第五章大量元素N、P、K讲义教材.ppt

第五章 大量营养元素 与大量元素肥料5-1 氮素营养与氮素化肥Nitrogen nutrition and nitrogen fertilizers 一、土壤氮素营养（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 我国耕地土壤全氮含量在0.040.35之间，与土壤有机质含量呈正相关 （二）含量（四）土壤氮素转化及其有效性吸附态铵或固定态铵 NH3挥发损失吸附固定水体中的硝态氮反硝化作用N2、NO、N2O淋洗损失 氨化作用 生物固定有机氮铵态氮生物固定 硝化作用硝酸还原作用硝态氮 铵态氮 吸附固定：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4的吸附作用 晶格固定：NH4进入2:1型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用1、土壤粘土矿物对NH4的固定减缓NH4的供应程度，使其暂时无效化液相NH4交换性NH4固定态NH4吸附作用解吸作用固定作用释放作用2、有机态氮的矿化作用（氨化作用） 在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程，是土壤氮的有效化过程异养微生物水解酶氨化微生物水解、氧化还原、转位有机氮 NH4+-N有机酸氨基酸最适条件： C/N25:1 ； 温度为2030； 土壤pH7； 土壤湿度为田间持水量的603、硝化作用 土壤中的NH4 或NH3在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象。

亚硝化细菌NH4O2 NO2 4H 硝化细菌2NO2O2 2NO3 最适条件：铵充足、通气良好 pH 6.57.5、2530结果： 形成NO3-N 为喜硝植物提供氮素 （有效化） 淋失、发生反硝化作用（无效化）4、反硝化作用 土壤中的硝酸盐或亚硝酸盐还原为气态氮的过程包括生物反硝化和化学反硝化，以前者为主 硝酸盐还原细菌反硝化细菌NO3 NO2 N2 、N2O、NO结果： 造成氮素的气态挥发损失； 影响大气(破坏臭氧层、加剧温室效应)最适条件：含氮量510，新鲜有机质丰富 pH58，温度3035 5、氨的挥发损失 在中性或碱性条件下，土壤中的NH4转化为NH3而挥发，造成氮损失的过程碱性酸性NH3 HNH4影响因素： 土壤CaCO3含量：正相关 温度：正相关 施肥深度：挥发量 表施深施 pH值：正相关 土壤水分含量 土壤中NH4的含量6、无机氮的生物固定 土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象 铵态氮 硝态氮 生物固定 生物固定 有机氮硝化作用硝酸还原作用7、硝酸盐的淋洗损失 NO3-N 随水渗漏或流失，造成氮素损失（无效化），并污染水体（富营养化）8、硝酸还原作用NO3- NH4+ 嫌气条件硝酸还原酶二、植物氮素营养 含量：占植物总干重的0.35。

分布： 同一作物：幼嫩器官衰老器官 种子营养器官 不同作物：豆科植物非豆科植物 玉米小麦 水稻（一）氮的含量和分布（二）氮的生理功能1.氮是蛋白质的重要成分 蛋白质含氮1618，是细胞原生质的基本物质2. 氮是核酸的成分 核酸含氮约7，是控制遗传变异的基本物质3. 氮是叶绿素的成分 叶绿素a ：C55H72O5N4Mg；叶绿素b：C55H70O6N4Mg 叶绿体含蛋白质4560，是光合作用的场所4. 氮是植物体内多种酶、维生素、激素和生物碱的成分（三）氮的吸收利用氮的利用：植物吸收的NO3-在根部、或被转移到茎叶后被还原为NH3；植物吸收NH4+后脱H进入体内（或进入体内脱H+并将其排出体外），NH3与酮酸或谷氨酸结合成酰胺吸收形态有机态：NH2 -N、氨基酸、核酸（少量） 无机氮：NH4+-N、NO3-N (主要) 6e- Fd6H+亚硝酸还原酶NH3H2O+OH-NO2-NO3-NADH+H+NAD+H2O细胞质叶绿体质膜 a酮戊二酸 a酮戊二酸 谷氨酸 NH4+ 草酰乙酸 天冬氨酸 NH3 H+ 谷氨酰胺细胞膜（四）土壤氮素转化及其有效性吸附态铵或固定态铵 NH3挥发损失吸附固定水体中的硝态氮反硝化作用N2、NO、N2O淋洗损失 氨化作用 生物固定有机氮铵态氮生物固定 硝化作用硝酸还原作用硝态氮 铵态氮（四）植物氮素营养失调症状1. 缺氮症状 植株矮小、生长缓慢 叶绿素含量低、叶片变黄，先从老叶开始早衰，产品品质差NN玉米缺氮水稻缺氮亚麻缺氮NN马铃薯缺氮NN油菜缺氮+N-N黄瓜缺氮芹菜缺氮NN葡萄缺氮NN2. 氮过量的危害 降低植物体内糖分含量、作物抗性差，易得病虫害； 机械组织发育差，易倒伏； 作物徒长、贪青晚熟；产品品质下降。

正常供氮氮过量正常供氮氮过量水稻倒伏玉米倒伏152.3370.9999.31463.7103.719.67.80.61856.91900.81144040080012001600200019491955196019651970197519801985199019952000产量( 万吨纯氮) 年 份中国的氮肥生产情况三、常用氮肥种类、性质何施用 现现代氮肥工业业的基础础是合成氨工艺艺： 高温、高压催化剂N2 + 3H2 2NH3 H2SO4 (NH4)2SO4 CO2 NaCl NH4Cl H2O CO2 NH4HCO3 H2O NH3 氨水 CO2 CO(NH2)2 H3PO4 磷酸铵 NH3 O2 NH4NO3 HNO3 Na2CO3 NaNO3 磷灰石 硝酸磷肥 共同特性（NH4 ）: 易溶于水，易被作物吸收 易被土壤胶体吸附和固定 可发发生硝化作用 碱性环环境中氨易挥发挥发 高浓浓度易对对作物，尤其是幼苗产产生毒害 对钙对钙 、镁镁、钾钾等的吸收有颉颃颉颃 作用（一）铵 (氨) 态氮肥 液氨、氨水、碳酸氢铵氢铵 、氯氯化铵铵、硫酸铵铵 简简称为为碳铵铵， 氨水吸收二氧化碳制成（1）性质质： 含氮17；白色粉末； 化学碱性： pH 8.28.4； 含水量 56.5，易结块结块 ； 易自行分解、挥发挥发 ，称为为“气肥”。

NH4HCO3 CO2 H2ONH31. 碳酸氢铵(NH4HCO3 )：NH4HCO3 NH4+HCO3-（2）在土壤中转转化 短期内可使pH值值上升，随后逐渐渐恢复 NH4+被土壤作物吸收， HCO3-转转化成CO2 和H2O，无副成分残留 深施覆土； 作基肥、追肥，不作种肥； 不能与碱性物质质混施； 避免高温时时施用； 水田深施； 砂性土上少量多次施用3）施用2. 硫酸铵(NH4)2SO4 简简称硫铵铵，俗称肥田粉，合成氨用硫酸吸收制成（1）性质质： 含氮20 21 ，称标标准氮肥 含硫25.6，也是重要的硫肥 无色结结晶， 易溶、速效 生理酸性肥料 物理性状好，不吸湿，不结块结块（2）在土壤中转转化酸性土 :土粒NH4 +(NH4)2SO4 + 2H+SO42-土粒NH4HH土粒NH4Ca +(NH4)2SO4 + CaSO4土粒NH4石灰性土 : 可作基肥、追肥、种肥，适用性广； 水田最好不用： H SO42- H2S 石灰性土壤深施； 喜硫作物优优先： 马铃马铃 薯、十字花科植物3）施用：3. 氯化铵（NH4Cl ）：（1）性质质： 含氮2425 白色结结晶，易溶、速效 吸湿性稍大于硫铵铵 生理酸性肥合成氨用盐盐酸吸收制成；主要是制碳酸氢钠氢钠 工业业的副产产品（2）在土壤中转化：酸性土 : +NH4Cl + H+ + Cl-土粒土粒NH4H土粒NH4Ca +2 NH4Cl + CaCl2土粒NH4石灰性土 :（3）施用： 可作基肥、追肥； 水田施用优于硫酸铵； 忌氯作物（烟草、茶、甘薯等）尽量不施； 对土壤的酸化能力强于硫铵，注意配施石灰； 盐碱地上一般不用。

二）硝态氮肥 ：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙1、易溶于水，是速效性肥料 2、不被胶体吸附、易流失、只作追肥3、吸湿性强、易结块4、水田及旱田缺氧条件易反硝化脱氮5、受热时分解放氧，助燃易爆共同特性（NO3-）1. 硝酸铵（NH4NO3 ）（1）性质： 白色晶体 含氮3335，硝态态氮和铵态铵态 氮各占一半 易溶、速效 生理中性肥料 易吸潮结块结块 ，制造时时在颗颗粒表面涂有疏水物质质用硝酸中和氨制得，简简称硝铵铵（2）在土壤中转化：14NH4+2土壤胶粒硝酸铵NO3-氮气31植物吸收2土壤吸附3硝态氮淋失4反硝化作用5硝化作用6硝态氮还原NH4+156（3）施用： 一般作为为追肥施用，且用于旱田 施用结块结块 的硝酸铵铵不能用力敲碎2. 硝酸钠（NaNO3）：智利硝石，天然矿矿石或生产产硝酸的副产产品（1）性质： 含氮1415、易吸湿结块结块 生理碱性肥料（3）施用： 旱田作追肥 喜钠钠植物（甜菜、萝萝卜、菠菜）首选选 盐盐碱地上尽量不用（2）在土壤中转化：NaNO3 Na+ + NO3- 3. 硝酸钙 Ca(NO3)2 ：碳酸钙钙与硝酸反应应生成，或某些工业业的副产产品（1）性质： 白色或灰色颗颗粒 含氮1315、极易吸湿结块结块（3）施用： 适应应性广 水田不宜施用 喜钙钙作物（果树树、花生、烟草等）适宜（2）在土壤中转化：Ca(NO3)2 Ca2+ + 2NO3- （三）酰胺态氮肥尿素 CO(NH2)2又称为脲为脲 ，用二氧化碳和氨气化合而成 2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O 普通尿素为为白色结结晶，吸湿性强；尿素肥料为为白色颗颗粒，涂防湿剂剂 含氮 46 易溶、半速效 含缩缩二脲脲2以下（1）性质：缩缩二脲脲是作物生长长的紊乱剂剂，含量高时时不能使用。

O NH2 133C O C 2 H2N C NH2 NH + NH3 O C NH2 吸附 以有机分子态被土壤胶粒吸附，通过土壤 O 胶体的OH、 COOH、SiOH、C 等 O 基团与尿素的NH2和 C 形成氢键吸附， 但吸附的量较少2）在土壤中的转化CO(NH2)2+H2O (NH4)2CO3 +H2O NH4HCO3 +NH4OH 脲酶在真菌，放线菌分泌的脲酶作用下进行水解： 土温 时间 10C 710天 20C 45天 30C 2天尿素在土壤中变化的示意图尿素CO(NH2)21(NH4)2CO3256NO3-748NH4+NH4+3土壤胶粒（3）施用： 适合于各种作物和土壤 作追肥应提前4-5天 追肥深施，施后不要立即灌水 种肥用量小于75 kg/ha，种肥分离 适宜根外追肥，浓度0.52.0 分子小，易扩散进入质膜； 中性有机物，电离度小，不伤害作物茎叶； 易溶于水，吸湿性强，易保持叶片湿润被吸收； 吸收速率高，转化快尿素适合作根外追肥的原因:（四）缓释氮肥（长效氮肥、控释氮肥） 降低土壤氮浓度，减少氮的损失 肥效缓慢，生育前期施用一定程度上可满足全生育期的需要 可减少肥料用量及施肥次数，减少施肥投入缓释氮肥包膜缓释氮肥合成有机缓释氮肥缓释氮肥养分释放与植物需求基本一致1. 合成有机缓释氮肥速效氮肥品种（主要是尿素）与有机化合物（甲醛醛、乙醛醛、异丁醛醛）的缩缩合物及部分酰酰胺类类化合物脲甲醛(UF)： 尿素与甲醛醛的直链链化合物，含26个尿素分子 含氮量及性质质与U/F值值有关 在土壤中依靠微生物发发生水解反应应，缓缓慢释释放出尿素 可作基肥一次施用2. 包膜缓释氮肥 在肥料颗颗粒表面包裹一层层或数层层半透性或难难溶性物质质，以到达降低氮肥溶解性，控制养分释释放速率的效果包膜缓释氮肥磷包膜氮肥硫包尿素塑料包膜氮肥 肥料芯主要是颗颗粒状尿素，包膜材料为热为热固性的树树脂类类化合物或热热塑性的聚烯烃类烯烃类物质质，含有添加物质质 通过过改变变膜材料（尤其是添加物质质的种类类与比例）和膜厚度调节调节 氮素释释放速率 肥料中氮素释释放速率与水汽饱饱和度及温度关系密切 可作基肥一次施用塑料包膜氮肥四、氮肥的合理分配与施用（一）氮肥的合理分配1、依据土壤条件 盐碱地上施用酸性或生理酸性肥料 酸性土壤上施用碱性或生理碱性肥料 地力高少施，地力差多施，均衡增产 豆科作物含氮高，能固氮，可少施氮肥 禾本科植物多施 喜硫作物分配硫酸铵；水田分配氯化铵 作物的临界期和最大效率期优先分配2、依据作物营养特性3、依据肥料本身特性 硝态氮肥分配在旱田施用 不易。