土壤氮素营养

,第六章 土壤与植物氮素营养与氮肥,土壤氮素营养,土壤氮素营养,第1页,二、土壤,N,素形态,无机态氮,（全,N,含量1-10%左右,）,有机态氮,（占全,N,含量90%以上）,土壤氮素,铵态氮,硝态氮、亚硝态氮,溶解态铵,交换性铵,固定态铵,有机氮普通不能被植物直接吸收利用，必须经过矿化作用分解成无机态,N，,才能被植物吸收利用,土壤氮素营养,第2页,7.1.2土壤氮素转化,一、,N,素矿化与生物固持作用,1、有机态,N,矿化,N,素矿化,是指土壤中有机态,N,在微生物作用下分解释放出铵或氨过程。,有机态,N,矿化大致上可分为两个阶段,N,素生物固持作用,是指土壤中微生物同化无机态氮并将其转化为细胞体有机态氮过程,土壤氮素营养,第3页,（2）氨化阶段（氨化作用）,（1）氨基化阶段（氨基化作用）,复杂含,N,有机化合物（蛋白质、核酸、氨基糖及其多聚体等）在微生物酶作用下，逐化分解成简单氨基化合物,氨基化合物在氨化细菌作用下，经过氧化、还原、水解等各种方式作用生成氨。,土壤氮素营养,第4页,通气良好时氧化脱出氨,嫌气条件下还原脱出氨,普通可水解脱氨,有机态氮矿化是在各种微生物作用下完成,土壤氮素营养,第5页,2、,N,素生物固持,土壤中微生物同化无机态,N，,将其转化为细胞体中有机态,N。,二、铵粘土矿物固定与释放,铵固定：,铵被土壤中粘土矿物所吸持而形成非交换性铵过程。,铵释放：,土壤中粘土矿物所吸持非交换性铵转化成交换性铵，甚至水溶性铵过程。,土壤氮素营养,第6页,1、粘土矿物对铵固定,粘土矿物中固定铵主要是,2：,l,型粘土矿物,影响土壤对,NH,4,+,固定原因：,（1）粘土矿物种类、数量,（2）土壤质地,蛭石蒙脱石，伊利石固铵能力取决于风化程度和,K+,饱和度。,粘粒和细粉砂含量越高土壤固铵能力越强。,土壤氮素营养,第7页,（3）,pH,土壤固铵能力普通随,pH,升高而增大,（4）溶液中,NH,4,+,浓度,土壤对,NH,4,+,固定量普通随溶液中,NH,4,+,浓度增加而增大。,（5）伴随离子,K,+,存在会抑制粘土矿物对,NH,4,+,固定,2、土壤固定态铵释放,普通认为：土壤中固定态铵与交换性铵处于相互转化动态平衡中。,土壤氮素营养,第8页,三、硝化作用,土壤中铵或氨，在有氧条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌作用氧化为硝酸盐过程称硝化作用。,影响硝化作用条件：,1、土壤通气,普通在田间持水量50-60%时，硝化作用最旺盛。,2、土壤反应,土壤,pH,与硝化作用含有很好相关性,土壤氮素营养,第9页,3、土壤温度,普通来讲硝化作用最适宜土温20-25,4、施肥,5、根系,四、反硝化作用,指硝酸盐、亚硝酸盐被还原为气态氮过程。,反硝化作用有两种机制：,微生物机制和化学机制。,土壤氮素营养,第10页,1、微生物机制,由反硝化细菌所引发反硝化作用，它是土壤中反硝化作用主要形式。,2、化学机制,硝酸盐在一定条件下所进行纯化学分解过程，反硝化产物主要是分子态氮（,N,2,）、,一氧化氮（,NO），,它不是反硝化作用主要形式。,土壤氮素营养,第11页,影响反硝化作用条件：,（1）通气条件,嫌气条件下，会产生反硝化作用,（2）土壤中有机物质,土壤中易分解有机物质含量高，会促进反硝化作用,（3）温度,（4）,pH,（5）土壤中,NO,3,-,含量,土壤氮素营养,第12页,五、铵吸附与解吸,铵吸附：土壤溶液中,NH,4,+,被土壤颗粒所吸附过程。,铵解吸：土壤固相表面吸附,NH,4,+,由土壤固相进入液相过程,铵吸附与解吸是,NH,4,+,在土壤固相与液相之间存在一个动态平衡。,六、铵-氨平衡与氨挥发,土壤氮素营养,第13页,7.2 植物,N,素营养,7.2.1 植物体内,N,素含量和分布,1、除,C H O,外，,N,是作物体内含量较多元素，在作物体内总含量为,0.3,5,。,2、不一样植物含,N,量不一样。含,N,量最多是豆科作物和豆科绿肥作物。,3、不一样器官含,N,量不一样：对同一作物来讲，幼嫩器官及种子含量高；叶子高于茎、杆、根。,4、生长时期不一样，,N,在植物体内分布不一样。,土壤氮素营养,第14页,7.2.2 氮生理功效,1、,N,是组成蛋白质和核酸主要组成元素,2,、叶绿素主要组分,3、,N,是酶、各种维生素及其它一些有机化合物组分,7.2.3植物对,N,素吸收利用,大气中含氮（,N,2,）,80%,。但除豆科植物外，普通植物不能吸收利用。根系吸收主要是,NH,4,+,和,NO,3,-,。,土壤氮素营养,第15页,植物吸收,NH,4,+,-N,和,NO,3,-,-N,后，需要在植物体内深入同化为氨基酸，最终合成蛋白质,NH,4,+,-N,可在植物体内直接同化为氨基酸,NO,3,-,-N,不能直接同化为氨基酸，需要先还原为铵态氮，才能深入同化为氨基酸。,土壤氮素营养,第16页,一、铵态氮同化,1、植物吸收铵态氮与呼吸作用产生各种酮酸作用，形成氨基酸。,土壤氮素营养,第17页,2、氨基酸形成还可经过转氮基作用，由一个氨基酸变成另外一个氨基酸,3、当供,N,充分时，氨还能在酰胺合成酶作用下，与氨基酸深入化合形成酰胺。,土壤氮素营养,第18页,植物体内不是全部氨基酸都能形成酰胺，只有,Glu,和,Asp,能形成对应酰胺。,酰胺形成在植物体内有很主要意义,其次，能消除植物体内游离氨毒害作用，是解除氨毒一个形式。,它是植物体内氨一个贮藏形式,土壤氮素营养,第19页,二、植物对,NO,3,-,-N,同化,催化第一步反应是硝酸还原酶，它是一个钼金属黄素蛋白，它是以,FAD,作为辅酶，以,Mo,作为活化剂，在这一个反应中电子供体是,NADPH,或,NADH。,土壤氮素营养,第20页,催化第二步反应是亚硝酸还原酶，在这一个反应中以还原态铁氧还蛋白作为电子供体，把电子传递给,NO,2,-,将,NO,2,-,还原为,NH,4,+,。,将,NO,3,-,-N,还原为,NH,4,+,-N，,形成铵再与呼吸作用中产生各种酮酸作用形成氨基酸，深入合成蛋白质。,土壤氮素营养,第21页,7.2.4,N,素不足或过多对植物生长发育影响,一、缺,N,1、植株矮小、生长迟缓，叶片数少、叶片小；,2、叶绿素含量低、叶片呈黄绿色，严重时叶片变黄；,3、老叶先黄（,N,移动性大，缺,N,时，下部叶片先变黄，干旱时是整株变黄。）,土壤氮素营养,第22页,土壤氮素营养,第23页,西芹缺氮,土壤氮素营养,第24页,土壤氮素营养,第25页,二、,N,素供给过多,1、降低植物抗逆性,2、贪青晚熟、粒不饱满,3、降低一些农产品品质,土壤氮素营养,第26页,水稻田氮肥过多群体太大遇风倒伏,土壤氮素营养,第27页,氮肥品种很多，大致可分为铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、酰胺态氮、和氰氨态氮肥等。,7.3,氮肥种类、性质及施用,7.3.1,铵态氮肥性质及施用,铵态氮肥共性：,（4）在通气良好时，会经过硝化作用转化为,NO,3,-,-N。,（1）都易溶于水，是速效性,N,肥，作物轻易吸收利用。,（2）,NH,4,+,易被土壤胶体所吸附，移动性不大，不易流失。,（3）碱性条件下会有氨挥发损失。,土壤氮素营养,第28页,1、硫酸铵和氯化铵,（1）两种肥料都是白色结晶，都有吸湿性，结块性，但吸湿性,NH,4,Cl(NH,4,),2,SO,4,（2）,有效养分含量,NH,4,Cl(NH,4,),2,SO,4,（3）,两种肥料都是化学中性，生理酸性肥料。,（4）,NH,4,Cl,和(,NH,4,),2,SO,4,都能经过硝化作用使,NH,4,+,-N,转化为,NO,3,N。,（5）(,NH,4,),2,SO,4,可做基肥、种肥、追肥，但,NH,4,Cl,不宜做种肥和在秧田上施用,（6）忌氯作物不宜施,NH,4,Cl,土壤氮素营养,第29页,2、碳酸氢铵,（1）理化性质,NH,4,HCO,3,含,N,量17%左右，很轻易分解，引发氮挥发损失,白色粉末、易吸湿、结块，水溶液中呈碱性反应,pH8.2-8.4。,（2）在土壤中转化及对土壤影响,在普通用量条件下，,NH,4,HCO,3,对土壤酸碱性没有太大影响。,土壤氮素营养,第30页,（3）施用,NH,4,HCO,3,宜做基肥和追肥，不宜做种肥或在秧田上施用。,施用标准：,避开高温季节和高温时期施用。,不离土、不离水、先肥土、后肥苗标准；,土壤氮素营养,第31页,7.3.2 硝态氮肥和硝铵氮肥性质及施用,共同特点：,（4）大多数有很强助燃性和爆炸性，在贮存运输中要注意安全。,（1）易溶于水，是速效性氮肥，吸湿性强，易结块。,（2）,NO,3,-,不易被土壤胶体吸附，易流失。,（3）在水田中易经过反硝化作用而造成,N,素损失。,土壤氮素营养,第32页,1、硝酸铵,（1）理化性质,NH,4,NO,3,是白色晶体，含,N33-34%，,因含有杂质而略带黄色，易溶于水,NH,4,NO,3,含有很强吸湿性，易结块。,NH,4,NO,3,含有很强助燃性、爆炸性。,土壤氮素营养,第33页,（2）在土壤中转化以及对土壤影响,NH,4,+,可被土壤或作物吸收,NO,3,-,可被作物吸收,，,也可随水流失,无副成份残留,（3）施用,普通认为,NH,4,NO,3,不宜在水田上施用，主要在旱地上施用。,土壤氮素营养,第34页,不宜做基肥施用,也不宜做种肥施用,最适宜做追肥施用,不宜与有机肥料混合堆沤,土壤氮素营养,第35页,2、硝酸钠、硝酸钙,（1）都是生理碱性肥料，都适宜施用在酸性土壤上，尤其是,Ca(NO,3,),2,更适宜施用在缺,Ca,酸性土壤上。,（2）不宜在水田上施用，最好施用在旱地上。,（3）,NaNO,3,最适宜施用在喜钠作用上，比如甜菜，萝卜。,（4）都不宜与有机肥料混合堆沤，以免引发反硝化损失。,土壤氮素营养,第36页,7.3.3 酰胺胺态氮肥性质及施用,尿素：,CO(NH,2,),2,1、理化性质,（1）白色结晶，易溶于水,（2）干燥时含有良好物理性状，但在高温、高湿条件下易潮解,（3）尿素本身不含缩二脲，但在生产过程中会产生缩二脲,土壤氮素营养,第37页,2、尿素施入土壤中转化,CO(NH,2,),2,在土壤中脲酶作用下水解转化为(,NH,4,),2,CO,3,在普通用量条件下尿素对土壤酸碱反应影响不大,3、施用,尿素可做基肥和追肥，不宜做种肥和在秧田上施用。但尿素不论是做基肥还是做追肥施用，都要求深追覆土以降低氨挥发损失 。,土壤氮素营养,第38页,尿素尤其适宜做根外追肥施用：,尿素是中性有机物，电离度小，对植物茎叶损伤小。,尿素是水溶性，分子体积小，轻易透过细胞膜，有吸湿性，易被叶片吸收。,素扩散性大，易吸收。,尿素进入叶片后，引发质壁分离现象少。,尿素作根外追肥时浓度普通在0.5-2%，不过要求肥料中缩二脲含量不能超出0.5%，以免伤害叶片。,土壤氮素营养,第39页,7.4 氮肥合理分配与施用,7.4.1,氮肥合理分配,一、土壤条件,首先，需要考虑是土壤酸碱性,土壤氮素营养,第40页,其次：需要考虑土壤肥力，地力高少施，地力差多施。,二、作物营养特征,1.不一样作物对,N,素需要量不一样。,土壤氮素营养,第41页,2.不一样作物对不一样氮肥品种肥效不一样,3.不一样作物品种耐肥能力不一样,4.作物不一样生育期对,N,素需要量不一样,三、氮肥品种与特征,铵态氮肥会经过氨挥发而造成,N,素损失，应做基肥深施覆土，以降低氨挥发；,硝态氮肥会有,NO,3,-,淋洗损失和反硝化脱氮损失，应防止在水田上施用，尽可能施用在旱地上，而且要注意少许屡次标准，尤其是多雨地域和砂质土壤。,土壤氮素营养,第42页,7.4.2 氮肥施用量确实定,一、田间试验法,经过在田间设置多点、屡次施,N,处理，统计出肥料与产量之间效应曲线，依据肥料效应函数，用边际分析方法，计算出最正确经济施肥量。,二、养分平衡法,土壤氮素营养,第43页,N,f,取得一定产量水平氮肥用量，以纯,N,计。,N,p,为到达一定目标，作物需,N,量，即产量乘以每生产单 位籽粒需,N,量。,N