土壤氮离子影响养分吸收的因素

 N 植物氮素营养与氮肥
 
第一节 植物的氮素营养
 
土壤肥料学复习资料-植物营养部分
 
一、含量和分布：一般植物含氮量约占植物体干物重的0.3%-5%
 
种类：大豆>玉米>小麦>水稻
 
器官：叶片>子粒>茎秆>苞叶
 
由于氮在植物体内的移动性很强，其分布是随着生长中心的转移而变动。
 
营养生长期：约有70%的氮可从较老的组织和叶片转移到正在生长的幼嫩器官中被再利用；
 
成熟期：茎叶和其它器官中的蛋白质则水解为氨基酸、酰胺，转移到种子、果实、块根、块茎中，重新合成蛋白质。  
二、氮的生理功能
 
1）氮是蛋白质和核酸的成分 2）叶绿素的重要组分：（作物缺氮叶子发黄，光合作用下降，产量低。） 3）许多酶和多种维生素的组分 4） 其他含氮化合物的组分（生物碱、植物激素、酰脲等）
 
三、植物氮的吸收与同化
 
1、植物吸收氮的形态
 
主要是NH4+、NO3-，少量可溶性有机含氮小分子化合物，如：氨基酸、酰胺、尿素。
 
----在旱地农田中，硝态氮是作物的主要氮源。
 
2、NO3-N 的吸收与同化
 
①NO3-N 的吸收：主动过程，根际pH 上升。 NO3-N 受环境影响大：介质pH 显著影响植物对NO3-N 的吸收。pH 值升高， NO3-N 的吸收减少；
 
②NO3-N 的同化：NO3- + 8 H+ + 8 e- = NH3 + 2 H2O + OH- 。NO3-还原产物之一OH- ，一部分在植物体内被中和，大部分从根排出，使根际pH 值升高。
 
---硝酸还原酶可使硝酸盐还原成亚硝酸盐（部位：细胞质），而亚硝酸还原酶可使亚硝酸盐还原成氨（部位：叶绿素（叶绿体））。
 
NR ——硝酸还原酶 是一种诱导酶，介质中有NO3- 时植物才出现NR, 并随NO3- 含量而增加，与氮供应量密切相关。将NR 酶活性作为诊断氮素营养的指标。 钼对其的作用？
 
3、NH4-N 的吸收与同化
 

• NH4-N 的吸收 ：方式：主动或被动、pH ：下降 （质膜上NH4+脱质子）；

 
②NH4-N 的同化 ：部位：根系 呼吸作用产生的a-酮戊二酸
氨基酸（谷氨酸），在转氨酶的作用下转氨基，
 
形成新的氨基酸（蛋白质）。
 
过多的NH3，可形成酰胺（谷氨酰胺，天门冬酰胺），NH3避免毒害
 
4、CO(NH2) 2-N的吸收和同化
 
目前关于尿素被同化的途径有两种见解：
 
其一、尿素土壤中由脲酶水解产生氨和二氧化碳；其二、尿素是直接被吸收和同化的——尿素同化的特点是：对植物呼吸作用的依赖程度不高，而主要受尿素浓度的影响。
 
5、NO3--N和NH4+-N营养作用的比较
 
NO3--N是阴离子，为氧化态的氮源，NH4+-N是阳离子，为还原态的氮源。
 
---不能简单的判定那种形态好或是不好，因为肥效高低与各种影响吸收和利用的因素有关(一)作物种类:水稻是典型的喜NH4+-N作物。烟草是典型的喜NO3--N作物。
 
(二）环境反应（pH）: 从生理角度看，NH4+-N和NO3--N都是良好的氮源，但在不同pH 条件下，作物对NH4+-N和NO3--N的吸收量有明显的差异。NH4+-N肥效不好主要是由于生理酸性所造成的。
 
6、植物缺氮症状与供氮过多的危害
 
1、氮素不足：①生长缓慢。植株矮小，叶片细小直立；
 
②叶片黄化，番茄、玉米叶脉和叶柄呈现深紫红色；③茎细而长，分蘖或分枝少；
 
④根细长，数量少；
 
⑤花少、果稀，提前成熟，产量低，品质差；
 
⑥生育期缩短。
 
2、氮素过多：①叶色浓绿，枝叶茂盛，通风透光不良；
 
②影响碳水化合物的积累。（蛋白质的合成消耗大量碳水化合物）；
 
③易倒伏（细胞壁、果胶类物质形成少，细胞壁变薄）——禾本科植物明显；
 
④易病虫害；
 
⑤贪青迟熟，降低品质。（果品类含糖量少）
 
NO3- 进入动物胃肠系统后经细菌还原形成NO2- 。NO2- 具有毒性：
 
第二节氮肥的种类、性质和施用
 
一、氮肥的生产
 
二、氮肥的种类
 
按氮的形态：铵态氮肥：NH4+、NH3 ；硝态氮肥：NO3- ；酰胺态氮肥：CO(NH2)2
 
按溶解难易程度：速效氮肥；长效氮肥
 
(一）铵态氮肥
 
特点：①易溶于水，易被作物吸收；②不易流失（能被土壤胶体吸附或土壤矿物固定）；
 
③通气良好条件下，NH4+会进一步经硝化作用变成硝态氮；④遇到碱性物质时易分解生成NH3而挥发损失；⑤高浓度铵态氮对作物易产生氨的毒害。
 
硝化作用：铵态氮在亚硝化细菌和硝化细菌作用下氧化为硝态氮的过程。
 
NH4+ + 1.5 O2-- NO2- + H2O + 2H+ +66Kcal ；
 
NO2- + 1.5 O2-- NO3- + 17 Kcal。
 

1. 液氨：成本低；需特殊设备(贮存.施用)；强碱性,腐蚀性,易挥发, 15CM以下,作基肥
2. 氨水(NH3.nH2O):液体,易挥发,碱性,腐蚀基肥或追肥,深施

 
碳酸氢铵:易溶于水,不稳定，易分解. 基肥或追肥\深施\不与碱性物混合
 
4）硫酸铵:易溶于水呈酸性；吸湿性弱；热稳定性好，宜作基肥,追肥,也可作种肥.不适宜用于水田,可引起土壤酸化,应注意补施石灰
 
---- 1.(NH4)SO4 在土壤中解离成NH4+和，NH4+ 被选择吸收，SO42-只有少量被吸收，大部分与土壤中的阳离子或H+结合而使土壤变酸——“生理酸性肥料”； 2.在中性或石灰性土壤长期施用，可能因形成CaSO4沉淀，堵塞土壤空隙，使土壤板结，——应配合施用有机肥；3.水田中施用时，易使SO42-处于还原环境而形成H2S，使水稻根系变黑受伤害。5）氯化铵:白色结晶；易溶于水，水溶液呈酸性；吸湿性比硫酸铵稍大；热稳定性好，可作基肥,追肥,不宜作种肥, 不宜忌氯作物：烟草，马铃薯，苹果，柑桔（（1）Cl- 与H2PO4- 有拮抗作用，影响磷吸收；（2）烟草中Cl- 过多降低烟草的可燃性（Cl- 与Ca2+ 形成CaCl2 ，易吸潮））。水田效果优，在石灰性土壤施用可防止土壤板结（可形成CaCl2 而淋失，但也不利于种子萌发和幼苗生长）；
 
(二). 硝态氮肥
 
①易溶于水，易被作物吸收；②易随水流失（不能被土壤胶体吸附）；③在通气不良条件下,NO3- 易被反硝化细菌转化为游离态氮而损失；④硝态氮肥有较强的吸湿结块性和助燃性。反硝化作用民：指NO3-在微生物作用下还原成N2或N2O的过程。
 
主要有：硝酸铵、硝酸钾、硝酸钙
 
（三）酰胺态氮肥—尿素
 
尿素内含有缩二脲，要求<1%，中性有机物，电离度小
 
CO(NH2)2 + 2H2O= (NH4)2CO3（脲酶作用下）；(NH4)2CO3 + H2O= 2NH3+CO2 + H2O 。适用于一切作物；可做基肥、追肥，不能作种肥：特别适宜做叶面施肥。
 
(四)长效氮肥（缓效氮肥）：将原产的氮肥加入添加剂制成的水溶性低、一次施用能满足整个生长季节甚至几个生长季节的缓效肥料。减少氮素的损失；肥效长久；肥效稳定，
 
种类：尿素甲醛：一甲基二尿素、二甲基三尿素、三甲基四尿素等；包膜肥料：指为了控制速效氮肥的溶解度和氮素释放速度而在其颗粒表面包被一层惰性膜状物质的长效氮肥。包膜材料：石腊、硫磺、沥青、树脂、磷矿粉
 
第三节氮肥的有效施用
 
1、氮肥的利用率：作物对氮肥中氮素的吸收利用的数量占施用氮素总量的百分率。（20-41）
 
2、利用的影响因素：土壤类型气候条件作物种类栽培技术氮肥品种、施用量、施用方法、施用时期
 
3、氮素损失的途径：1）氨的挥发损失：氮素以氨自土表或水面逸散至大气中所造成的氮素损失。主要发生在石灰性土壤上2）氮的淋失：硝态氮；（砂土和多雨地区）3）反硝化脱氮：嫌气条件下，反硝化微生物的作用；
 
4、提高氮肥利用的途径
 
（一）氮肥的合理分配（气候条件、土壤特性、作物特点、肥料的特性）
 
（二）氮肥的施用量：平衡施肥、精准农业
 
(三）铵态氮肥的深施；（减少氨的挥发、减少硝化作用、促进吸收）
 
（四）硝化抑制剂的使用；氮肥增效剂。（抑制亚硝化细菌的活性）
 
（五）氮肥与有机肥、磷、钾肥配合施用