1、植物的氮素营养与氮肥氮是植物的主要营养元素，是构成蛋白质的主要成分，对作物的产量和品质关系极大，而我国大部分地区缺氮，地球上的大部分氮素存在于岩石圈和大气圈中，在大气中惰性气体占 78，占地球总氮量的 1.96，地球表面每平方米上空有 7550kg 的 N,但这些氮不能被植物利用，许多因素与氮的循环转化有关，其中有生理的、化学的、生物化学的，而且是许多过程伴随进行。第一节 氮的营养作用一、作物体内氮的含量和分布一般植物含氮量约占植物干重的 0.3-5，而含量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。豆科作物含氮量比禾本科作物高。（丰富的蛋白质）种子和叶片含氮量比茎杆和根部高（氮素主要存在于蛋白质和
2、叶绿素中）。同一作物不同生育期含氮量也不相同，一般作物吸收高峰在营养生长旺盛期和开化期，以后迅速下降，直到收获，到成熟期作物体内氮从茎叶转向种子或果实。二、氮的营养功能1、蛋白质的重要组分：蛋白态氮通常可占植株全氮的 8085。蛋白质中平均含氮 1618，体内细胞的增长和新细胞的形成都必须有蛋白质，否则受到抑制，生长发育缓慢或停滞。氮是一切有机体不可缺少的元素，所以它被称为“生命元素”。2、核酸和核蛋白质的成分核酸也是植物生长发育和生命活动的基础物质，RNA，DNA，核酸中含氮1516，核酸态氮占植株全氮的 10左右。3、叶绿素的组成元素绿色植物赖于叶绿素进行光合作用，据测定，叶绿体约占叶片干
3、重的2030，而叶绿体中约含蛋白质 4560。4、许多酶的组分酶本身就是蛋白质，是植物体内生化作用和代谢过程中的生物催化剂。此外，氮素还是一些维生素（B 1 B2 B6 PP 等）的组分，生物碱和激素也都含有氮。三、植物对氮的吸收与利用植物吸收的氮主要是无机态氮，即 NH4+和 NO3-，此外也可吸收某些可溶性的某些有机氮化物，尿素、氨基酸、酰胺等。但数量有限，低浓度的亚硝酸盐也能被植物吸收。（一）、硝酸盐的吸收与利用旱地作物以吸收 NO3 为主，即使施用铵态氮，氮易被硝化，NO 3 吸收速率很快，是主动吸收。植物体内吸收的 NO3 须还原为铵才能合成氨基酸，这需有硝酸还原酶。NO3 NADP
4、H 硝酸还原酶 NO 2 NADPMoNO2 NADPH 亚硝酸还原酶 NH 2OHNADPFe、CuNH2OHNADPH 羟胺还原酶 NH4 NADPMn、Mg从上述反应看出，在硝酸还原过程中，需要钼、锰、铁等元素，在缺少这些元素地区，植物体内硝酸盐大量积累，对植物本身无毒害，但饲料、蔬菜等作物中硝酸盐含量过多，则对家禽和人类有害。（二）、氨的吸收与利用铵态氮是以 NH4 还是 NH3形态被吸收目前还不清楚，Epstein（1972）认为NH4 -N 吸收的机理与 K+相似，两者有相同的吸收载体，因而 NH4 与 K 出现竞争效应，Dejaere 和 Neirenckx（1978）认为，NH
5、 4 -N 是与 H+进行交换而被吸收，所以介质会变酸，Heber(1974)认为是以 NH3形式被吸收的，NH 3进入植物体内比电中性分子（水分子除外）要快 1000 倍。植物根部吸收铵态氮后，在体内就被同化，产生各种酮酸，首先形成谷氨酸和天门冬氨酸，谷氨酸通过转氨基作用可形成 17 中不同氨基酸，谷氨酸与天门冬氨酸可与 NH3形成谷氨酰胺和天门冬酰胺，它们是植物体内氨的一种贮存形式，它可解除游离氨的毒害，高等植物中氮的输送：CO2H 2O-糖NO3- - NH4+-叶子-氨基酸-蛋白质NO3- NH4+ 氨基酸 糖类 氨基酸木质部 韧皮部NO3- -NH4+ - 氨基酸-蛋白质根系NO3-
6、 NH4+ 氨基酸自由空间和土壤溶液中（三）、尿素和其它有机氮化物的吸收和利用1、尿素：植物根系能吸收简单的有机态氮如尿素等，但吸收首先分解产生 NH3才能被植物利用，它作根外追肥较其它形态的氮效果好，因为，尿素分子体积小，易透入细胞，而且它不易烧伤茎叶。2、氨基态氮：以无菌培养和示踪元素法试验证明，氨基酸和酰胺对水稻幼苗生长的效果可分为四类：第一类 效果超过硫铵的：杆氨酸、天门冬氨酸，丙氨酸、丝氨酸、组氨酸；第二类 效果不及硫铵但较尿素好：天门冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸；第三类 效果较硫铵和尿素差，但有一定效果：脯氨酸、颉氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸；第四类 有抑制作用的；蛋氨酸四、铵态氮和硝
7、态氮的营养特点铵态氮是还原态的，在铵营养条件下，植物细胞的还原能力较强，形成还原性有机物多。硝态氮是氧化态的，在硝酸盐营养条件下，细胞液的氧化势占优势，有利形成氧化性有机物，使植物体内有机酸含量增加，烟草：硝态氮能增强烟叶的燃烧性，而铵态氮能促进烟叶内芳香族挥发油的形成，增进烟草的香味，这两种形态配合施用，能改善烟草品质，所以 NH4NO3是烟草较好的肥料。水稻：是典型的喜铵作物，施用铵态氮效果好，同时硝态氮在土壤中容易淋失成硝化脱氮损失。甘薯、马铃薯：也适宜施用铵态氮，碳水化合物不会造成氨毒。甜菜：施用硝态氮效果好，防止氨中毒。蔬菜：一般喜硝态氮肥。其它作物如小麦、玉米、棉花等大田作物施用这
8、两种氮肥大体相等。外部条件的影响1、 介质反应：酸性环境有利于 NO3- 吸收，中性有利于 NH4+ 吸收；2、 介质中伴随离子：介质 Ca、Mg 浓度增加，有利于植物利用NH4+ ,而介质中磷酸盐、钼酸盐浓度增加时有利于植物利用硝酸盐；3、 介质通气状况：土壤和营养液通气时能加速铵态氮和硝态氮的吸收。综上所述，铵态氮和硝态氮都是同样好的氮源，但由于作物种类和环境条件不同，其营养效果有一定差异，施用时，必须根据当地作物、土壤和气候条件，合理分配选用。五、氮素不足或过多作物生长发育与品质的影响缺氮对叶片发育影响最大，叶片细小直立与茎的夹角小，叶色淡绿，严重时呈淡黄色，失绿的叶片色泽均一，一般不出
9、现斑点，缺氮症状先从老叶开始。缺氮茎杆细长，很少有分蘖和分枝，花和果实稀少植株提前成熟，影响产量和品质。缺氮作物根系最初比正常的色白而细长，但根量少，而后期根停止伸长，呈现褐色。氮素过多时容易促进植株体内蛋白质和叶绿素大量形成，使营养体徒长，叶面积增大，叶色浓绿，叶片下披互相遮荫，影响通风透光，作物茎杆较弱，抗病虫、抗倒伏能力差，延迟成熟增加空秕粒，叶菜类作物氮素过多，组织含水量高不易贮藏，苹果体内氮素过多，则枝叶徒长，不能充分进行花芽分化，且易发生病虫害，果实品质差，缺乏甜味，着色不良，熟期也晚。六、土壤和作物体内氮的丰缺指标为了及时准确地诊断作物的营养状况，除进行形态诊断以外，还应采用化学
10、诊断的方法。（一）作物全氮含量水平：P 51页表 27（二）作物硝态氮含量水平：P 52页表 28（三）土壤无机态氮，一般为全氮量的 13左右。20ppm 低 2040ppm 中等 40 较高（四）硝态氮（北方通气好的旱地）(NH4)2SO4NH4NO3NH4Cl尿素5、土壤含水量与氨挥发的关系：30%挥发量减少；6、土壤质地与氨挥发关系：质地愈大吸附氨愈多，挥发量减少，粘土 4.76% 壤土 16.5%、砂土21.6%、细砂土 24.76%。二、硝态氮肥包括硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙等。最古老的硝酸盐肥料是自然界中的智利销石。它们的共同特性是：1、硝态氮肥易溶于水，在土壤中移动较快（质流、扩散）
11、；2、NO 3-吸收为主动吸收，作物容易吸收硝酸盐，过量无毒害；3、硝酸盐肥料对作物吸收钙镁钾等养分无抑制作用；4、硝酸盐是带负电荷的阴离子，不能被土壤胶体吸附，易随水流失；5、硝酸盐易通过反消化作用还原成气体状态（NO N 2O N2） 从土壤主遗失。6、硝态氮肥吸湿性大，易燃易爆，要注意安全。（一）、硝酸钠（NaNO 3）含 N1516，是白色或微黄色结晶，呈碱性，吸湿性强，有助燃性，施入土壤后，土壤代换性钠增多，使胶体分散，土壤结构破坏，碱性增强，应配施有机肥料与过磷酸钙，宜作追肥，少量分次使用原则，适宜在酸性或中性土施用，而不易施入盐碱地和水田。南方果树也不易施用，某些喜钠作物如：甜菜
12、、甘蓝、胡萝卜、芹菜施用效果较好。（二）、硝酸铵（NH 4NO3）简称硝铵含 N34，白色结晶，中性或弱酸性反应，吸湿性很强，易结块，一般制成粒状硝铵（石蜡、磷矿粉、石膏等），由于易燃易爆，贮藏及施用时注意安全。施入土壤后，兼有铵态氮肥和硝态氮肥的特性，在水田施用防止流失和反硝化，在旱地施用应深施覆土，防止氨挥发，宜作追肥，一般不作基肥和种肥，硝铵在旱田施用的效果往往较水田好。（蔬菜用肥的一个好品种）硝铵不能与新鲜有机物混合堆沤或混施，以免反消化损失，硝铵的改性是改善其吸湿性和防止燃爆危险的重要途径。、(NH 4NO3+CaCO3 含 N 约 20)又名石灰硝铵、硫酸硝铵（NH 4NO3+(N
13、H4)2SO4 含 N 约 2527）（三）、硝酸钙 Ca(NO3)2含 N1315，吸湿性强，易结块，生理碱性肥料，易溶于水，呈中性，宜作追肥，尽量不作基肥，蔬菜、果树、花生、烟草尤其适宜，适合施入缺钙的土壤。三、酰胺态氮肥（一）、尿素 CO(NH 4)2含 N46，白色结晶，是人工合成的第一个有机物，在常温下（1020）吸湿性不大，当温度超过 20，湿度大于 80时，吸湿性增强，是固体氮肥含氮最高的肥料，缩二尿有毒害作用，要求含量比超过 1，水分0.5%，施入土壤后，在尿酶的作用下，形成不稳定的碳酸铵，一般尿素的氨化速度是在粘土比沙土分解快，有机质含量高的肥沃比瘠薄土壤快，中性土比强酸碱性
14、土快。地温时旱田比水田快，高温时，水田比旱田快。尿素可作基肥和追肥施用，也可作根外追肥，一般不作种肥，尿素易作根外追肥，原因是：中性肥料，有机化合物，电离度小，不烧伤茎叶，分子体积小，容易通过细胞膜进入细胞，本身有吸湿性，易被叶片吸收，一般浓度为0.5-2.0%，稻麦 2、蔬菜、果树 0.5-1.0%，温室蔬菜，浆果、花卉 0.2-0.3%，其缩二脲含量最好不超过 0.5，尿素不仅是一种高浓度的氮肥，而且被广泛用作饲料的含 N 添加剂（对牛、鸡等）某些海产植物（海带、紫菜等）和食用菌（香菇。蘑菇）和发孝微生物（如生产味精等），也作为一种重要氮源。（二）、石灰氮（CaCN2(含氮 2022是氰氨化钙的俗程，是一种有机氮肥。黑色粉末，带有电石气味，易飞扬，对人体粘膜一刺激性，肥料用产品主要分为 N20-30% CaO
