作物的氮素营养.65页PPT
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化学肥料氮素营养与氮肥PPT
酰胺在植物体内的作用
• 储藏氮素 当氨过剩时，形成谷酰胺和天门 冬酰胺；
• 消除氨毒 在亚麻、高粱、三叶草和香豌豆 等植物中，将HCN掺入半胱氨酸而再转化 为天门冬酰胺，消除毒害；
• 运输氮素
三）NH4-N和NO3-N的营养特点
1、NO3-N的吸收是一个主动过程；吸收NO3-N 可是根际pH升高；NH4-N吸收机制不清楚，吸 收后，可使根际pH下降。
2. 过程
液相NH4＋吸附作用 交换性NH4＋固定作用固定态NH4＋
解吸作用
释放作用
3. 结果：减缓NH4＋的供应程度(暂时无效化)
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
2、水稻、茶树、甘薯和马铃薯等比较喜欢氨态 氮肥外，大多数植物喜欢硝态氮。烟草喜欢铵 态氮与硝态氮配合施用。
3、在低温条件下（8℃），植物吸收铵态氮多于 硝态氮；随温度升高，硝态氮的吸收逐渐增加； 在高温条件下（26℃～35℃），植物吸收的硝 态氮多于铵态氮。
4、与硝态氮相比，以铵态氮为营养时，消耗的 能量少（667160焦耳/摩尔）。
氨基酸
氨化微生物 水解、氧化、还原、转位
NH4＋－N＋有机酸
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）
三）、土壤中氮的转化
NH3
N2、NO、N2O
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）
作物的氮素营养
幼嫩器官和种子中含氮量较高，茎杆含量较低，尤其 是老熟的茎杆含量更低。小麦子粒含氮2.0%-2.5%，茎杆仅 0.5%左右；豆科作物子粒为4.5%-5%，而茎杆仅为1.4%。
作物体内氮素的含量和分布明显受施氮水平和施氮时期 的影响。随施氮量增加，作物各器官中氮的含量均有明显提 高。通常是营养器官的含量变化大，生殖器官则变动小，但 生长后期施用氮肥，则表现为生殖器官中的含氮量明显上升。
二、 氮的生理功能
1、蛋白质的重要组分（蛋白质中平均含氮16%-18%） 2、核酸和核蛋白质的成分 3、叶绿素的组分元素 4、许多酶的组分（酶本身就是蛋白质） 一些维生素的组分，而生物碱和植物激素也都含有氮。
总之，氮对植物生命活动以及作物产量和品质均有极其 重要的作用。合理施用氮肥是获得作物高产的有效措施。
缺氮
缺氮
小麦地块由于施肥不匀造成的缺氮现象
（二）氮素过剩
植物枝叶茂盛，群体过大，通风透光不好，碳水化合物 消耗太多，使茎杆细弱，机械强度小，容易倒伏；体内可溶 性氮化合物过多，容易遭受病虫害；贪青晚熟，结实率下降， 产量降低；瓜果的含糖量降低，风味差，不耐贮藏，品质低； 叶菜类植物中硝酸盐高，危害健康。
供氮状况对马铃薯伤流液中细胞分裂素的影响 （Sattelmacher等，1978）
细胞分裂素（毫微摩尔）
天
连续供氮
连续缺氮
第7天起供氮
0
196
196
/
3
420
26
/
6
561
17
/
9
/
/
1.32
三、氮素的吸收与利用
（一）氮素吸收形态 NH4+、NO3-、NO2可溶性有机氮：氨基酸、酰胺等 豆科植物可以通过共生固氮，直接利用空气中的N2
作物体内氮素的含量和分布明显受施氮水平和施氮时期 的影响。随施氮量增加，作物各器官中氮的含量均有明显提 高。通常是营养器官的含量变化大，生殖器官则变动小，但 生长后期施用氮肥，则表现为生殖器官中的含氮量明显上升。
二、 氮的生理功能
1、蛋白质的重要组分（蛋白质中平均含氮16%-18%） 2、核酸和核蛋白质的成分 3、叶绿素的组分元素 4、许多酶的组分（酶本身就是蛋白质） 一些维生素的组分，而生物碱和植物激素也都含有氮。
总之，氮对植物生命活动以及作物产量和品质均有极其 重要的作用。合理施用氮肥是获得作物高产的有效措施。
缺氮
缺氮
小麦地块由于施肥不匀造成的缺氮现象
（二）氮素过剩
植物枝叶茂盛，群体过大，通风透光不好，碳水化合物 消耗太多，使茎杆细弱，机械强度小，容易倒伏；体内可溶 性氮化合物过多，容易遭受病虫害；贪青晚熟，结实率下降， 产量降低；瓜果的含糖量降低，风味差，不耐贮藏，品质低； 叶菜类植物中硝酸盐高，危害健康。
供氮状况对马铃薯伤流液中细胞分裂素的影响 （Sattelmacher等，1978）
细胞分裂素（毫微摩尔）
天
连续供氮
连续缺氮
第7天起供氮
0
196
196
/
3
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26
/
6
561
17
/
9
/
/
1.32
三、氮素的吸收与利用
（一）氮素吸收形态 NH4+、NO3-、NO2可溶性有机氮：氨基酸、酰胺等 豆科植物可以通过共生固氮，直接利用空气中的N2
第九章 植物的氮素营养与氮肥 土壤肥料学 教学课件
（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)
➢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)
作物的氮素营养(精)
土壤有机N与无机N的平衡
概念
矿化作用 有机N 生物固定作用 无机N
有机N的矿质化：土壤有机N在微生物作用下转化为氨的过程。 无机N的生物固定：土壤无机N被微生物吸收利用转化为有机N的过程
影响平衡的主要因素
有机物的C/N 干湿交替 施用N肥 施入无机 N 可促进土壤有机 N 的矿化，
阳离子（me/100克干物质） 阴离子（me/100克干物质） NO31 H2PO426 SO4225 Cl25 有机酸 162 总和 239
处理 NO3-
Ca2+ 107
Mg2+ 28
K+ 81
Na+ 5
总和 221
NH4+
72
22
40
7
141
1
25
25
31
54
136
B. 不同N源影响碳水化合物的代谢
促进并调节植物生长
N素主要促进与N素吸收的同时正在生长的器官与部位
的生长，而对尚未分化或已经定型的器官与部位作用
很小甚至无效。
影响农产品品质
影响农产品中粗蛋白含量
增加N素供应（尤其生长后期）可增加农产品中蛋白
质含量，但在评价其对农产品品质的影响时应慎重。因为：
农产品用途不同对蛋白质含量的要求不同 农产品中蛋白质含量提高常伴随人体必需氨基酸含量降低 蛋白质含量过高可导致农产品食味品质下降
+
对植物有效性较高 交换性NH4+ 固定态NH4+：对植物有效性一般较低
有机N 仅有很少的一部分可被作物直接利用，必 （90-95%） 须经过矿质化作用转化成无机N后才能被 大量利用。 土壤速效N：通常指NO3-、水溶性及交换性NH4+。
作物氮素营养66页PPT
缺氮
缺氮
缺氮
缺氮
缺氮
缺氮
缺氮
缺氮
第二节 氮肥的种类、性质和施用
♣ 人类施用NH4+－N肥的时间为1913年，之 前使用智利硝石
♣ 中国1935年有化肥工业。 ♣ 氨的合成:
N + 3H 2NH 高压 催化剂
2
2 420-450°c
3
♣ 氮肥的生产：
❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖
❖ NH3
2、在土壤中转化 很快转成NH4OH，和土壤反应，局部氨浓 度升高、pH升高。
3、施用 能耐20个大气压的容器和机械，施入15CM以下 土层中,秋施基肥为好。
（三）碳酸氢铵(NH4HCO3 )：
氨水吸收二氧化碳制成
1、性质： 含氮17％；白色粉末； 化学碱性： pH 8.2－4.4； 含水量 5％－6.5％，易结块； 易自行分解、挥发，称为“气肥”。
（四）硫酸铵（NH4)2SO4
合成氨用硫酸吸收制成（肥田粉）
1、性质：
♣含氮20 ％ －21 ％，称标准氮肥 ♣无色结晶， 易溶、速效，生理酸性 ♣物理性状好，不吸湿，不结块
2、在土壤中转化
中性、石灰土: SCa +(NH4)2SO4
酸性土 : S H +(NH4)2SO4
H
NH4
NH4S + CaSO4
E
AA ATP 二肽 多肽
蛋白质
(三)NO3-的吸收利用
♦ NO3-是逆电化学梯度吸收、耗能，是主动吸收。
♦ 还原后方可利用：
Байду номын сангаас
❖ NO3- ＋NADPH
硝酸还原E Mo
NO2- +NADP
氮素营养与氮肥PPT课件
氮素是可以再利用的元素，作物缺氮的显著特 征是下部叶片首先失绿黄化，然后逐渐向上部叶 片扩展。
作物缺氮不仅影响产量，而且使产品品质也下降。
7
缺8氮
缺9氮
缺10氮
缺11氮
缺12氮
缺13氮
缺14氮
缺15氮
缺16氮
缺17氮
缺18氮
缺19氮
缺20氮
缺21氮
缺22氮
缺23氮
缺氮
• 有机氮则是小分子的有机态氮，如各种 氨基酸等。
5
• 1.4氮的丰缺问题
施氮区作物吸氮量-不施氮区作物吸氮量
氮肥利用率(%)=
施入氮肥中的氮量
*100
6
1.5植物缺氮症状与供氮过多的危害
（一）作物缺氮的外部特征 叶片黄化，植株生长过程迟缓..
苗期植株生长受阻而显得矮小、瘦弱，叶片薄 而小。禾本科作物表现为分蘖少，茎杆细长；双 子叶则表现为分枝少。若继续缺氮，禾本科作物 表现为穗小粒瘪早衰。
良好的氮源，但在不同pH条件下，作物对 NH4+-N和NO3--N的吸收量有明显的差异。 NH4+-N肥效不好主要是由于酸性所造成的。
36
（二）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；
2、植物种类 木本植物还原能力>一年生草本 一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原 强度顺序为： 油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳 3、温度 温度升高，酶的活性也高，所以也可 提高根中还原NO3--N 的比例。
30
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：
作物缺氮不仅影响产量，而且使产品品质也下降。
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缺8氮
缺9氮
缺10氮
缺11氮
缺12氮
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缺14氮
缺15氮
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缺17氮
缺18氮
缺19氮
缺20氮
缺21氮
缺22氮
缺23氮
缺氮
• 有机氮则是小分子的有机态氮，如各种 氨基酸等。
5
• 1.4氮的丰缺问题
施氮区作物吸氮量-不施氮区作物吸氮量
氮肥利用率(%)=
施入氮肥中的氮量
*100
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1.5植物缺氮症状与供氮过多的危害
（一）作物缺氮的外部特征 叶片黄化，植株生长过程迟缓..
苗期植株生长受阻而显得矮小、瘦弱，叶片薄 而小。禾本科作物表现为分蘖少，茎杆细长；双 子叶则表现为分枝少。若继续缺氮，禾本科作物 表现为穗小粒瘪早衰。
良好的氮源，但在不同pH条件下，作物对 NH4+-N和NO3--N的吸收量有明显的差异。 NH4+-N肥效不好主要是由于酸性所造成的。
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（二）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；
2、植物种类 木本植物还原能力>一年生草本 一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原 强度顺序为： 油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳 3、温度 温度升高，酶的活性也高，所以也可 提高根中还原NO3--N 的比例。
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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：
《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。
精选ppt
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
精选ppt
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
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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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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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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