1、植物的氮素营养与氮肥氮是植物的主要营养元素，是构成蛋白质的主要成分，对作物的产量和品质关系极大，而我国大部分地区缺氮，地球上的大部分氮素存在于岩石圈和大气圈中，在大气中惰性气体占 78，占地球总氮量的 1.96，地球表面每平方米上空有 7550kg 的 N,但这些氮不能被植物利用，许多因素与氮的循环转化有关，其中有生理的、化学的、生物化学的，而且是许多过程伴随进行。第一节 氮的营养作用一、作物体内氮的含量和分布一般植物含氮量约占植物干重的 0.3-5，而含量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。豆科作物含氮量比禾本科作物高。（丰富的蛋白质）种子和叶片含氮量比茎杆和根部高（氮素主要存在于蛋白质和
2、叶绿素中）。同一作物不同生育期含氮量也不相同，一般作物吸收高峰在营养生长旺盛期和开化期，以后迅速下降，直到收获，到成熟期作物体内氮从茎叶转向种子或果实。二、氮的营养功能1、蛋白质的重要组分：蛋白态氮通常可占植株全氮的 8085。蛋白质中平均含氮 1618，体内细胞的增长和新细胞的形成都必须有蛋白质，否则受到抑制，生长发育缓慢或停滞。氮是一切有机体不可缺少的元素，所以它被称为“生命元素”。2、核酸和核蛋白质的成分核酸也是植物生长发育和生命活动的基础物质，RNA，DNA，核酸中含氮1516，核酸态氮占植株全氮的 10左右。3、叶绿素的组成元素绿色植物赖于叶绿素进行光合作用，据测定，叶绿体约占叶片干
3、重的2030，而叶绿体中约含蛋白质 4560。4、许多酶的组分酶本身就是蛋白质，是植物体内生化作用和代谢过程中的生物催化剂。此外，氮素还是一些维生素（B 1 B2 B6 PP 等）的组分，生物碱和激素也都含有氮。三、植物对氮的吸收与利用植物吸收的氮主要是无机态氮，即 NH4+和 NO3-，此外也可吸收某些可溶性的某些有机氮化物，尿素、氨基酸、酰胺等。但数量有限，低浓度的亚硝酸盐也能被植物吸收。（一）、硝酸盐的吸收与利用旱地作物以吸收 NO3 为主，即使施用铵态氮，氮易被硝化，NO 3 吸收速率很快，是主动吸收。植物体内吸收的 NO3 须还原为铵才能合成氨基酸，这需有硝酸还原酶。NO3 NADP
4、H 硝酸还原酶 NO 2 NADPMoNO2 NADPH 亚硝酸还原酶 NH 2OHNADPFe、CuNH2OHNADPH 羟胺还原酶 NH4 NADPMn、Mg从上述反应看出，在硝酸还原过程中，需要钼、锰、铁等元素，在缺少这些元素地区，植物体内硝酸盐大量积累，对植物本身无毒害，但饲料、蔬菜等作物中硝酸盐含量过多，则对家禽和人类有害。（二）、氨的吸收与利用铵态氮是以 NH4 还是 NH3形态被吸收目前还不清楚，Epstein（1972）认为NH4 -N 吸收的机理与 K+相似，两者有相同的吸收载体，因而 NH4 与 K 出现竞争效应，Dejaere 和 Neirenckx（1978）认为，NH
5、 4 -N 是与 H+进行交换而被吸收，所以介质会变酸，Heber(1974)认为是以 NH3形式被吸收的，NH 3进入植物体内比电中性分子（水分子除外）要快 1000 倍。植物根部吸收铵态氮后，在体内就被同化，产生各种酮酸，首先形成谷氨酸和天门冬氨酸，谷氨酸通过转氨基作用可形成 17 中不同氨基酸，谷氨酸与天门冬氨酸可与 NH3形成谷氨酰胺和天门冬酰胺，它们是植物体内氨的一种贮存形式，它可解除游离氨的毒害，高等植物中氮的输送：CO2H 2O-糖NO3- - NH4+-叶子-氨基酸-蛋白质NO3- NH4+ 氨基酸 糖类 氨基酸木质部 韧皮部NO3- -NH4+ - 氨基酸-蛋白质根系NO3-
6、 NH4+ 氨基酸自由空间和土壤溶液中（三）、尿素和其它有机氮化物的吸收和利用1、尿素：植物根系能吸收简单的有机态氮如尿素等，但吸收首先分解产生 NH3才能被植物利用，它作根外追肥较其它形态的氮效果好，因为，尿素分子体积小，易透入细胞，而且它不易烧伤茎叶。2、氨基态氮：以无菌培养和示踪元素法试验证明，氨基酸和酰胺对水稻幼苗生长的效果可分为四类：第一类 效果超过硫铵的：杆氨酸、天门冬氨酸，丙氨酸、丝氨酸、组氨酸；第二类 效果不及硫铵但较尿素好：天门冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸；第三类 效果较硫铵和尿素差，但有一定效果：脯氨酸、颉氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸；第四类 有抑制作用的；蛋氨酸四、铵态氮和硝
7、态氮的营养特点铵态氮是还原态的，在铵营养条件下，植物细胞的还原能力较强，形成还原性有机物多。硝态氮是氧化态的，在硝酸盐营养条件下，细胞液的氧化势占优势，有利形成氧化性有机物，使植物体内有机酸含量增加，烟草：硝态氮能增强烟叶的燃烧性，而铵态氮能促进烟叶内芳香族挥发油的形成，增进烟草的香味，这两种形态配合施用，能改善烟草品质，所以 NH4NO3是烟草较好的肥料。水稻：是典型的喜铵作物，施用铵态氮效果好，同时硝态氮在土壤中容易淋失成硝化脱氮损失。甘薯、马铃薯：也适宜施用铵态氮，碳水化合物不会造成氨毒。甜菜：施用硝态氮效果好，防止氨中毒。蔬菜：一般喜硝态氮肥。其它作物如小麦、玉米、棉花等大田作物施用这
8、两种氮肥大体相等。外部条件的影响1、 介质反应：酸性环境有利于 NO3- 吸收，中性有利于 NH4+ 吸收；2、 介质中伴随离子：介质 Ca、Mg 浓度增加，有利于植物利用NH4+ ,而介质中磷酸盐、钼酸盐浓度增加时有利于植物利用硝酸盐；3、 介质通气状况：土壤和营养液通气时能加速铵态氮和硝态氮的吸收。综上所述，铵态氮和硝态氮都是同样好的氮源，但由于作物种类和环境条件不同，其营养效果有一定差异，施用时，必须根据当地作物、土壤和气候条件，合理分配选用。五、氮素不足或过多作物生长发育与品质的影响缺氮对叶片发育影响最大，叶片细小直立与茎的夹角小，叶色淡绿，严重时呈淡黄色，失绿的叶片色泽均一，一般不出
9、现斑点，缺氮症状先从老叶开始。缺氮茎杆细长，很少有分蘖和分枝，花和果实稀少植株提前成熟，影响产量和品质。缺氮作物根系最初比正常的色白而细长，但根量少，而后期根停止伸长，呈现褐色。氮素过多时容易促进植株体内蛋白质和叶绿素大量形成，使营养体徒长，叶面积增大，叶色浓绿，叶片下披互相遮荫，影响通风透光，作物茎杆较弱，抗病虫、抗倒伏能力差，延迟成熟增加空秕粒，叶菜类作物氮素过多，组织含水量高不易贮藏，苹果体内氮素过多，则枝叶徒长，不能充分进行花芽分化，且易发生病虫害，果实品质差，缺乏甜味，着色不良，熟期也晚。六、土壤和作物体内氮的丰缺指标为了及时准确地诊断作物的营养状况，除进行形态诊断以外，还应采用化学
10、诊断的方法。（一）作物全氮含量水平：P 51页表 27（二）作物硝态氮含量水平：P 52页表 28（三）土壤无机态氮，一般为全氮量的 13左右。20ppm 低 2040ppm 中等 40 较高（四）硝态氮（北方通气好的旱地）(NH4)2SO4NH4NO3NH4Cl尿素5、土壤含水量与氨挥发的关系：30%挥发量减少；6、土壤质地与氨挥发关系：质地愈大吸附氨愈多，挥发量减少，粘土 4.76% 壤土 16.5%、砂土21.6%、细砂土 24.76%。二、硝态氮肥包括硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙等。最古老的硝酸盐肥料是自然界中的智利销石。它们的共同特性是：1、硝态氮肥易溶于水，在土壤中移动较快（质流、扩散）
11、；2、NO 3-吸收为主动吸收，作物容易吸收硝酸盐，过量无毒害；3、硝酸盐肥料对作物吸收钙镁钾等养分无抑制作用；4、硝酸盐是带负电荷的阴离子，不能被土壤胶体吸附，易随水流失；5、硝酸盐易通过反消化作用还原成气体状态（NO N 2O N2） 从土壤主遗失。6、硝态氮肥吸湿性大，易燃易爆，要注意安全。（一）、硝酸钠（NaNO 3）含 N1516，是白色或微黄色结晶，呈碱性，吸湿性强，有助燃性，施入土壤后，土壤代换性钠增多，使胶体分散，土壤结构破坏，碱性增强，应配施有机肥料与过磷酸钙，宜作追肥，少量分次使用原则，适宜在酸性或中性土施用，而不易施入盐碱地和水田。南方果树也不易施用，某些喜钠作物如：甜菜
12、、甘蓝、胡萝卜、芹菜施用效果较好。（二）、硝酸铵（NH 4NO3）简称硝铵含 N34，白色结晶，中性或弱酸性反应，吸湿性很强，易结块，一般制成粒状硝铵（石蜡、磷矿粉、石膏等），由于易燃易爆，贮藏及施用时注意安全。施入土壤后，兼有铵态氮肥和硝态氮肥的特性，在水田施用防止流失和反硝化，在旱地施用应深施覆土，防止氨挥发，宜作追肥，一般不作基肥和种肥，硝铵在旱田施用的效果往往较水田好。（蔬菜用肥的一个好品种）硝铵不能与新鲜有机物混合堆沤或混施，以免反消化损失，硝铵的改性是改善其吸湿性和防止燃爆危险的重要途径。、(NH 4NO3+CaCO3 含 N 约 20)又名石灰硝铵、硫酸硝铵（NH 4NO3+(N
13、H4)2SO4 含 N 约 2527）（三）、硝酸钙 Ca(NO3)2含 N1315，吸湿性强，易结块，生理碱性肥料，易溶于水，呈中性，宜作追肥，尽量不作基肥，蔬菜、果树、花生、烟草尤其适宜，适合施入缺钙的土壤。三、酰胺态氮肥（一）、尿素 CO(NH 4)2含 N46，白色结晶，是人工合成的第一个有机物，在常温下（1020）吸湿性不大，当温度超过 20，湿度大于 80时，吸湿性增强，是固体氮肥含氮最高的肥料，缩二尿有毒害作用，要求含量比超过 1，水分0.5%，施入土壤后，在尿酶的作用下，形成不稳定的碳酸铵，一般尿素的氨化速度是在粘土比沙土分解快，有机质含量高的肥沃比瘠薄土壤快，中性土比强酸碱性
14、土快。地温时旱田比水田快，高温时，水田比旱田快。尿素可作基肥和追肥施用，也可作根外追肥，一般不作种肥，尿素易作根外追肥，原因是：中性肥料，有机化合物，电离度小，不烧伤茎叶，分子体积小，容易通过细胞膜进入细胞，本身有吸湿性，易被叶片吸收，一般浓度为0.5-2.0%，稻麦 2、蔬菜、果树 0.5-1.0%，温室蔬菜，浆果、花卉 0.2-0.3%，其缩二脲含量最好不超过 0.5，尿素不仅是一种高浓度的氮肥，而且被广泛用作饲料的含 N 添加剂（对牛、鸡等）某些海产植物（海带、紫菜等）和食用菌（香菇。蘑菇）和发孝微生物（如生产味精等），也作为一种重要氮源。（二）、石灰氮（CaCN2(含氮 2022是氰氨
15、化钙的俗程，是一种有机氮肥。黑色粉末，带有电石气味，易飞扬，对人体粘膜一刺激性，肥料用产品主要分为 N20-30% CaO 20-30% ，游离 C9-12% 其它杂质 3-5%，不少溶于水，吸湿性较好，是一种碱性肥料，较适用于酸性或中性土壤，施用时只能做基肥，除用作肥料外，尚可用作除莠剂、杀虫剂。杀菌剂、脱叶剂及在吸血虫防止上作杀灭钉螺等用。四、长效氮肥的性质和施用长效氮肥又称缓效或缓释氮肥，是指一类改善常用化学氮肥速溶、速效特性的化学物质。一次施用能满足整个生长季节甚至几个生长季节所需要的养分，合成有机长效氮肥。（一）、尿素甲醛（商品名 Ureaform 代号 uf）是由尿素和甲醛缩合而成
16、，尿素甲醛的农业有效性常以在冷水和热水中溶解度不同的组分之间的比例来表示，冷水不溶性氮热水不溶性氮并计算为氮素活度指数（AI）=-100冷水不溶性氮尿素甲醛全氮 38。物理性状良好白色产品，活度指标约 50 。尿素甲醛在国外常用于草地、观赏植物及果树上，由于肥料价格高，用在农作物上还少。（二）异丁叉二脲（代号 IBDU）含 N32，由丁烯和 2 分子尿素合成，它容易水解，施用这种肥料可释放总施氮量的 5070。（三）硫磺包膜尿素（简称硫包尿素 代号 SCU）是近几年发展的一种缓效肥料，它是由硫磺粉包裹尿素颗粒，含 N 范围1037，不宜在水田施用（产生 H2S）适宜在盐碱土上使用（四）、塑料包
17、膜肥料用合成塑料（聚乙烯、醋酸乙烯酯等）包被肥料颗粒（尿素、硝酸铵、硫酸铵）以减缓水溶性肥料转入土壤，塑料包膜上有细孔，并能透水，缓慢释放养分。五、氨的毒害及硝酸盐的污染NH3的毒害机理尚未清楚，已有的结果认为，NH 3的毒害主要是抑制根部吸收，影响 K+吸收，可能造成 K+外渗，游离 NH3对种子幼苗根的毒害浓度较低，0.15mM，致死浓度是 6.0nM，为了避免使用氨水、碳铵、尿素后的毒害，应采用深施，侧施与泥炭和风化煤混施等，同时，要控制肥料用量。盲目使用氮肥，不仅造成植物毒害，降低氮肥效应，而且将对环境造成污染，危机动物和人类健康，硝酸盐污染食物或地下水，以及丰富的湖泊、河流，造成水体
18、的营养化，亚硝酸盐还可与仲胺类化合物结合，形成致癌物质亚硝铵，从而诱发动物和人体消化道系统癌变。环境水体 NH4 -N 含量过高，（最大允许标准 0.5mg/L）可能造成鱼类中毒死亡（水中 NO3-N 最大允许标准为 10mg/L）第三节：氮肥的合理分配与施用一、氮肥的合理分配（一）、根据气候条件一般在较干旱条件下，作物对氮肥用量的反应最小，产量曲线较平缓，而水分供应充足时，对氮肥用量反应最大，产量曲线徒直上升。我国北方地区干旱缺雨，土壤墒情较差，在氮肥分配上，北方以分配硝态氮为宜，南方应分配铵态氮，施用时，硝态氮肥施在旱作，铵态氮肥施入水田。（二）、根据土壤肥力条件碱性土可选用酸性，生理酸性
19、肥，酸性土则反之。盐碱土，NH 4Cl 少分配，水稻土硝铵、硫铵少分配。为了提高氮肥效益，在氮肥分配上应重视中、低产田施肥，但目前，一般地方都重视高产田而忽视了中低产田。（三）、根据作物种类、品种特性水稻、玉米、小麦、高粱等禾谷类作物需氮多，蔬菜、棉花、本科牧草应多分配，大豆花生等豆科作物应少施或不施，甘肃、马铃薯、甜菜、甘蔗等淀粉和糖类作物在发育初期需氮较多，但后期氮素过多反而不利，同一作物不同发育期需肥特性不一样，同一作物不同品种，根据耐肥能力进行分配。（四）、根据肥料特性铵态氮肥可作基肥深施,硝态氮肥,宜作旱田追肥,尿素、碳铵、氨水不易作种肥。二、氮肥施用量Np-NsNf-EfNf获得一
20、定产量水平氮肥用量以纯 N 计。Np为达到一定目标，作物需 N 量，即产量乘以每生产单位籽粒的需 N 量。Ns生长期土壤供 N 量，Ef氮肥肥料利用率Np 可根据田间试验中收获期地上部分累积氮量除以实际籽粒产量而计得。每 100Kg 经济产量，冬小麦 3.0KgN、玉米 2.75kg、马铃薯 0.50kg、葡萄0.60kg、花生 6.80kg、棉花 5.0kg、梨 0.47kg、苹果（国光）0.30kgNs 土壤自然供氮量，由田间试验中成熟期无氮区作物地上部分累积 N 量来计算的。Ef 采用当地测出的不同 N 肥品种的利用率数值1、差值法： NhNo Nh:施氮区 N 的收获量；R- No:无
21、氮区 N 的收获量；Na Na:施氮量。2、15N 稀释法（示踪法，直接法）。三、氮肥深施1、基肥深施2、种肥底施3、追肥深施 620cm 远 6-10cm 深四、氮肥与其它肥料配合施用（一）、氮肥与有机肥配合施用两者可取长补短，缓急相济，互相促进（二）、氮肥与磷钾肥配合施用目前我国小麦、玉米适宜氮磷比 N:P2O5 1:0.55-0.63 水稻施用氮钾比N:K2O 为 1:0.35,而我国 1983 年计算北方 15 个省市、自治区 N:P2O5为 1：0.35.南方 13 个省市、自治区 N:K2O因此在目前情况下，北方应注重调整氮磷钾比例。五、氮肥增效剂的应用氮肥增效剂又成消化抑制剂，是一种杀菌剂，能抑制土壤中亚消化细菌的生命活动，使施入土壤中的铵态氮在较长的时间内仍以铵的形态存在，减少硝态氮的损失或反消化作用，氮肥增效剂品种很多，目前国内试验推广的主要有：2氯6（三氯甲基）吡啶（代号 cp）2氨基4氯6甲基嘧啶（代号 AM）用量一般为氮肥含氮量的 2作用，先将增效剂与适量细土混合再与氮肥拌匀，可作基肥或追肥。
