第九章 植物的氮素营养与氮肥施用

(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 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 中性至微碱性:有利于铵 陪伴离子,介质通气状况, 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 结论:只要在环境中为铵态氮和硝态氮创造 铵态氮
幼嫩组织>成熟组织 衰老组织 幼嫩组织 成熟组织>衰老组织, 成熟组织 衰老组织, 生长点>非生长点 生长点 非生长点
二,植物体内含氮化合物的种类 氮的生理功能) (氮的生理功能)
1. 氮是蛋白质的重要成分 含氮16～ %) (含氮 ～18%) 2. 氮是核酸的成分(含氮约 %) 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～ %) (叶绿体含蛋白质 ～60%) 4. 氮是酶的成分(酶本身是蛋白质) 氮是酶的成分(酶本身是蛋白质)
钼对小麦叶片中硝酸还原酶活性的影响
供钼水平 ( g/株) μg/株 0.005 0.005 5.0 5.0 叶片预处理 供钼μ (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 24小时 70小时 0.2 2.8 — — 0.3 4.2 8.0 8.2 (Randall, 1969)
Severe symptoms of N toxicity
Induced N toxicity in cucumber plants in a glass house trial.
植物的氮素营养
一,植物体内氮的质量分数和分布
一般植物含氮量约占植物体干物重的0.3%-5%,而含量 而含量 一般植物含氮量约占植物体干物重的 的多少与植物种类,器官,发育阶段有关. 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 玉米>小麦 水稻; 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 子粒> 器官:叶片 子粒 茎秆 苞叶 发育:同一作物的不同生育时期,含氮量也不相同. 发育:同一作物的不同生育时期,含氮量也不相同. 注意:作物体内氮素的含量和分布, 注意: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. 水平和施氮时期的影响.通常是营养器官的含量变化 生殖器官则变动小,但生长后期施用氮肥, 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. 现为生殖器官中的含氮量明显上升.
大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还 大多数植物的根和地上部都能进行 的还 原作用,但各部分还原的比例取决于不同的因素: 原作用,但各部分还原的比例取决于不同的因素: 1,硝酸盐供应水平 当硝酸盐数量少时,主要 , 当硝酸盐数量少时, 在根中还原; 在根中还原 2,植物种类 木本植物还原能力 一年生草本 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, 一年生草本植物因种类不同而有差异,其还原 强度顺序为: 强度顺序为: 油菜>大麦 向日葵>玉米 大麦>向日葵 玉米>苍耳 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 , 温度升高,酶的活性也高, 的比例. 提高根中还原NO3 -N 的比例. 提高根中还原
喜铵植物: 喜铵植物: 水稻,甘薯,马铃薯 水稻,甘薯,
兼性喜硝植物:小麦,玉米, 兼性喜硝植物:小麦,玉米,棉花等 喜硝植物: 喜硝植物: 大部分蔬菜,如黄瓜, 大部分蔬菜,如黄瓜, 番茄, 番茄,莴苣等 专性喜硝植物: 专性喜硝植物:甜菜
NO3--N和 NH4+-N营养作用的比较
NO3--N是阴离子,为氧化态的氮源, 是阴离子, 是阴离子 为氧化态的氮源, NH4+-N是阳离子,为还原态的氮源. 是阳离子, 是阳离子 为还原态的氮源. 不能简单的评判哪 种形态好或是不好, 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. 吸收和利用的因素有关.
(二)植物对铵态氮的吸收与同化
1. 吸收 机理: 机理: ①被动渗透
(Epstein,1972)
膜外 NH4+ H+ NH4+ H+ 膜 ATPase 膜内
②接触脱质子
(Mengel,1982)
NH3
外界溶液
细胞质
NH4+
质 膜
NH3
H+
质膜上NH4+脱质子作用的示意图 质膜上
氨 酮戊二酸
还原性胺化作用
表 我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准 沈明珠, (沈明珠,1982) ) 级别 硝酸盐含量 (mg/kg鲜重) 1 2 3 4 ≤432 ≤785 ≤1440 ≤3100 轻度 中度 高度 严重 允许生食 允许盐渍, 允许盐渍,熟食 允许熟食 不允许食用 参考卫生性 污染程度 参考卫生
因此, 因此,降低植物体内硝酸盐含量的有效措 选用优良品种,控施氮肥,增施钾肥, 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. 增加采前光照,改善微量元素供应等.
2. 氮过量:植株徒长,贪青迟熟;蔬菜硝酸 氮过量:植株徒长,贪青迟熟;
盐含量增加
燕 麦
小麦
Technological stripe disease
油 菜
Caused by incorrect N fertilizer application
-N
+N
大麦 燕麦
玉米
禾本科作物 缺氮的症状
-N +N 小麦
缺氮
供氮
N deficiency in vine growth
缺氮
Japanese larch trees -N +N
氮素过多的危害
作物贪青晚熟,生长期延长. 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) 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, 和病害侵袭(大麦褐锈病,小麦赤霉病,水稻褐 斑病) 斑病). 大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐贮 存性; 存性; 棉花蕾铃稀少易脱落; 棉花蕾铃稀少易脱落; 甜菜块根产糖率下降; 甜菜块根产糖率下降; 纤维作物产量减少,纤维品质降低. 纤维作物产量减少,纤维品质降低. 蔬菜硝酸盐超标
组织:幼嫩组织 成熟组织 衰老组织, 成熟组织>衰老组织 组织:幼嫩组织>成熟组织 衰老组织, 生长点>非生长点 生长点 非生长点 生长时期:苗期 旺长期 成熟期>衰老期 旺长期>成熟期 衰老期, 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 营养生长期 生殖生长期
2. 分布: 分布:
酮酸 谷氨酸 各 种 新 的 氨 基 酸
转氨基作用
氨
酰胺
2.NH4-N的同化 的同化
3. 酰胺形成的意义(谷氨酰胺,天门冬酰胺) 酰胺形成的意义(谷氨酰胺,天门冬酰胺) ①贮存氨基 ②解除氨毒
(三)植物对有机氮的吸收与同化
1. 尿素(酰胺态氮) 尿素(酰胺态氮) 吸收: 吸收:根,叶均能直接吸收 同化:①脲酶途径:尿素 同化: 脲酶途径: 脲酶途径
5. 氮是多种维生素,植物激素, 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 ) 维生素 , , , ,
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( 细胞分裂素含量(mol) ) 天 连续供氮 0 3 6 196 420 561 连续不供氮 196 26 17
NO3-N的吸收 的吸收
逆电化学势梯度的主动吸收; 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 介质 显著影响植物对的吸收. 值升高的吸收减 显著影响植物对的吸收 少; 进入植物体后,大部分在根系中同化为氨基酸, 进入植物体后,大部分在根系中同化为氨基酸,蛋白 质,也可直接通过木质部运往地上部; 也可直接通过木质部运往地上部; 硝酸根在液泡中积累对离子平衡和渗透调节作用具有 重要意义. 重要意义.
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.
三,植物对氮的吸收与同化
无机态: 无机态:NH4+-N,NO3--N , 主要) 吸收的形态 (主要) 有机态: 有机态:NH2 -N,氨基酸, ,氨基酸, 少量) (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 3--N 吸收:植物主动吸收NO
植物吸收的氮素主要是铵态氮和硝态氮. 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. 田中 , 硝态氮是作物的主要氮源 . 由与土壤中的铵态 氮通过硝化作用可转变为硝态氮. 所以, 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. 硝态氮多于铵态氮.
第九章 植物的氮素营养与氮肥 Plant Nitrogen Nutrition and Nitrogen Fertilizer
主要内容
第一节 植物的氮素营养 第二节 土壤种的氮素及其转化 第三节 化学氮肥的种类,性质及 化学氮肥的种类, 其施用方法 第四节 氮肥的合理施用
第一节
1.质量分数 质量分数
出各自所需要的最适条件, 出各自所需要的最适条件,它们在生理上 是具有同等价值. 是具有同等价值.
五,植物氮素营养失调症状及其丰缺指标
1. 氮缺乏:首先在下部老叶出现症状 氮缺乏: