1、第七章 土壤与植物氮素营养及化学氮肥,一、土壤中氮素的来源及其含量 （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NH4N和NO3N,第一节 土壤氮素营养,(二)、土壤氮素的含量,1 土壤氮素的含量 土壤中氮素的含量受自然因素如母质、植被、气候等影响，同时也受人为因素如利用方式、耕作、施肥及灌溉等措施的影响。 我国自然植被下土壤表土中氮素的含量与有机质含量密切相关。,我国土壤含氮量的地域性规律：北 增加西 长江 东 增加南 增加,一般农业土壤耕层氮素含量在0.5-3.0g/kg之间。 较高的氮素含量往往被看成为土壤肥沃程度的重要标
2、志。 表层含氮量最高，以下各层随深度增加而锐减。,(三)、土壤中氮的形态 1. 无机氮 吸附态 土壤胶体吸附(12) 固定态 2：1型粘土矿物固定 水溶性 速效氮源 98%) 非水解性 难利用 占3050%离子态 土壤溶液中,（1）土壤无机态氮:位于粘土矿物晶层间的固定态铵是数量最大的一部分。,孔穴半径0.14nm,NH4+0.143nm,（1）土壤无机态氮 交换性NH4+、溶液中NH4+和NO3-最易被植物吸收，一般为几个mg/kg，具有重要的农学意义。,土壤无机氮还包括NO2-,一些含氮气体，如 NH3、N2O、NO、NO2等。N2O是温室气体之一。,（2）土壤有机态氮 一般情况下土壤有机
3、态氮构成了土壤全氮的绝大部分。 土壤有机态氮的组成较为复杂，以前已分离鉴定出的含氮化合物单体有氨基酸、氨基糖，嘌呤、嘧啶以及微量存在的叶绿素及其衍生物、磷脂、各种胺、维生素等。 绝大多数有机态氮存在于土壤固相中，只有很少量的存在于土壤液相中。,(四)、土壤中氮的转化,铵态氮 硝态氮,吸附态铵或固定态铵,水体中的硝态氮,矿化作用 硝化作用生物固定 硝酸还原作用,NH3 N2、NO、N2O,挥发损失 反硝化作用,吸附固定 淋洗损失,有机质,有机氮,生物 固定,土壤中氮素转化的各个过程之间有着密切关系，在一定程度上存在着相互抑制或促进作用。,（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）与生物固持作用,矿化作
4、用：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解生成氨的过程。过程： 有机氮氨基酸 NH4N有机酸,异养微生物 水解酶,氨化微生物 水解、氧化、还原、转位,解蛋白作用,氨化作用,发生条件：各种条件下均可发生 最适条件：温度为2030oC，土壤湿度为田间持水量的60，土壤pH7，C/N25:1 4. 结果：生成NH4N（有效化）,氮素生物固持作用:土壤微生物同化无机态氮并将其转化成细胞中有机态氮的作用。作用：暂时保存无机氮,氮的矿化-生物固持作用过程的相对强弱，受能源物质种类和数量以及水、热条件等强烈影响。 土壤氮素的矿化与土壤氮素的供应密切相关。 肥料氮的生物固持有利于减少土壤溶液中矿质态氮的积累和
5、氮素损失，有利于肥料氮的保持。,2 铵的粘土矿物固定与释放,铵的粘土矿物固定与释放是两个相反的过程。 铵被粘土矿物所吸持呈非交换性铵的过程为固定； 土壤粘土矿物所吸收的非交换性铵向交换性铵甚至水溶性铵的转化过程称为释放。,结果：减缓NH4的供应程度,在粘土矿物中，只有2：1型矿物才固定铵，不同的2：1型粘土矿物固定铵的能力也不相同。,新固定的或施肥后新增加的固定态铵的有效性很高； 固有的（土壤中原有的）固定态铵的有效性则较低。 铵的固定可以在一定程度上起到调节土壤溶液中铵态氮浓度、提高土壤对氮的缓冲能力、把速效氮肥变为缓效氮肥的作用，不仅有利于作物良好生长，而且也有助于减少氮素的气态或淋失等损
6、失。,影响硝化作用的因素: 土壤水分 气 热条件 pH 施入肥料的种类 根系分泌物,最适条件：铵充足、通气良好、pH6.57.5、2530oC 结果：形成NO3 N利：为喜硝植物提供氮素弊：,易随水流失和发生反硝化作用,1. 生物反硝化作用（嫌气条件下） (1)定义：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 (2)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pH58，温度3035oC,稻田氮素损失的主要途径：占氮肥损失的35,2. 化学反硝化作用（可在好气条件下进行）NO2 N2 、N2O、NO 发生条件： NO
7、2存在 3. 结果：造成氮素的气态挥发损失，并污染大气,5 铵的吸附与解吸,铵的吸附是指土壤液相中的铵被土壤颗粒表面所吸附的过程。 铵的解吸则是指土壤固相表面吸附的铵（土壤交换性铵）自土壤固相表面进入液相的过程。 铵的吸附与解吸是铵在土壤液相与固相之间的一种平衡过程，其平衡点受土壤阳离子交换量、伴随阳离子种类和浓度等因素的影响。,铵的吸附量随土壤中粘粒含量、有机质含量、溶液中铵的相对浓度的增加而增多。 土壤变干燥时，吸附态铵可部分转化为固定态铵；渍水时，固定态铵也因矿物膨胀而部分转变为吸附态铵。 土壤对铵离子的吸附与解吸，影响着作物根系对铵离子的吸收，影响着土壤中无机氮素形态的转化、迁移，也影
8、响着土壤对来自肥料的铵离子的保蓄与缓冲能力。,（六）氨的挥发损失 1. 定义：在中性或碱性条件下，发生在土壤液相中的一种化学平衡，土壤中的NH4转化为NH3而挥发的过程 2. 过程：NH4 NH3 H 3. 影响因素：氨浓度，pH，温度，风速等 pH值 NH3挥发6 0.1%7 1.0%8 10.0%9 50.0%,OHH, 土壤CaCO3含量：呈正相关 温度：呈正相关 施肥深度：挥发量 表施深施 土壤水分含量 土壤中NH4的含量 4. 结果：造成氮素损失,(七)硝酸盐的淋洗损失NO3 N 随水渗漏或流失，可达施入氮量的510 结果：氮素损失，并污染水体,土壤的供氮能力,土壤的供氮能力既是评价
9、土壤肥力的一个重要指标，又是估算氮肥用量的重要依据。土壤全氮量：反应了土壤氮素的贮量和土壤的基本肥力状况。然而土壤中的全氮主要以有机态存在，一般植物难以直接利用。,速效氮：为植物可以利用的氮素形式，主要包括土壤溶液中的硝态氮和铵态氮，代换性铵和部分简单的有机态氮，受植物吸收和环境条件的影响较大，含量通常很低，不能代表可给态氮的丰缺程度。 水解态氮：即用1mol/L NaOH处理土壤，经水解、扩散或蒸馏进行测定的氮含量。能反应土壤中氮的供应强度和容量。 目前一般以全氮、水解性氮及速效氮3种形态氮含量作为诊断指标。,土壤供氮能力指标：作物在不施氮区的全生长期内吸氮量作为土壤供氮能力的指标。土壤供氮
10、量包括当季作物种植时土壤中已经积累的矿质氮量和作物生长期内土壤氮素的矿化量。,第二节 作物的氮素营养,一、作物体内氮的含量和分布,作物体内的含氮量约为作物干物质重的0.3%-5%，含量的高低因作物种类、器官类型、生育时期不同而异。,影响因素：植物种类：豆科植物非豆科植物品种：高产品种低产品种器官：种子叶根,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 2. 分布：幼嫩组织成熟组织衰老组织，生长点非生长点 原因：氮在植物体内的移动性强,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） 生殖生长期：转移到贮藏
11、器官（块茎、块根、 果实、籽粒），约占植株体内全氮的 70,二、植物体内含氮化合物的种类 （氮的生理功能）,1. 氮是蛋白质的重要成分（蛋白质含氮1618）生命物质 2. 氮是核酸的成分（核酸中的氮约占植株全氮的10）合成蛋白质和决定生物遗传性的物质基础 3. 氮是酶的成分生物催化剂 4.氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质4560）光合作用的场所,5. 氮是多种维生素的成分（如维生素B1、B2、B6等）辅酶的成分 6. 氮是一些植物激素的成分（如IAA、CK）生理活性物质 7. 氮也是生物碱的组分（如烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱卵磷脂生物膜）,氮素通常被称为生命元素,三、植物对氮的吸收与同化
12、,吸收的形态,无机态：NH4+N、NO3-N （主要） 有机态：-NH2 N、氨基酸、 核酸等 （少量）,（一）植物对硝态氮的吸收与同化 1. 吸收：旱地作物吸收NO3-N为主， 属主动吸收,2. 同化 (1) NO3-N的还原作用 过程： NO3- NO2- NH3,总反应式：NO3-8H+8e- NH32H2O OH- 结果：产生OH-，一部分用于代谢； 一部分排出体外，介质pH值 ? （资料：植物吸收的NO3-与排出的OH-的比值约为10：1） (2)影响硝酸盐还原的因素 植物种类：与根系还原能力有关，如 木本植物 一年生草本植物油菜 大麦 向日葵 玉米, 光照：光照不足，硝酸还原酶活性
13、低，使硝酸还要作用变弱，造成植物体内NO3N浓度过高 温度：温度过低，酶活性低，根部还原减少 施氮量：施氮过多，吸收积累也多（奢侈吸收） 微量元素供应：钼、铁、铜、锰、镁等微量元素缺乏， NO3N难以还原 陪伴离子：如K，促进NO3向地上部转移，使根还原比例减少；若供钾不足，影响NO3N的还原作用当植物吸收的NO3N来不及还原，就会在植物体内积累,降低植物体内硝酸盐含量的有效措施：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。,（二）植物对铵态氮的吸收与同化 1. 吸收 （1）机理：被动渗透(Epstein,1972) 接触脱质子(Mengel,1982),（2）特点：释
14、放等量的H，使介质pH值 ?,2. 同化 (1)部位：在根部很快被同化为氨基酸 (2)过程： NH3谷氨酸ATP 谷氨酰胺ADPPi谷氨酰胺-酮戊二酸2e2H 2谷氨酸谷氨酸17酮酸 17中氨基酸 蛋白质,3. 酰胺的形成及意义 形成：NH3 意义：贮存氨基；解除氨毒；参与代谢,谷氨酸 酰胺合成酶 谷氨酰胺 天门冬氨酸 ATP 天门冬酰胺,2. 氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异 第一类，效果 硫酸铵：如甘氨酸、天门冬酰胺等 第二类，尿素 效果 硫酸铵：如天门冬氨酸等 第三类，效果 尿素：如脯氨酸、缬氨酸等 第四类，有抑制作用：如蛋氨酸,四、铵态氮和硝态氮的营养特点 关于植物主要氮源的早期争
15、论： 布森高(1822)、李比希(1840)：NH4+ N为主 Salm-Horstmar(1851): NO3- N为主 布森高(1855)：NH4+ N和NO3- N都是良好 氮源,不同植物对两种氮源有着不同的喜好程度，可人为地分为 “喜铵植物”和“喜硝植物” 植物的喜铵性和喜硝性 喜铵植物： 水稻、甘薯、马铃薯 兼性喜硝植物：小麦、玉米、棉花等 喜硝植物： 大部分蔬菜，如黄瓜、番茄、莴苣等 专性喜硝植物：甜菜,影响两者肥效高低的因素： （一）作物种类,（二）环境条件 1. 介质反应 酸性：利于NO3的吸收；中性至微碱性：利于NH4 的吸收 而植物吸收NO3时，pH缓慢上升，较安全植物吸收
16、NH4时，pH迅速下降，可能危害植物(水培尤甚),2. 伴随离子Ca2 + 、Mg2 +等利于NH4+的吸收（而NH4+、H+对K+、Ca2 + 、Mg2 +的吸收有拮抗作用）；钼酸盐利于NO3-的吸收与还原 3. 介质通气状况通气良好，两种氮源的吸收均较快 4. 水分 水分过多，NO3- 易随水流失,普氏结论：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，那么，它们在生理上是具有同等价值的。,五、植物氮素营养失调症状 1. 氮缺乏 (1)外观表现整株：植株矮小，瘦弱叶片：细小直立，叶色转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色，从下部老叶开始出现症状叶脉、叶柄：有些作物呈紫红色茎：细小，分蘖或分
17、枝少，基部呈黄色或红黄色花：稀少，提前开放种子、果实：少且小，早熟，不充实 根：色白而细长，量少，后期呈褐色,(2)对品质的影响影响蛋白质含量和质量（必需氨基酸的含量）影响糖分、淀粉等的合成,水稻缺氮，植株矮小，僵化，自下而上叶片黄化，无光泽,玉米缺氮株（左）与正常株（右）比较,马铃薯缺氮茎叶变小，叶色退淡，黄化,棉花缺氮,茎杆细弱, 叶小而黄.,茶树缺氮株与正常株的比较,当氮素供应过多时，往往导致作物氮素的奢侈吸收。 体内过量的氮用于叶绿素、氨基酸及蛋白质的形成，过多地消耗体内的光合产物，减少构成细胞壁所需的原料，机械支持力减弱使作物容易倒伏和发生病虫危害； 体内过多的氮增加细胞内氨基酸的积
18、累，促进细胞分裂素形成，作物长期保持嫩绿，延迟成熟。 氮营养过剩，还会导致作物成熟期灌浆慢，贪青晚熟，成穗率低，结实性差，千粒重下降，经济产量降低。,2、过剩症状叶色浓绿叶片肥厚营养体徒长，群体密度大，通风透光性能差，下部叶片早衰C、N代谢失衡，光合产物转化受阻生育期延，迟贪青晚熟籽粒充实度底，千粒重降低组织过分柔嫩，抗性差，易感染病虫害养分失衡度大，利用率低易造成N肥施用后的环境污染施肥的效益低,六、土壤和作物体内氮的丰缺指标 营养诊断的参考,第三节 氮肥的种类、性质和施用,H2O NH3 nH2OH2O + CO2 NH4HCO3HCl NH4ClNaCl + CO2 + H2O NH4C
19、l + NaHCO3 H2SO4 ( NH4)2SO4CO2 CO(NH2)2 + H2ONH4NO3 + CO(NH2)2 + H2O 含氮溶液H3PO4 NH4H2PO4 + (NH4 ) 2 HPO4 O2 HNO3 NH3 NH4NO3 Na2CO3 NaNO3 + H2CO3 CaCO3 Ca(NO3)2 + H2CO3 KCl KNO3 + HCl,+,NH3 +,氮肥生产情况： 1. 世界氮肥生产的主要国家 2. 我国的氮肥生产 3. 我国氮肥品种的变化 4. 某些国家氮肥生产品种 5. 我国常用氮肥的价格 (20022003年) 氮肥品种 参考价(元/吨) 氮肥品种 参考价(元
20、/吨) 尿素 8501200 硝酸铵 8001250 碳酸氢铵 380440 硝酸钙 20003000 氯化铵 360490 硝酸钾 30004500 硫酸铵 550700,产量 ( 万吨纯氮 ),年 份,图 中国的氮肥生产情况,一、铵（氨）态氮肥,养分标明量为铵盐（氨）形态氮的单质氮肥称为铵（氨）态氮肥。常见的如碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、液氨等。,一、铵态氮肥 （一）共同特性（均含有NH4 ） 1. 易溶于水，易被作物吸收，肥效快速 2. 易被土壤胶体吸附和固定，移动性不大，不易损失 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、
21、镁、钾等的吸收有拮抗作用,1 碳酸氢铵,碳酸氢铵简称碳铵。 1958年我国第一套小型生产装置试产以来，一直是我国主要的氮肥品种。 主要成分的分子式为NH4HCO3，含氮17%左右。 碳铵是一种无色或白色化合物，呈粒状、板状、粉状或柱状细结晶，比重1.57，容重0.75，易溶于水，0时的溶解度为11%，20时为21%，40时为35%。,碳铵分解的过程是一个损失氮素和加速潮解的过程，是造成贮藏期间碳铵结块和施用后可能灼伤作物的基本原因。 影响碳铵分解的因素温度:温度越高，分解越快。肥料含水量：水分越高，分解越快。,NH4HCO3 NH3+H2O+CO2,碳铵化学性质不稳定，但其农化性质较好。碳铵是
22、无酸根残留的氮肥，在土壤中其分解产物氨水、二氧化碳都是作物生长所需要的，不产生有害的中间产物和终产物。碳铵施入土壤后很快电离成铵离子和重碳酸根离子，铵离子很容易被土粒吸附，不易随水移动。,改性碳铵可较长期存放而不致结块。田间肥效亦高于普通碳铵。机械法增大碳铵粒度化学改性MgO+NH4H2PO4+5H2O MgNH4PO4.6H2O,施用时应注意以下几个方面： 一是掌握不离土、不离水和先肥土、后肥苗的施肥原则。 二是要尽量避开高温季节和高温时间施用，碳铵应尽量在气温20的季节施用，一天当中则应避开中午气温较高的时段施用，以减少碳铵施用后的分解挥发，提高碳铵利用率。总之，要提高碳铵肥料的肥效，既要
23、重视碳铵生产工艺的改进，又要强调农业措施的进步。,2 硫酸铵,分子式为（NH4）2SO4，简称硫铵，俗称肥田粉。 硫铵是我国使用和生产最早的氮肥品种。 白色结晶，工业副产品中混有杂质时常呈微黄、青绿、棕红、灰色等杂色。 含氮率为20%-21%。 硫酸铵肥料较为稳定，不易吸湿，易溶于水，肥效较快，且稳定。,硫酸铵肥料较为稳定，分解温度为280不易吸湿， 20临界吸湿点在相对湿度81%易溶于水， 0溶解度为70克肥效较快，且稳定。,硫铵在氮肥中所占比例高。 我国长期将硫铵作为标准氮肥品种，商业上所谓的“标氮”，即以硫铵的含氮量20%作为统计氮肥商品数量的单位。 硫酸铵肥料中除含有氮之外，还含硫25
24、.6%左右，也是一种重要的硫肥，与普通过磷酸钙肥料一样，是补充土壤硫素营养的重要物质来源。,在酸性土壤中，施入硫酸铵后，铵离子一方面可交换土壤胶体吸附的氢离子，另一方面被吸收后可使作物分泌出氢离子，这些氢离子与硫酸根结合则形成硫酸，增强土壤酸性。,生理酸性肥料肥料中离子态养分经植物吸收利用后，其残留部分导致介质酸度提高的肥料。,除还原性很强的土壤外，硫酸铵适合于在各种土壤和各类作物上施用。在石灰性土壤上，易发生氨挥发，所以要深施。可作基肥、追肥、种肥。,3 氯化铵,主要成分的分子式为 NH4Cl，简称氯铵。 氯化铵肥料可以直接由盐酸吸收氨制造，但主来自联碱工业的联产品，其中氯根来自食盐，铵离子
25、来自碳酸氢铵。NaCl+NH4HCO3 NaHCO3+NH4Cl,3 氯化铵（续）,白色结晶，含杂质时常呈黄色。 含氮量为24%-25%。不易吸湿，但常因含有食盐和碳酸氢铵等，易结块，甚至潮解。易溶于水。 氯铵肥效迅速，也属于生理酸性肥料。 马铃薯、亚麻、烟草、甘薯、茶等作物为明显的“忌氯”作物。施用氯铵肥料能降低作物块根、块茎的淀粉含量，影响烟草的燃烧性与气味，降低亚麻、茶叶产品品质等。,4 氨水,主要成分的分子式为 NH4OH或 NH3H2O，含氮12%-16%， 氨水是液体肥料，呈强碱性，并有强烈的腐蚀性，除挥发性强之外，还有渗漏问题。贮运过程中，应注意防挥发、防渗漏、防腐蚀。 氨水挥发
26、出的氨对人眼睛粘膜有强烈刺激性，对作物叶片易造成灼伤，氨水对人体伤口具有腐蚀性。,为减少氨的挥发损失，生产时常在氨水中通入一定量的CO2将其碳化，形成含有NH4HCO3、(NH4)2CO3和NH4OH的混合液，称之为碳化氨水，通入CO2的多少用碳化度表示。碳化度（%）=,CO2摩尔浓度,NH3摩尔浓度,100,碳化度越大，氨挥发损失越小。但碳化氨水含有H2S等杂质，其腐蚀性比普通氨水强。,氨水性质极不稳定，旱地施用应开沟深施，并兑水稀释数倍，以免灼伤植物。,合理施用氨水的基本要求是深施入土。旱地施用应开沟深施，并兑水稀释数倍，以免灼伤植物。氨水制造简单，成本低廉、无副成分，只要掌握“一不离土，
27、二不离水”的原则，其肥效可以与等氮量的其他氮肥相近。,在酸性土壤上，氨水可中和土壤酸度；在在中性和石灰性土壤中，最初可以增加土壤碱度，但随着硝化作用的进行，碱度又回降，对作物生长影响不大。,5 液氨,又称液体氨，是将氨气在17-20大气压下压缩为液态氨直接作肥料施用。 液氨肥料有效成分的分子式为NH3，含氮率高达82%，是含氮率最高的氮肥品种。液氨施入土壤后，立即气化。一部分为土壤颗粒吸附，大部分溶于土壤溶液转化为氢氧化氨。 液氨只宜用作基肥，并要提早施用。,优点：省去氨加工流程；单位氮的工业成本低；适于管道运输；副成分少，施用后对土壤无副作用；肥效稳长，可提前施肥。,缺点： 必须在承压或全密
28、封条件下贮运和施用；液氨的贮运和施用均需要耐高压容器和特制的施肥机械。 须有较大的田块，较完整的田间道路网，作物的种植制度要与施肥机械相配套。,二、硝态氮肥与硝铵态氮肥,硝态氮:硝酸钠、硝酸钙等。硝铵态氮:硝酸铵。,其共同点： （1）易溶于水，速效，吸湿性强，易结块； （2）硝酸根离子不能被土壤胶体吸附，在土壤溶液中易随水移动； （3）在土壤中，硝酸根可经反硝化作用转化为游离的分子态氮（氮气）和多种氧化氮气体（NO、N2O等）而丧失肥效； （4）多数硝态氮肥能助燃或本身就易燃易爆，在贮运过程中应注意安全。,1 硝酸铵,简称硝铵，有效成分分子式为NH4NO3， 硝铵是当前世界上的一个主要氮肥品种
29、。 硝铵肥料含氮率为33%35%。 目前生产的硝铵主要有两种： 一种是结晶的白色细粒，吸湿性很强，易结成硬块。 另一种是白色或浅黄色颗粒，吸湿性较小，都应注意防潮。,2NH4NO3 O2+4H2O+2N2,硝酸铵具有助燃性和易爆炸性： 硝铵热不稳定，当受热或摩擦时，逐渐分解释放出氨，185时分解剧烈，300 时分解急剧，体积剧增，在局部有限的空间内发生爆炸，由于爆炸后产生大量氧，因而常常引起燃烧。,NH4NO3- - NH3+HNO3,2NH4NO3,300 ,2NO+2H2O+N2,185 ,2NH4NO3 2NH4NO2+O2,硝铵是一种在土壤中不残留任何成分的良好氮肥，属于生理中性肥料。
30、硝铵作旱地追肥效果较好，一般不将其作基肥或雨季追施，也不用于水田追肥。硝铵不宜作种肥，因为其吸湿溶解后盐渍危害严重，影响种子发芽及幼苗生长。,2 硝酸钠,又名智利硝石，因盛产于智利而闻名。 有效成分分子式为 NaNO3，含氮量为15%-16%，商品呈白色或浅色结晶，易溶于水，作物较多地吸收了硝酸根后，钠残留于土壤中，与碳酸根或氢氧根共存时.则导致土壤碱性提高。 生理碱性肥料：肥料中离子态养分经植物选择性吸收后，其残留部分导致介质酸度降低而趋碱性的肥料。,3 硝酸钙,常由碳酸钙与硝酸反应生成，有效成分分子式为Ca(NO3)2。 为灰色或淡黄色颗粒。其含氮率为13%-15%。 硝酸钙肥料极易吸湿，
31、容易在空气中潮解自溶，易溶于水，水溶液是酸性。 适用于多种土壤和作物。含有19%的水溶性钙对蔬菜、果树、花生、烟草等作物尤其适宜。,三、酰胺态氮肥,养分标明量为酰胺形态氮的氮肥称为酰胺态氮肥，如尿素（urea）。 尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界中，如新鲜人粪中含尿素0.4%。 尿素作为氮肥始于20世纪初，我国于20世纪60年代开始建立中型尿素厂。 尿素肥料的有效成分分子式为CO(NH2)2，化学上又称之为脲。 尿素肥料的含氮率为45%-46%，白色结晶，多为颗粒状，吸湿性较弱。,尿素水解转化前不带电荷，不易被土粒吸附，故很易随水移动和流失。 尿素施入土壤，在脲酶催化作用下即开始
32、水解。尿素水解速度与土壤酸度、温度、湿度以及土壤类型、熟化程度及施肥方式等有关。,CO(NH2)2+H2O,(NH4)2CO3,NH4HCO3,脲酶,作物根系可以直接吸收尿素分子，但数量不大。 施入土壤的尿素主要以水解后形成的铵和硝化后的硝态氮形态被吸收。尿素水解后生成了氨气，造成氨挥发损失。,尿素可用作基肥和追肥，不宜作种肥。供应养分快、养分含量高、物理性状好，尤其适合于作追肥施用， 特别合适作为根外追肥（0.5%-2.0%）；原因：1、尿素为中性分子，电离度小。2、分子体积为水分子的3.4倍，其渗透系数与水接近，易透过细胞膜。3、尿素具有吸湿性，使叶面保持湿润时间长，吸收量提高。4、易参与
33、物质代谢，肥效快。,尿素肥料的缩二脲含量一般不得超过0.5%，受缩二脲危害的叶片叶绿素合成障碍，叶片上出现失绿、黄化甚至白化的斑块或条纹；毒害种子。,氰氨化钙，俗称石灰氮，分子式为CaCN2，含氮率约为 20%-22%。 水解产物是尿素，故也有人将氰氨化钙肥料归入酰胺态氮肥。 氰氰化钙除用作肥料外，尚可用作除莠剂、杀虫剂、杀菌剂、脱叶剂及在血吸虫防治上作杀灭钉螺等用。 氰氨化钙肥料在浙江省有少量生产，作为肥料使用国内已极少见。,四、缓释氮肥,又称长效氮肥，是指由化学或物理法制成能延缓养分释放速率，可供植物持续吸收利用的氮肥，如脲甲醛、包膜氮肥等。 一般将长效氮肥分为两类：一是合成的有机长效氮肥
34、，二是包膜氮肥。,优点： （1）降低土壤溶液中氮的浓度，减少氨的挥发、淋失及反硝化损失； （2）肥效慢长，一次施用就能在一定程度上满足作物全生育期各阶段对氮素的需要； （3）可以减少施肥次数，而且一次性大量施用不致出现烧苗现象，减少了部分密植作物后期田间追肥的麻烦。,1 合成有机长效氮肥,主要包括尿素甲醛缩合物、尿素乙醛缩合物以及少数酰胺类化合物。 脲甲醛：代号UF，是以尿素为基体加入一定量的甲醛经催化剂催化合成的一系列直链化合物。 溶解度与直链长短有关，一般短链聚合物较长链聚合物溶解度大，不同链长聚合物的比例决定着其施入土壤后的溶解、释放速率。,脲甲醛施入土壤后，主要是依靠微生物分解释放，不
35、易淋溶损失。微生物将之分解每次释放一个尿素分子和一个甲醛分子。脲甲醛水解产物为尿素与甲醛，尿素继续水解为氨、二氧化碳等供作物吸收利用，而甲醛则留在土壤中，在它未择发或分解之前，对作物和微生物生长均有副作用。,甲醛在土壤中的矿化速率： U/F1.5，矿化很快。,脲甲醛肥料可作基肥一次性施用，但对生长前期比较旺盛的作物来说，往往显得氮素营养不足，因此须配合施用一些速效氮肥。,脲乙醛： 代号CDU，又名丁烯叉二脲，由乙醛缩合为丁烯叉醛，在酸性条件下再与尿素结合而成。 白色粉状物，含氮量为28%-32%，在土壤中分解的最终产物是尿素和-羟基丁醛，-羟基丁醛则被土壤微生物氧化分解成CO2和水，并无残毒。
36、 有效氮释放期可维持70天以上。,脲异丁醛：代号为IBDU，又名异丁叉二脲，是尿素与异丁醛缩合的产物。 脲异丁醛肥料为白色颗粒状或粉状，含氮率在31%左右，不吸湿，水溶性很低，易在微生物作用下水解为尿素和异丁醛， 脲异丁醛具有如下优点： （1）水解产物异丁醛易分解，无残毒； （2）生产脲异丁醛的重要原料廉价易得； （3）脲异丁醛是对水稻最好的氮肥品种； （4）施用方法灵活，可单独施用，也可作为混合肥料或复合肥料的组成成分。,草酰胺： 代号为OA。白色粉状或粒状，含氮率为31%左右，易水解生成草胺酸和草酸，同时释放出氢氧化铵。 草酰胺对玉米的肥效与硝酸铵相似，呈粒状时养分释放减慢，但快于脲醛肥料
37、。,2 包膜缓释氮肥,以降低氮肥溶解性能和控制养分释放速率为主要目的，在其颗粒表面包上一层或数层半透性或难溶性的其他薄层物质而制成的肥料，如硫磺包膜尿素等。 比较成熟的产品主要有硫衣尿素、塑料胶膜包衣硝铵、沥青石蜡包衣碳铵、钙镁磷肥包衣碳铵等。 包膜肥料主要是通过膜孔扩散、包膜逐渐分解以及水分透过包膜进入膜内膨胀使包膜破裂等过程释放出养分。,硫磺包膜尿素：主要成分硫磺粉、胶结剂和杀菌剂。 胶结剂对密封裂缝和细孔是必需的，杀菌剂则是为了防止包膜物质过快地被微生物分解而降低包膜缓释作用。 硫包尿素的含氮率范围在10%-37%，取决于硫膜的厚度，只有在微生物的作用下，使包膜中硫逐步氧化，颗粒分解而释
38、放氮素。,塑料包膜氮肥： 采用特殊工艺可以使包膜上含有一定大小与数量的细孔，这些细孔具有微弱而适度的透水能力。 当土壤温度升高、水分增多时，肥料将逐渐向作物释放氮素。 塑料包膜肥料不会结块也不会散开，可以与种子同时进入土壤，这将在很大程度上节省劳力。 根据不同土壤、气候条件和作物营养阶段特性控制包膜的厚度或选择不同包膜厚度肥料的组合，即可较好地满足整个作物生长期的氮素养分供应。,长效碳铵：在碳铵粒肥表面包上一层钙镁磷肥。在酸性介质中钙镁磷肥与碳铵粒肥表面起作用，形成灰黑色的磷酸镁铵包膜，这样既阻止了碳铵的挥发，又控制了氮的释放，延长肥效。包膜物质还能向作物提供磷、镁、钙等营养元素。长效碳铵主要
39、是气态从膜内逸出。,五、氮肥的合理分配与施用,氮肥对作物产量的调控能力最强，使用量最大，使用次数最频繁。氮肥施入土壤后的转化比较复杂，不同形态氮素的相互转化造成了肥料氮在土壤中较易发生挥发、逸散、流失，不仅造成经济上的损失，而且还可能污染大气和水体。,l 氮肥的合理分配,土壤条件 土壤酸、碱性，盐、渍水以及土壤氮素养分供应水平及其他养分供应水平是氮肥分配的重要依据。 作物营养特性 叶菜类尤其是绿叶菜类、作物需氮较多，而大豆、花生等豆科作物，由于有根瘤，可以进行共生固氮，只需在生长初期施用少量氮肥。 氮肥品种与特性 氮肥的品种较多，其特性相差很大。氨挥发提倡深施，减少流失和反硝化脱氮损失。,2
40、氮肥施用量的确定,在不同地区、不同土壤、不同作物上，合理推荐氮肥用量在肥料施用中至关重要。 推荐量过低，作物产量太低； 推荐量过高，生产成本提高、经济效益低，而且可能还会导致作物减产、病虫害加剧、环境污染。 推荐氮肥施用量的方法概述起来可简单归纳为两大类：一类是田间肥料试验的方法，另一类则是土壤作物供需平衡法。,田间肥料试验的方法，也叫肥料效应函数方法。通常采用多个试验点进行，拟合肥料与产量的效应曲线（或曲面），根据边际分析方法，再确定最大利润的施肥量。 土壤作物供需平衡法，要确定以下几个重要参数：（1）目标产量；（2）形成单位产量作物所需吸收的氮量；（3）土壤氮素供应量。,3 提高氮肥肥效途
41、径,1根据土壤肥力和性质合理分配和施用氮肥。2根据作物的营养特点：（1）因作物种类合理施用氮肥；（2）因作物不同选择合适氮肥品种；（3）因品种不同施肥；（4）因作物生育期不同施肥。3根据氮肥性质合理施用：（1）挥发性氮肥应深施盖土；（2）易反硝化的氮肥要施于旱地，不要施于水田；（3）易淋失性氮肥不宜作基肥，应作追肥，且少量多次施用。4氮肥深施：（1）减少氨挥发、淋失和反硝化；（2）减少浅根性杂草和藻类对氮的消耗；（3）引根下扎，促进作物生长；（4）肥效持久。,5氮肥和有机肥配施：（1）两种肥料优势互补；（2）有机肥料补充更新土壤有机质；（3）化学氮肥能促进有机肥料养分的释放，有机肥能生物固定化学氮肥，延长化学氮肥的释放。6氮肥和磷肥配施：（1）平衡供应养分；（2）氮磷之间可以相互促进，提高作物对养分的吸收。7氮肥和硝化抑制剂施用：硝化抑制剂能抑制铵态氮的硝化作用，减少其流失和反硝化脱氮。 8施用缓释氮肥（包膜肥料），提高肥料中氮的利用率，9发展喷灌、微灌、滴灌施肥,
