03-氮素营养与氮肥
氮肥知识
（二）理化性质
表 铵态氮肥的基本性质
品种
液氨 氨水
分子式
NH3
含氮量(%) 稳定性
82 差 差
理 化 性 质
液体,碱性,易挥发 液体,碱性,易挥发
纯品为白色针状结晶，
肥料为颗粒状；
易溶予水，呈中性
缩二尿有毒害作用，要求含量比超过1％，水分≤0.5%，
（二）在土壤中的转化
少部分以分子态被土壤胶体吸附（吸附力很弱）和被 植物吸收，大部分在脲酶作用下水解
1. 水解作用
CO(NH2)2 脲酶 (NH4) 2CO3
H2 O 所以施用尿素时应当深施覆土，覆土深度一般10厘米左右。 影响因素：脲酶活性与pH值、水分、温度、
南
增加
二、土壤中氮的形态
无机态氮：表土一般只占全氮量的1－2％最多也不会超 过5－8％。NH4+-N、NO3- -N 及少量的NO2-N
有机态氮：占全氮量的90％以上， 水溶性有机态氮：不超过全氮量的5％，包括简单的游 离氨基酸，胺盐及酰胺类化合物 水解性有机氮：其含量可占氮量的50－70％ a、蛋白质多肽类，占土壤全氮的1/3-1/2 b、核酸类，占土壤全氮的10％ c、氨基糖，占土壤全氮的5－10％ 非水解性有机态氮：占土壤有机态氮的30％以上，有的 可达50％。 气态氮：N2、NH3等。
冷水不溶性氮－热水不溶性氮 氮素活度指数（AI）=--------------------------------------- ×100 冷水不溶性氮
植物氮素营养和氮肥2
精品课程建设
（3）施用 应注意氨的挥发损失和氨伤害作物。
工业措施：加表面活性剂（十五烷基磺酰氯、十烷基 苯磺酸铵等）、机械压粒和化学改变性质 （MgO+NH4H2PO4+5H2O=MgNH4PO4.6H2O）
农 业 措 施 ： 可 作 基 肥 （ 375-600kg/ 公 顷 ） 、 追 肥 （225-300kg/公顷） ，不能作种肥。
气温较高的时段施用。高温季节可选其他氮肥品种， 如尿素、硫酸铵等。
3.以水带肥
碳铵施肥结合灌水对氨挥发的影响
施肥后天数
1 3 5 10
表面撒施
不灌水 灌水
17.4
4.6
20.0
7.0
22.7
7.8
25.9
8.4
覆土
不灌水 灌水
0.0
0.0
0.1
0.0
0.3
0.0
1.4
0.2
精品课程建设
2.硫酸铵
精品课程建设 液氨施肥系统
精品课程建设 液氨施肥系统
精品课程建设
（2）施用 施入土壤后立即气化，土壤pH和氨的浓度提高， 硝化作用受阻，亚硝态氮大量累积，产生脱氮损失。
只宜作基肥，并要提前施用。一般是秋季施用， 来年春播作物利用，900～1350kg/公顷。在高压状 态下将液氨直接注入到15cm以下的土壤中。同时注 意安全，切记与皮肤接触，防止冻伤和烧伤。 砂质、干旱、疏松的土壤应加大施肥深度。
氨的液化或制成溶液，即液态氮肥；
氨由酸根固定或碳化，即铵态氮肥；
氨的硝酸化，即硝态氮肥；
氨的碳化并脱水，即酰胺态氮肥。
NH3
+
H2O
NH3 ·nH2O
第3章 氮素
2、NH4-N的同化
③酰胺化作用：作物体内氨积累时，吸收的氨 与氨基酸形成酰胺。
酰胺的形成可以： （1）解除游离NH3过多危害 （2）起氨的储存作用
（四）CO(NH2) 2-N的吸收和同化
尿素同化的特点：对植物呼吸作用 的依赖程度不高，而主要受尿素浓度 的影响。 目前，关于尿素被同化的途径有两 种见解： 其一、尿素在植物体内可由脲酶水 解产生氨和二氧化碳；
NO3-N在根和地上部还原的的比例取 决于以下因素：
1、硝酸盐供应水平 硝酸盐数量少， 主要在根中还原; 2、植物种类 木本植物根的还原能力 >一年生草本； 一年生草本植物因种类不同而有差异， 其根的还原强度顺序为： 油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳
3、温度 温度升高，酶的活性也高，也可 提高根中还原NO3--N 的比例。 4、植物的苗龄 根中还原的比例随苗龄的 增加而提高; 5、陪伴离子 K+能促进NO3-向地上部运输， 充足钾供应，根中还原比例下降； Ca2+和Na+ 为陪伴离子时则相反; 6、光照 在绿色叶片中，光合强度与NO3还原之间存在着密切的相关性。 充分考虑以上因素可采取相应措施降低温 室或塑料大棚中的蔬菜体内的硝酸盐含量。
第三节
氮
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。
一、植物体内氮的含量与分布
二、氮的营养功能
三、植物缺氮症状与供氮过多的危害 四、植物对氮的吸收、同化和运输
一、植物体内氮的含量和分布
一般植物含氮量约占植物体干物重 的0.3%-5%,而含量的多少与植物种类、 器官、发育阶段有关。 种类：大豆>玉米>小麦>水稻 器官：叶片>籽粒>茎秆>苞叶 发育：同一作物的不同生育时期， 含氮量也不相同。
氮的营养功能及常用化学氮肥种类
氮的营养功能及常用化学氮肥种类
氮是植物生长必需的营养元素之一，它主要用于合成植物体内的蛋白质、核酸和叶绿素等重要物质。
氮的供应可以促进植物生长，增加产量和提高品质。
常用的化学氮肥种类包括：
1. 硫酸铵：是一种常用的氮肥，含氮量较高，还含有铵和硫元素，适用于多种作物。
2. 尿素：是一种含氮量最高的氮肥，易于吸收利用，适用于各种土壤和作物。
3. 硝酸铵：是一种含氮量较高的氮肥，含有铵离子和硝酸根离子，适用于水稻等作物。
4. 磷酸二铵：是一种含氮量较高，同时含有磷元素和铵元素的氮磷复合肥料，适用于多种作物。
5. 硝酸钙：是一种含氮量较高，同时含有硝酸根离子和钙元素的肥料，适用于土壤中含有过量镁和钾的地区。
6. 硝化钾：是一种含氮量较高的氮钾复合肥料，适用于果树、蔬菜等作物。
7. 温室氮：是一种高浓度的氮肥，适用于保护环境和提高产量的温室栽培。
氮素及氮肥
氮素及氮肥—企业培训教材中海化学科技部沈兵1.1 植物和土壤中的氮素植物必需的营养元素中，氮是影响植物生长和产量形成的首要元素。
而我国的土壤普遍缺氮，氮肥的用量远远超过磷肥和钾肥。
在氮、磷、钾中氮肥肥效一直居于首位。
空气中氮气占五分之四，是取之不尽的氮源。
可惜植物不能直接利用空气中的氮，必须通过工业或生物的途径，将空气中的氮合成为氮的化合物，才能被植物利用。
前者主要是生产合成氨，后者主要是豆科植物的生物固氮。
氮占植物体干重的0.3%－5%，平均含量约为1.5%，是除C、H、O外含量最高的营养元素。
它的生理功能主要有以下几方面：①是蛋白质和核酸的主要组成元素。
蛋白质中含氮16%－18%，核酸中含氮15%－16%。
蛋白质是构成植物细胞原生质的基础物质，没有氮就不能形成蛋白质，植物就不能维持生命。
氮素是一切生物体不可缺少的，故有生命元素之称。
核酸及其与蛋白质结合的核蛋白，在植物生活和遗传变异过程中有特殊的作用。
②是叶绿素的组成元素。
绿色植物利用光能将二氧化碳和水合成有机物质，称光合作用。
缺少氮素会影响有机物的合成。
③是植物体内许多酶的组成元素。
酶是一类特殊的蛋白质，是植物体内各种物质转化的催化剂，控制着各种代谢过程。
此外，氮还是一些维生素和生物碱的组分。
氮素不足或过量容易从作物长相上看出来。
氮素不足时植株矮小，叶片小而薄，叶色浅绿甚至发黄，植株常出现早衰，禾谷类作物穗小，籽粒不饱满。
氮素在植物体内可再度利用，缺氮时老叶中的蛋白质分解，氮素可供幼叶利用。
因此，植株下部叶片先黄化，逐步向上部扩展，可作为判别作物缺氮的显著特征之一。
氮素过量时作物叶片肥大，颜色深绿，柔软多汁，茎秆细弱，贪青晚熟，易倒伏。
棉田因叶片相互遮荫，通风透光差，蕾铃脱落严重。
瓜果则糖分下降，不耐贮藏。
马铃薯、甘薯则地上部旺长，结薯小而少。
因此，必须合理施用氮肥。
除豆科作物能与根瘤菌共生，固定空气中的氮素外，绝大多数作物所需要的氮素来自土壤。
作物的氮素营养.
3、肥料特性： 硝态氮肥分配在旱田施用 不易流失的肥料作基肥 水田施用铵态氮肥
五、氮肥与其他肥料配合
1、作物吸收N:P2O5:K2O需要有 一定比例，氮肥需配合磷钾 肥施用
2、氮肥对土壤结构有不良作 用，应配合施用有机肥
2、在土壤中转化
NH4HCO3
NH4++HCO3-
♦ NH4+被土壤作物吸收， HCO3-转化
成CO2 和H2O，无副成分残留。
♦ 短期内可使pH值上升，随后逐渐恢复
3、施用
（1）深施覆土； （2）作基肥、追肥，不作种肥； （3）不能与碱性物质混施； （4）水田深施； （5）砂性土上少量多次施用。
3、不能与碱性物质混合施用； 4、水田施到还原层； 5、氨浓度高时，易损害作物、
种子 ，一次用量不能太大。
（二）液氨(NH3)：
合成氨直接加压而成
1、性质 含氮82％、密度0.617、沸点－33°C、有大的 挥发性、腐蚀性。
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。
H2O
(NH4)2SO4 NH4Cl NH4HCO3
氨水
CO2 H3PO4
CO(NH2)2 磷酸铵
O2 HNO3
NH3 Na2CO3 磷灰石
NH4NO3 NaNO3 硝酸磷肥
一、铵态氮肥：氯化铵 硫酸铵 碳酸氢铵 液氨
（一）铵态氮肥共性 1、NH4+可被胶体吸附，可作
基肥；
2、易溶速效，可作追肥；
♣ 除C H O外，N是作物体内含量最多的元素，
在作物体内的总含量为0.3％－5％。
♣同一作物：幼嫩器官及种子含量高；
叶子高于茎、杆、根。
植物营养学知识点
第一章、植物营养原理1、影响根系吸收养分的外界环境条件a温度，在一定温度范围内，温度升高有利于土壤中养分的溶解和迁移，促进根系对养分的吸收b通气状况，良好的通气状况，可增加土壤中有效养分的数量，减少有害物质的积累c PH,土壤过酸或过碱都不利于土壤养分的有效化，偏酸性条件有利于根系吸收阴离子，偏碱性有利于吸收阳离子d土壤水分，土壤水分适宜有利于养分的溶解和在土壤中偏移，但水分过多时会引起养分的淋失2、土壤养分迁移的主要方式及影响因素a截获，质流，扩散。
b影响因素：土壤养分浓度和土壤水分含量。
(1.浓度高时根系接触养分数量多，截获多；(2.浓度梯度大时，扩散到根表的养分多；(3.水分多时水流速度快，浓度高单位容积中养分数量多，质流携带养分多。
3、有益元素：非必需元素中一些特定的元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必需。
如豆科植物-钴，人参-哂。
4、大量营养元素：干物重的0.1%以上，包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等九种。
5、微量营养元素：干物重的0.1%一下，包括Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl（Ni）等七种。
6、确定必须营养元素的三条标准：a必要性：缺少这种元素植物就不能完成其生命周期。
b不可替代性：缺少这种元素后，植物会出现特有的症状，而其他元素均不能替代其作用，只有补充这种元素后症状才会减轻或消失。
c直接性：这种元素是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。
7、同等重要率：必需营养元素对植物生长的作用是同等重要的，与其在作物中的含量无关。
8、必需营养元素的一般营养功能：a构成植物的结构、贮藏和生活物质；b调节植物的新陈代谢；c其他特殊作用，参与物质的转化与运输、信号传递、渗透调节、生殖、运动等。
9、有害元素：Al、Mn、Fe，重金属。
Al的毒害：抑制根系的生长；抑制水分、养分的吸收；抑制地上部分的生长；抑制生物固氮10、有益元素：Na、Si、Se、Co等。
第八章 氮肥3
HO C OH H2N C NH2 碳酸的二酰胺
尿素性质
1、性质：
含氮46％，固体氮肥中含氮最高 易溶、结晶、半速效； 含缩二脲2％以下(该物质造粒时形成)
尿素性质
NH2
O
>133°C O NH2
2 H 2N C
O
C NH + NH3 C NH2
缩二脲
缩二脲是作物生长的紊乱剂，含量高时不能 使用。
第八章
氮肥
第一节 作物的氮素营养 第二节 氮肥的种类、性质和施用 第三节 氮肥的合理施用与分配
氮是植物必需营养元素，氮肥是农业 生产上施用最多的化学肥料，要合理施 用氮肥，必须了解作物的氮素营养功能 及各种氮肥的性质及合理施用方法。
第一节
作物的氮素营养
一、氮的含量和分布
♣ 含量：除C H O外，N是作物体内含量最多 的元素，在作物体内的总含量为0.3％－5％。 ♣
NO3- ＋NADPH
硝酸还原E Mo 亚硝酸还原E Fe Cu
NO2- +NADP
NO2- ＋NADPH
NH4＋ +NADP
NO3- 还原是在一系列酶促作用下完成，需辅酶П 作为电子供体，需金属元素参与，这些元素的缺 乏， NO3-易积累，光照、温度也影响NO3-还原。
2、 NH4+ 同化： NO3-还原成NH4+后参与同化过程
尿素转化
2、在土壤中的转化
（1）吸附 有机态肥，电离度小，以分子态被土壤胶粒 吸附，通过土壤胶体的 −OH 、 −COOH 、 O 等基团与尿素的−NH2和−C − 形成氢键吸附， 但吸附的量较少。
（2）水解：
在真菌，放线菌分泌的脲酶作用下进行
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
C
N
H
Fe
Cl Mo Mn Cu
S
B Zn
Mg
P
Ca
O
K
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节
植物的氮素营养 土壤中的氮素及其转化 化学氮肥 氮肥的合理施用
第一节
植物的氮素营养
（二）理化性质
表 铵态氮肥的基本性质
品种
液氨 氨水
分子式
NH3
含氮量(%) 稳定性
82 差 差
理 化 性 质
液体,碱性,易挥发 液体,碱性,易挥发
liquefied ammonia ammonia (water)
NH3 · 2O 15~18 nH
碳铵 NH4HCO3 16.5~17.5 较差 结晶,碱性,易吸湿和分解
1. 吸收：植物主动吸收NO3-－N
植物吸收的氮素主要是铵态氮和硝态氮。在旱地农
田中，硝态氮是作物的主要氮源。由于土壤中的铵态
氮通过硝化作用可转变为硝态氮。所以，作物吸收的
硝态氮多于铵态氮。
NO3-N的吸收
逆电化学势梯度的主动吸收； 介质pH显著影响植物对的吸收。 pH值升高的吸收减
少；
进入植物体后，大部分在根系中同化为氨基酸、蛋白
Severe symptoms of N toxicity
氮素过多对苹果的影响
Normal N Nutrition for “Golden delicious”
Over-fertilized with N fertilizer for “Golden delicious”
作物的化学诊断
• 养分潜在缺乏的诊断 • 植物组织的化学测定（诊断） 氮磷钾三要素的定量分析 微量元素的定量分析
3. 我国氮肥品种的变化
4. 某些国家氮肥生产品种
表 国家 中国 美国 印度 俄罗斯 世界
世界氮肥生产的主要国家（1994） N 104t， ） 位次 占世界氮肥比例(％) 产量（× 1553.3 1 19.6 1447.5 2 18.1 723.1 3 9.1 500.0 4 6.3 7947.1 － 100.0
不宜忌氯作物
硫铵 NH4＋＋SO42－ 基肥(配施石灰和
使土壤酸化(游离酸,生理酸,
硝化酸,代换酸)、板结
有机肥),追肥,种肥
适于各种作物
不宜稻田
氨气
铵态氮肥
4
2 土壤 胶粒 NH4+ NH4+
铵态氮肥 3
1
硝酸态氮
土壤中铵态氮肥变化示意图
二、硝－铵态和硝态氮肥
包括：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾
氮过量
Slight symptoms of N toxicity in cucumber
Cucumber growth with normal N Nutrition
“Tipburn” in lettuce due to nitrate and chlorid toxicity on a sandy.
硝酸还原酶活性 （μmolNO2/g 鲜重 ) 24小时 70小时 0.2 2.8 ─ ─ 0.3 4.2 8.0 8.2
供钼水平 ( μg/株）
0.005 0.005 5.0 5.0
叶片预处理 (供钼μg/L)
0 100 0 100
（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)
产 量 ( 万 吨 纯 氮 )
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
1900.8 1856.9 1463.7 1144
999.3
370.9
0.6 7.8 19.6 103.7 152.3
年 份
图
中国的氮肥生产情况
表 年份 1965 1975 1985 1993 氮肥产量 （ × 1 0 t， N ） 1 0 3 .7 3 7 0 .9 11 4 4 .0 1 5 2 8 .0
一、植物体内氮的含量
一般植物含氮量约占植物体干物重的0.3%-5%,而含量的多 少与植物种类、器官、发育阶段有关。
种类：大豆>玉米>小麦>水稻；高产品种>低产品种
器官：叶片>子粒> 茎秆>苞叶 发育时期：同一作物的不同生育时期，含氮量也不相同。
组织：幼嫩组织>成熟组织>衰老组织，
生长点>非生长点
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
施用
NH4＋＋OH－ 基肥, 深施
氨水
碳铵
对土壤和作物影响不大
NH4＋＋HCO3－ 对土壤没有副作用
基肥,追肥,深施
基肥,追肥,深施 适于各种土壤和 大对数作物
表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用
品种
氯化铵
转化及结果
NH4＋＋Cl－ 使土壤酸化(生理酸,硝化酸, 代换酸)、脱钙板结
施用
基肥 (配施石灰和 有机肥),追肥;适于 稻田和一般作物,
2. 氮过量：植株徒长，贪青迟熟；蔬菜硝酸
盐含量增加
燕 麦
小麦
Caused by incorrect N fertilizer application
油 菜
苗期缺氮
绿色V字症
老叶缺氮
不同时期和部位的缺氮症状
Potato Plants
Rape
Tobacco
Cucumber with N deficiency
2. 无机氮 吸附态 土壤胶体吸附
矿化作用
(1～2％) 固定态 2：1型粘土矿物固定
有机氮
固定作用
无机氮
三、土壤中氮的转化
NH3
挥发损失
N2、NO、N2O
反硝化作用
生 物 固 定
有 机 质
矿化作用
生物固持
铵态氮
硝态氮 硝酸还原作用
淋洗损失
硝化作用
有 机 氮
晶格固定
吸附态铵或 固定态铵
水体中的 硝态氮
（二）含量
我国耕地土壤全氮含量为0.5-1.0g/kg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
南 增加
东
增加
二、土壤中氮的形态
水溶性 速效氮源 <全氮的5% 1. 有机氮 (>98%) 水解性 缓效氮源 占50～70%
难利用非水解性 占30～50%
离子态 土壤溶液中
土壤养分诊断
• 土壤有效养分的提取和指标 • 土壤养分状况诊断
第二节
土壤中的氮素及其转化
• • • •
土壤N素的来源 土壤N素形态及有效性 N素在土壤中转化 土壤N素损失的途径
一、土壤中氮素的来源及其质量分数
（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NH4＋－N和NO3－－N
二、氮的营养功能
1. 氮是蛋白质的重要成分
（含氮16～18％）
2. 氮是核酸的成分（含氮约7％）
3. 氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质45～60％）
4. 氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）
5. 氮是多种维生素、植物激素、 生物碱的等的成分 （维生素B1、B2、B6、IAA、CK ）
烟碱
富含B2多的蔬菜
1. 尿素（酰胺态氮）
吸收：根、叶均能直接吸收
脲酶
同化：①脲酶途径：尿素
NH3
氨基酸
②非脲酶途径：直接同化 尿素 氨甲酰磷酸 瓜氨酸 精氨酸
尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时，植 物会出现受害症状
2. 氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异
四、铵态氮和硝态氮的营养特点
（一）铵态氮和硝态氮的营养特点
一、铵态氮肥
包括：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵
（一）共同特性（均含有NH4＋ ）
1. 易溶于水，易被作物吸收 2. 易被土壤胶体吸附和固定 3. 可发生硝化作用 4. 碱性环境中氨易挥发 5. 高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害 6. 对钙、镁、钾等的吸收有颉颃作用 7.施用铵态氮肥导致土壤酸化
膜外 NH4+ H+ NH4+ 膜 ATPase 膜内
②接触脱质子
(Mengel,1982)
NH3
H+
外界溶液
细胞质
NH4+ NH3 H+
质 膜
质膜上NH4+脱质子作用的示意图
氨 酮戊二酸
还原性胺化作用
酮酸 谷氨酸 各 种 新 的 氨 基 酸
转氨基作用
2.NH4-N的同化
（三）植物对有机氮的吸收与同化
亚硝酸还原酶
NO3
_ e-
光合系统
I
铁氧还蛋白 FADH2 FAD CytFeII CytFeIII MoIV MoVI
NO2
H2O
-
（还原性）
NAD(P)+
2 H+
类红 色素
铁氧还蛋白 （氧化性）
介质pH升高
NADP
NADPH2
NH3
H2O+OH-
细胞质
叶绿体
叶细胞中硝酸盐同化步骤的示意图
钼对小麦叶片中硝酸还原酶活性的影响
中性至微碱性：有利于铵的吸收
陪伴离子、介质通气状况、土壤水分状况
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，它们在生理上 是具有同等价值。
五、植物氮素营养失调症状及其丰缺指标