土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥课件.ppt

土壤学与植物营养第三讲植土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥物的氮素营养与氮肥 主要内容主要内容 要求要求1. 土壤中的氮素及其转化土壤中的氮素及其转化 了解了解 2. 植物的氮素营养植物的氮素营养 掌握掌握3. 氮肥的种类、性质与施用氮肥的种类、性质与施用 掌握掌握4. 氮肥施用对环境的影响氮肥施用对环境的影响 了解了解5. 氮肥的合理分配和施用氮肥的合理分配和施用 掌握掌握土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥第一节第一节 土壤中的氮素及其转化土壤中的氮素及其转化一、土壤中氮素的来源及其含量一、土壤中氮素的来源及其含量（一）来源（一）来源1. 施入土壤中的化学氮肥和有机肥料施入土壤中的化学氮肥和有机肥料2. 动植物残体的归还动植物残体的归还3. 生物固氮生物固氮4. 雷电降雨带来的雷电降雨带来的NH4-N和和NO3-N土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥（二）含量（二）含量我国耕地土壤全氮含量为我国耕地土壤全氮含量为0.04%0.35%之间，与土壤有机质含量呈正相关之间，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：我国土壤含氮量的地域性规律：西西北北南南东东长江长江增加增加增加增加主要影响因素主要影响因素: : 气候、地形、植被、母质、气候、地形、植被、母质、利用方式、施肥制度利用方式、施肥制度土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥土壤全土壤全N2g/kg的耕地占的耕地占87.8%全国主要区域有机质及全氮含量（全国主要区域有机质及全氮含量（g/kg）土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥二、土壤中氮的形态二、土壤中氮的形态 水溶性水溶性 速效氮源速效氮源 98%) 非水解性非水解性 难利用难利用 占占30%50% 离子态离子态 土壤溶液中土壤溶液中2. 无机氮无机氮 吸附态吸附态 土壤胶体吸附土壤胶体吸附 (1%2) 固定态固定态 2：1型粘土矿物固定型粘土矿物固定 有机氮有机氮 无机氮无机氮矿化作用矿化作用固定作用固定作用土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥三、土壤中氮的转化三、土壤中氮的转化 铵态氮铵态氮 硝态氮硝态氮 吸附态铵或吸附态铵或固定态铵固定态铵水体中的水体中的硝态氮硝态氮 矿化作用矿化作用 硝化作用硝化作用 生物固定生物固定 硝酸还原作用硝酸还原作用 NH3 N2、NO、N2O 挥发损失挥发损失 反硝化作用反硝化作用吸附固定吸附固定 淋洗损失淋洗损失 有有机机质质有有机机氮氮生生物物固固定定土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）1. 定义：定义：在微生物作用下，土壤中的含氮有在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨或铵的过程。

掌握）机质分解形成氨或铵的过程掌握）2. 过程：过程： 有机氮有机氮 氨基酸氨基酸 NH4N有机酸有机酸 异养微生物异养微生物 水解酶水解酶 氨化微生物氨化微生物 水解、氧化、还原、转位水解、氧化、还原、转位土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥3. 发生条件：发生条件：各种条件下均可发生各种条件下均可发生最适条件：温度为最适条件：温度为2030oC， 土壤湿度为田间持水量的土壤湿度为田间持水量的60%， 土壤土壤pH=7，C/N25:14. 结果结果：生成：生成NH4-N（有效化）有效化）土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥（二）土壤粘土矿物对（二）土壤粘土矿物对NH4的固定的固定1. 定义定义吸附固定：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷吸附固定：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对而引起的对NH4的吸附作用（掌握）的吸附作用（掌握）晶格固定：晶格固定：NH4进入进入2:1型膨胀性粘土矿物的晶型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用（掌握）层间而被固定的作用（掌握）2. 过程过程液相液相NH4+ 交换性交换性NH4+ 固定态固定态NH4+3. 结果：结果：减缓减缓NH4的供应程度的供应程度吸附作用吸附作用 固定作用固定作用解吸作用解吸作用 释放作用释放作用土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥（三）氨的挥发损失（三）氨的挥发损失1. 定义：定义：在中性或碱性条件下，土壤中的在中性或碱性条件下，土壤中的NH4转化为转化为NH3而挥发的过程（掌握）而挥发的过程（掌握）2. 过程：过程： NH4 NH3 H3. 影响因素：影响因素： pH值值 NH3挥发挥发 6 0.1% 7 1.0% 8 10.0% 9 50.0%OH H土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥 土壤土壤CaCOCaCO3 3含量：呈正相关含量：呈正相关 温度：呈正相关温度：呈正相关 施肥深度：挥发量施肥深度：挥发量 表施表施 深施深施 土壤水分含量土壤水分含量 土壤中土壤中NH4的含量的含量4. 结果：结果：造成氮素损失造成氮素损失土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥（四）硝化作用（四）硝化作用1. 定义：定义：通气良好条件下，土壤中的通气良好条件下，土壤中的NH4 在微在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象生物的作用下氧化成硝酸盐的现象。

（掌握）（掌握）2. 过程：过程：NH4+O2 NO2- 4H+ 2NO2-O2 2NO3- 3. 影响条件：影响条件：土壤通气状况、土壤反应、土壤通气状况、土壤反应、 土壤温度等土壤温度等亚硝化细菌亚硝化细菌硝化细菌硝化细菌土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥最适条件：最适条件：铵充足、通气良好、铵充足、通气良好、 、2530oC4. 结果：结果：形成形成NO3- -N利：为喜硝植物提供氮素利：为喜硝植物提供氮素弊：弊： 易随水流失和发生反硝化作用易随水流失和发生反硝化作用土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥1. 生物反硝化作用（生物反硝化作用（嫌气条件下）嫌气条件下）(1)定义：定义：嫌气条件下，土壤中的硝态氮在反硝化细嫌气条件下，土壤中的硝态氮在反硝化细菌作用下还原为气态氮从土壤中逸失的现象（掌握）菌作用下还原为气态氮从土壤中逸失的现象（掌握）(2)过程：过程： NO3- NO2- N2 、N2O、NO(3)最适条件：土壤通气不良，新鲜有机质丰富最适条件：土壤通气不良，新鲜有机质丰富 pH58，温度温度3035oC硝酸盐硝酸盐还原细菌还原细菌反硝化细菌反硝化细菌（五）反硝化作用（五）反硝化作用 土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥稻田氮素损失的主要途径：占氮肥损失的稻田氮素损失的主要途径：占氮肥损失的35稻田土壤中硝化作用和反硝化作用示意图稻田土壤中硝化作用和反硝化作用示意图 犁底层犁底层还原亚层还原亚层（铵态氮稳定）（铵态氮稳定）硝态氮硝态氮反硝化作用反硝化作用氧化亚层氧化亚层铵态氮肥铵态氮肥 (或尿素或尿素)水层水层铵态氮铵态氮硝化作用硝化作用硝态氮硝态氮氧化氮或氮气氧化氮或氮气氧化氮氧化氮氮气氮气耕耕 作作 层层土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥2. 化学反硝化作用化学反硝化作用（可在好气条件下进行）（可在好气条件下进行）NO2 N2 、N2O、NO发生条件：发生条件： NO2存在存在3. 结果：结果：造成氮素的气态挥发损失，并污染造成氮素的气态挥发损失，并污染大气大气土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥（六）无机氮的生物固定（六）无机氮的生物固定1.定义：定义：土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物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同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象。

现象 （掌握）（掌握）矿化矿化生物同化固定生物同化固定2. 影响条件：影响条件：土体的土体的C/N比、温度比、温度、 湿度、湿度、pH值值3. 结果：结果：减缓氮的供应；可减少氮素的损失减缓氮的供应；可减少氮素的损失土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥四、土壤的供氮能力及氮的有效性四、土壤的供氮能力及氮的有效性有效氮：有效氮：能被当季作物利用的氮素，包括能被当季作物利用的氮素，包括 无机氮无机氮(非豆科植物非豆科植物品种：高产品种品种：高产品种低产品种低产品种器官：种子器官：种子叶叶根根茎秆茎秆土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥组织：幼嫩组织组织：幼嫩组织成熟组织成熟组织衰老组织，衰老组织， 生长点生长点非生长点非生长点生长时期：苗期生长时期：苗期旺长期旺长期成熟期成熟期衰老期，衰老期， 营养生长期营养生长期生殖生长期生殖生长期2. 分布：分布：幼嫩组织幼嫩组织成熟组织成熟组织衰老组织，衰老组织，生长点生长点非生长点非生长点原因：原因：氮在植物体内的移动性强氮在植物体内的移动性强土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥 在作物一生中，氮素的分布是在变化的：在作物一生中，氮素的分布是在变化的：营养生长期：大部分在营养器官中（叶、茎、根）营养生长期：大部分在营养器官中（叶、茎、根）生殖生长期：转移到贮藏器官（块茎、块根、果实、生殖生长期：转移到贮藏器官（块茎、块根、果实、 籽粒），约占植株体内全氮的籽粒），约占植株体内全氮的70注注意意：作作物物体体内内氮氮素素的的含含量量和和分分布布，明明显显受受施施氮氮水水平平和和施施氮氮时时期期的的影影响响。

通通常常是是营营养养器器官官的的含含量量变变化化大大，生生殖殖器器官官则则变变动动小小，但但生生长长后后期期施施用用氮氮肥肥，则则表表现现为为生生殖殖器器官官中中的含氮量明显上升的含氮量明显上升土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥二、植物体内含氮化合物的种类二、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（蛋白质含氮氮是蛋白质的重要成分（蛋白质含氮1618）生命物质生命物质2.氮是核酸和核蛋白的成分（核酸中的氮约氮是核酸和核蛋白的成分（核酸中的氮约占植株全氮的占植株全氮的10）合成蛋白质和决定合成蛋白质和决定生物遗传性的物质基础生物遗传性的物质基础3.氮是酶的成分氮是酶的成分生物催化剂生物催化剂4.氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质4560）光合作用的场所光合作用的场所土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥5.氮是多种维生素的成分（如维生素氮是多种维生素的成分（如维生素B1、B2、B6等）等）辅酶的成分辅酶的成分6.氮是一些植物激素的成分（如氮是一些植物激素的成分（如IAA、CK）生理活性物质生理活性物质7.氮也是生物碱的组分（如烟碱、茶碱、可氮也是生物碱的组分（如烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱、卵磷脂可碱、咖啡碱、胆碱、卵磷脂生物膜生物膜）氮素通常被称为生命元素氮素通常被称为生命元素土壤学与植物营养第三讲植物的氮土壤学与植物营养第三讲植物的氮素营养与氮肥素营养与氮肥三、植物对氮的吸收与同化三、植物对氮的吸收与同化吸收的形态吸收的形态无机态：无机态： NO3-N、NH4+N （主要）（主要）有机态：有机态：NH2 N、氨基酸、氨基酸、 核酸等核酸等（少量）（少量）土壤学与植物营养第三讲。