情情况况下下，老老叶叶中中的的蛋蛋白白质质、核核酸酸、叶叶绿绿素素等等分

24、分解解为为小小分分子子氮氮化化合合物物( (如如氨氨基基酸酸或或酰酰胺胺等等) )，然然后后转转运运到到新新生生器器官官被被再再利利用，以满足这些器官的正常代谢。用，以满足这些器官的正常代谢。 土壤氮素与氮素课件营营养养生生长长期期：轻轻微微缺缺氮氮时时，植植株株呈呈浅浅绿绿色色。严严重重缺缺氮氮时时，下下部部老老叶叶显显著著黄黄化化并并衰衰老老加加快快。进进而而导导致致植植物物生生长长发发育育缓缓慢慢，植植株株矮矮小小细细弱弱。严严重重缺缺氮氮甚甚至至出出现现生生长停滞，不能抽穗开花。长停滞，不能抽穗开花。生生殖殖生生长长期期：缺缺氮氮导导致致繁繁殖殖器器官官（如如幼幼穗穗、花花）分分化受阻

25、化受阻;繁殖器官变小或变少。繁殖器官变小或变少。籽籽粒粒建建成成或或果果实实形形成成期期：器器官官提提前前衰衰老老，叶叶片片氮氮输输出出过过早早，光光合合产产物物供供应应不不足足，籽籽粒粒或或果果实实中中细细胞胞分分化化受受阻阻，果果实实变变小小。籽籽粒粒结结实实率率下下降降，产产量量明明显显降降低低。收收获获产产品品中中的的蛋蛋白白质质、维维生生素素和和必必需需氨氨基基酸酸的的含含量量也也相应地减少。相应地减少。缺缺氮氮植植株株：老老叶叶氮氮输输出出导导致致叶叶片片黄黄化化，从从叶叶尖尖沿沿中脉叶片变黄。中脉叶片变黄。 土壤氮素与氮素课件 土壤氮素与氮素课件 土壤氮素与氮素课件 土壤氮素与氮

26、素课件 土壤氮素与氮素课件 图图8-6玉米：下部叶尖发黄，逐渐沿玉米：下部叶尖发黄，逐渐沿中脉扩展成倒中脉扩展成倒V字形，中脉发红，中部字形，中脉发红，中部叶片颜色淡绿。叶片颜色淡绿。土壤氮素与氮素课件 图图8-7菠菜：老叶几乎全部黄菠菜：老叶几乎全部黄化，新叶相对留有一些绿色化，新叶相对留有一些绿色土壤氮素与氮素课件七、供氮过多的危害七、供氮过多的危害水稻田氮肥过多，群体太大，遇风倒伏。水稻田氮肥过多，群体太大，遇风倒伏。超超量量供供应应氮氮素素常常使使细细胞胞增增长长过过大大，细细胞胞壁壁薄薄，细细胞胞多多汁汁，导导致致作作物物易易受受各各种种病病害害侵侵袭袭。如如果果造造成成群群体体过过

27、大大，受受光光条条件件恶恶化，则植株高度增加过快，下部节间过细，易造成倒伏。化，则植株高度增加过快，下部节间过细，易造成倒伏。过过量量氮氮素素的的同同化化过过程程要要消消耗耗大大量量碳碳水水化化合合物物，从从而而使使植植株株碳碳氮氮代代谢谢失失调调，导导致致甜甜菜菜块块根根的的产产糖糖率率下下降降，园园艺艺作作物物果果实实的的含含糖量降低，麻类作物纤维产量下降。糖量降低，麻类作物纤维产量下降。过过多多氮氮素素还还打打破破营营养养生生长长与与生生殖殖生生长长的的平平衡衡，使使营营养养生生长长过过旺旺，生生理理殖殖器器得得不不到到充充足足的的养养分分，造造成成小小麦麦贪贪青青晚晚熟熟，棉棉花花蕾铃

28、脱落等。蕾铃脱落等。 对对叶叶菜菜类类蔬蔬菜菜来来说说，过过量量氮氮素素不不仅仅降降低低其其贮贮存存和和运运输输品品质质，更易导致植物体内硝酸盐积累，对人体营养有很大危害。更易导致植物体内硝酸盐积累，对人体营养有很大危害。 土壤氮素与氮素课件 土壤氮素与氮素课件八、氮肥的种类与特性八、氮肥的种类与特性Nitrogen Fertilizer:Nitrogen Fertilizer: 我我国国是是世世界界上上最最大大的的化化肥肥生生产国国和和消消费国国，氮氮肥肥产量量居居世世界界第第一一，磷磷肥肥产量量居居世世界界第第二二。20012001年年氮氮肥肥产量量22632263万万t t ( (折折纯

29、，下下同同) )。全全国国现有有化化肥肥企企业11001100多多家家( (不不包包括括小小型型复复合合肥肥厂厂) )，其其中中氮氮肥肥企企业660660多多家家，磷磷肥肥约400400家家，钾肥肥约5050家家. .全全国国660660多多家家氮氮肥肥生生产厂厂中中，只只有有2626家家(28(28套套) )合合成成氨氨装装置置的的能能力力达达到到3030万万t/at/a以以上上，其其余余全全为中中小小型型化化肥肥厂厂( (中中小小氮氮肥肥的的产量量占占78%)78%)，全全国国氮肥合成氨氮肥合成氨单套平均套平均规模模仅为4 4万万t/at/a； 土壤氮素与氮素课件（一）氮肥生产原理（一）氮

30、肥生产原理1 1、氨合成原理（石灰氮除外）、氨合成原理（石灰氮除外）N N2 2 + 3H + 3H2 2- 2NH- 2NH3 3 + + 热热反应条件：高温、高压、催化剂反应条件：高温、高压、催化剂氮气制备：由空气中分离氮气制备：由空气中分离氢制备：重油气化法，固体燃料法，电解法等氢制备：重油气化法，固体燃料法，电解法等硝酸的合成原理：合成氨氧化。硝酸的合成原理：合成氨氧化。4NH4NH3 3+5O+5O2 2=4NO+6H=4NO+6H2 2O O2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 23NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO2 2、氮肥生产、氮

31、肥生产NHNH3 3 + H + H2 2O + COO + CO2 2 -NH-NH4 4HCOHCO3 3 ( (碳酸氢铵碳酸氢铵) )2NH2NH3 3 + CO+ CO2 2- CO(NH- CO(NH2 2) )2 2 ( (尿素尿素)+ H)+ H2 2O O NHNH3 3 + HNO + HNO3 3 -NH -NH4 4NONO3 3 ( (硝铵硝铵) )2NH2NH3 3 + H + H2 2SOSO4 4 -(NH4)-(NH4)2 2SOSO4 4 ( (硫铵硫铵) ) 土壤氮素与氮素课件（二）氮肥的种类（二）氮肥的种类按含氮基团分，氮肥分为按含氮基团分，氮肥分为5 5

32、种：种：*铵态氮肥（如液体氨、氨水、碳化氨水、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵）；铵态氮肥（如液体氨、氨水、碳化氨水、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵）；*硝态氮肥（如硝酸钙、硝酸钾、硝酸钠）；硝态氮肥（如硝酸钙、硝酸钾、硝酸钠）；*硝、铵态氮肥（如硝酸铵、硝酸铵钙、硫硝酸铵）；硝、铵态氮肥（如硝酸铵、硝酸铵钙、硫硝酸铵）；*酰胺态氮肥（如有机态氮肥尿素）；酰胺态氮肥（如有机态氮肥尿素）；*氰氨态氮肥（如石灰氮）。氰氨态氮肥（如石灰氮）。按氮释放速度分：按氮释放速度分：速效氮肥和缓控氮肥，如有机缓效氮肥和包膜氮肥，它们速效氮肥和缓控氮肥，如有机缓效氮肥和包膜氮肥，它们的养分逐渐释放，肥效期比较长，节省施肥的劳

33、力。的养分逐渐释放，肥效期比较长，节省施肥的劳力。按残留酸根分：按残留酸根分：有酸根（硫酸铵、氯化铵，有副作用）、无酸根（碳铵、硝有酸根（硫酸铵、氯化铵，有副作用）、无酸根（碳铵、硝酸铵、尿素、液氨）酸铵、尿素、液氨） 土壤氮素与氮素课件1 1、氨态氮肥、氨态氮肥包括：包括：液氨、氨水、碳酸氢铵（挥发性）、硫酸铵、氯化铵（非挥发性）。液氨、氨水、碳酸氢铵（挥发性）、硫酸铵、氯化铵（非挥发性）。液液氨氨：含含氮氮82.3%82.3%，碱碱性性，成成本本低低，便便于于管管道道运运输输。温温度度在在-32-32度度，需需特特殊殊机机械械，注注入入到到土土表表下下3-6cm3-6cm到到6-8cm6-

34、8cm。液液氨氨注注入入土土壤壤后后立立即即形形成成局局部部高高浓浓度度的的氨氨和和铵铵区区，直直径径约约3-13cm3-13cm。短短期期内内可可使使pHpH值值高高达达9-9.59-9.5，土土壤壤微微生生物物数数量量锐锐减减，有机质溶解。有机质溶解。碳碳酸酸氢氢铵铵：俗俗称称碳碳铵铵，分分子子式式NHNH4 4HCOHCO3 3，含含氮氮量量16.5-16.8%16.5-16.8%，水水溶溶液液碱碱性性(pH8.2-8.4)(pH8.2-8.4)。含含碳碳素素营营养养，弱弱碱碱性性，白白色色粉粉末末状状结结晶晶，水水溶溶性性氮氮肥肥，肥肥效效快快。2020以以上上容容易易分分解解，易易吸

35、吸湿湿结结块块，存存放放时时保保持持干干燥燥。适适于于作作基基肥肥和和追追肥肥，不不适适作作种种肥肥。适适于于各各种种作作物物。没没有有副副成成分分，对对土土壤壤无无不不良良影影响响。要要求求深深施施肥肥（1010厘厘米米）。土土壤壤对对其其中中的的铵铵的的吸吸附附量量大大。施施肥肥后后需需覆覆土土或或灌灌溉溉，以以减减少少氨氨挥发。解离后形成的挥发。解离后形成的HCOHCO3 3- -，可以进一步分解为，可以进一步分解为COCO2 2为作物提供碳源。为作物提供碳源。 土壤氮素与氮素课件硫硫酸酸铵铵：俗俗称称硫硫铵铵，分分子子式式（NHNH4 4）2 2SOSO4 4，含含氮氮量量20-21%

36、20-21%，标标准准氮氮肥肥。它它同同时时含含有有硫硫养养分分，白白色色结结晶晶，弱弱酸酸性性，不不易易吸吸湿湿，生生理理酸酸性性肥肥料料（是是指指施施入入土土壤壤后后，土土壤壤pHpH有有所所下下降降，但但随随肥肥料料被被吸吸收收后后，土土壤壤pHpH将将恢恢复复），水水溶溶性性氮氮肥肥。物物理理化化学学性性质质稳稳定定。适适于于作作基基肥肥、追追肥肥和和种种肥肥。适适于于各各种种作作物物，不不宜宜在在水水田田施施用用，以以防防硫硫化化氢氢毒毒害害，引引起起黑黑根根。避避免免与与碱碱性性物物质质混混合合，石石灰灰性性土土壤壤施施用用时时要要深深施施覆覆土土。酸酸性性土土壤壤应应配配合合有有

37、机机肥肥和和石石灰灰施施用用。在在缺缺硫硫土土壤壤上上施施用用更好。马铃薯施用硫酸铵效果好。更好。马铃薯施用硫酸铵效果好。 氯氯化化铵铵：俗俗称称氯氯铵铵，分分子子式式NHNH4 4ClCl，含含氮氮量量24-25%24-25%，白白色色结结晶晶，弱弱酸酸性性，不不易易吸吸湿湿结结块块，生生理理酸酸性性肥肥料料，水水溶溶性性氮氮肥肥。比比硫硫酸酸铵铵生生产产成成本本低低。适适于于作作基基肥肥和和追追肥肥，不不适适作作种种肥肥。盐盐碱碱地地、酸酸性性土土壤壤上上和和忌忌氯氯作作物物不不适适施施用用。忌忌氯氯作作物物有有：马马铃铃薯薯、甜甜菜菜、亚亚麻麻、烤烤烟烟、甘甘薯薯、茶茶、大大豆豆、西西瓜

38、瓜、紫紫云云英英、葡葡萄、柑桔等。水田施用好于硫酸铵。萄、柑桔等。水田施用好于硫酸铵。 土壤氮素与氮素课件2 2、硝态氮肥、硝态氮肥特特点点：易易溶溶于于水水，速速效效，易易吸吸湿湿结结块块，受受热热分分解解，硝硝酸酸根根易易随随水水流流失失，水田施用效果不好。硝酸钠含钠，不适于盐碱地。水田施用效果不好。硝酸钠含钠，不适于盐碱地。硝硝酸酸铵铵：俗俗称称硝硝铵铵，分分子子式式NHNH4 4NONO3 3，含含氮氮量量34-35%34-35%，NHNH4 4-N-N和和NONO3 3-N-N各各占占一一半半，水水溶溶性性氮氮肥肥，弱弱酸酸性性，生生理理中中性性肥肥料料，白白色色结结晶晶，吸吸湿湿性

39、性强强，随随开开随随用用。有有助助燃燃性性和和爆爆炸炸性性，存存放放时时不不得得超超过过3 3米米高高，保保持持阴阴凉凉干干燥燥，避避免免易易燃燃物物质质混混入入，结结块块后后不不要要重重击击。适适于于各各种种作作物物和和土土壤壤（水水田田除除外外），多多雨雨季季节节不不宜宜作基肥。追肥少量多次为宜，种肥慎用。烤烟喜爱硝酸铵。作基肥。追肥少量多次为宜，种肥慎用。烤烟喜爱硝酸铵。硝酸钠和硝酸钙：硝酸钠和硝酸钙：含氮含氮15%15%左右，水溶液呈碱性。左右，水溶液呈碱性。 土壤氮素与氮素课件3 3、尿素、尿素酰酰胺胺态态氮氮肥肥，分分子子式式（NHNH2 2）2 2COCO，含含氮氮量量42-46

40、%42-46%，中中性性，白白色色结结晶晶，有有一一定定吸吸湿湿性性。水水溶溶液液中中性性。适适于于作作基基肥肥，但但用用量量不不能能太太大大，否否则则烧烧苗苗。施施入入土土壤壤后后根根据据气气温温和和土土壤壤水水分分条条件件不不同同需需要要2-102-10天天才才能能全全部部转转换换化化为为氨氨而而发发挥挥肥肥效效。最最好好作作追追肥肥，追追肥肥时时要要提提前前几几天天，水水田田追追肥肥时时要要浅浅水水施施用用。不不宜宜作作种种肥或拌种，特别适合叶面肥。含少量缩二脲，对幼苗有抑制作用。肥或拌种，特别适合叶面肥。含少量缩二脲，对幼苗有抑制作用。尿尿素素的的转转化化：在在脲脲酶酶的的作作用用下下

41、，尿尿素素可可以以与与水水反反应应，最最终终分分解解为为氨氨气气和和二氧化碳。二氧化碳。 基肥基肥: 50: 50公斤公斤/ /公顷是上限公顷是上限. .否则烧苗否则烧苗; ;复合肥中含氮量高容易烧苗复合肥中含氮量高容易烧苗, ,有时含过多有时含过多缩二脲缩二脲(N(N难检测出难检测出) )对苗有害对苗有害; ;土壤氮素与氮素课件4、缓释肥、缓释肥/控施肥控施肥缓释缓释/控释氮肥主要包括合成的微溶的有机氮化合物、包膜氮肥、含硝控释氮肥主要包括合成的微溶的有机氮化合物、包膜氮肥、含硝化抑制剂氮肥三类。当前以应用包膜控释氮肥为主。化抑制剂氮肥三类。当前以应用包膜控释氮肥为主。目前全世界缓释和控释肥

42、的消耗总量大约是目前全世界缓释和控释肥的消耗总量大约是65万吨，其中美国占万吨，其中美国占70%，日本和欧洲各占有日本和欧洲各占有15%左右。主要用于园艺作物、草坪、高尔夫球场等。左右。主要用于园艺作物、草坪、高尔夫球场等。合成的有机长效氮肥（微溶的有机氮化合物）：脲甲醛合成的有机长效氮肥（微溶的有机氮化合物）：脲甲醛(UF)、脲乙醛、脲乙醛(CDU)、脲异丁醛、脲异丁醛(IBDU)、草酰铵、草酰铵(OA)等。等。包膜氮肥：包膜物质有硫磺、树脂、聚乙烯、石蜡、沥青、沸石、钙镁包膜氮肥：包膜物质有硫磺、树脂、聚乙烯、石蜡、沥青、沸石、钙镁磷肥等。磷肥等。（含含）硝硝化化抑抑制制剂剂（的的氮氮肥肥

43、）：氯氯啶啶(Nitrapyrin)(Nitrapyrin)、脒脒基基硫硫脲脲(ASU)(ASU)、双氰胺双氰胺(DCD)(DCD)、氯唑灵、氯唑灵(Terrazole)(Terrazole)等。等。（含）脲酶抑制剂（的氮肥）：氢醌，苯醌等。（含）脲酶抑制剂（的氮肥）：氢醌，苯醌等。我我国国的的缓缓效效肥肥料料主主要要包包括括：涂涂层层尿尿素素、长长效效碳碳铵铵、氢氢醌醌尿尿素素、非非溶溶性性磷磷肥包裹尿素、沸石尿素等，技术含量较低。肥包裹尿素、沸石尿素等，技术含量较低。 土壤氮素与氮素课件 表表8 81 1 几种氨几种氨态氮肥的性氮肥的性质 土壤氮素与氮素课件（三三）化肥氮在土壤中的转化）化

44、肥氮在土壤中的转化土土壤壤对对铵铵的的吸吸附附和和固固定定：阳阳离离子子交交换换吸吸附附反反应应；粘粘土土矿矿物物固固定定；有有机机成成分吸附。分吸附。铵的硝化作用：铵在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下氧化为硝酸，铵的硝化作用：铵在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下氧化为硝酸， 2NH 2NH4 4+ + + 3O + 3O2 2=2NO=2NO2 2- - + 2H + 2H2 2O +4HO +4H+ + 2NO 2NO2 2- -+O+O2 2=2NO=2NO3 3- -硝态氮的还原作用：厌气条件下，经反硝化细菌的作用，硝态氮的还原作用：厌气条件下，经反硝化细菌的作用，NONO3 3- -还原还原为为

45、N N2 2或或N N2 2O O。土壤中铵态氮的分子态化：土壤中形成的气态氮土壤中铵态氮的分子态化：土壤中形成的气态氮NHNH3 3。 淋溶：淋溶： 作物吸收：作物吸收：微生物吸收：微生物吸收： 土壤氮素与氮素课件（四）氮对作物的影响（略）（四）氮对作物的影响（略）1 1 对生长发育和产量的影响：根系；营养生长；激素平衡；产量形成。对生长发育和产量的影响：根系；营养生长；激素平衡；产量形成。2 2对作物品质的影响：禾本科；油料作物；纤维作物；果蔬。对作物品质的影响：禾本科；油料作物；纤维作物；果蔬。（五）氮肥施用技术（五）氮肥施用技术提高氮肥利用率方法主要有：提高氮肥利用率方法主要有：*铵态

46、氮肥深施覆土；铵态氮肥深施覆土；*铵态氮肥配合硝化抑制剂（氮肥增效剂）；铵态氮肥配合硝化抑制剂（氮肥增效剂）；*水田施硝态氮应避免大水灌溉；水田施硝态氮应避免大水灌溉；*因作物施肥（如豆科作物只需要前期施少量氮即可）；因作物施肥（如豆科作物只需要前期施少量氮即可）；*因土施肥（如碱性土壤要深施尿素，酸性土壤适合施用碱性肥料或生因土施肥（如碱性土壤要深施尿素，酸性土壤适合施用碱性肥料或生理碱性肥料）；理碱性肥料）；*氮肥与磷肥、钾肥和中微量元素配合施肥等。氮肥与磷肥、钾肥和中微量元素配合施肥等。（六）氮素在农田生态系统中的转化和循环（略（六）氮素在农田生态系统中的转化和循环（略,如前）如前） 土

47、壤氮素与氮素课件思考思考题 氮肥利用率：氮肥利用率：Definition:thepercentageoftheamountsofNtakenbyplantstototalNapplied.Onaverage,20%-41%。Determinationmethods：（1）同位素示踪法：）同位素示踪法：利用率利用率=作物吸收肥料中的氮作物吸收肥料中的氮/施入土壤中的氮施入土壤中的氮100%（2）差值法：）差值法：利用率利用率=（施肥小区作物吸收养分量不施肥小区作物吸收养（施肥小区作物吸收养分量不施肥小区作物吸收养分量）分量）100/施入肥料量施入肥料量问题：这两种方法测定的结果会一样吗？为什么？

48、问题：这两种方法测定的结果会一样吗？为什么？土壤氮素与氮素课件 复复习题 1.1.名名词解解释：硝硝化化作作用用、反反硝硝化化作作用用、肥肥料料利利用用率率、忌忌氯作作物物、包包膜膜肥肥料料、生生理理酸酸性性肥肥料料 以以水水带氮氮2.2.氮在植物体内的氮在植物体内的营养功能？养功能？3.3.氮素缺乏与氮素缺乏与过剩剩时，植物所表，植物所表现的症状？的症状？对植物生植物生长有何影响？有何影响？4.4.氮肥的主要种氮肥的主要种类与性与性质？5.5.如何提高氮肥的利用率？如何提高氮肥的利用率？6.6.土壤中氮素土壤中氮素损失的途径有哪些？失的途径有哪些？7.7.为什么尿素适宜做根外追肥，不适宜做种肥？什么尿素适宜做根外追肥，不适宜做种肥？8.8.简述硝述硝态氮的同化氮的同化过程。程。9.9.土壤中氮素的主要形土壤中氮素的主要形态及比例？及比例？ 土壤氮素与氮素课件 2006032120060321随笔随笔天上天上总会有云儿会有云儿飘过，地面地面总会有会有风儿吹儿吹动，是天上的云儿送来地面的是天上的云儿送来地面的风儿儿吗？还是地面的是地面的风儿吹儿吹动着天上的云儿哪？着天上的云儿哪？ 风儿就儿就这样永永远地吹地吹动，云儿也就云儿也就这样永永远地地飘过，默默地沿着自己特定的方向，默默地沿着自己特定的方向，飘去！去！ 土壤氮素与氮素课件谢 谢 土壤氮素与氮素课件