土壤肥料学-第2章-氮素营养与氮肥-1

1、一、土壤中氮的含量一、土壤中氮的含量土壤中氮素的含量受自然因素的影响，同时也受人为因土壤中氮素的含量受自然因素的影响，同时也受人为因素的影响。素的影响。 自然土壤表土中氮的含量与有机质含量密切相关。自然土壤表土中氮的含量与有机质含量密切相关。耕地土壤氮素含量除受自然因素的影响外，更强烈的受耕地土壤氮素含量除受自然因素的影响外，更强烈的受到人为耕作、施肥等因素的影响。到人为耕作、施肥等因素的影响。东北黑土最高：旱地东北黑土最高：旱地2.63g/kg2.63g/kg，水田，水田2.58g/kg2.58g/kg黄土高原和黄淮海平原最低：黄土高原和黄淮海平原最低：0.7g/kg0.7g/kg和和0.6

2、3 g/kg0.63 g/kg一般农业土壤耕层：一般农业土壤耕层：0.5-3.0 g/kg0.5-3.0 g/kg，冲刷严重、贫瘠的表层可低到冲刷严重、贫瘠的表层可低到0.5g/kg0.5g/kg以下。以下。土壤氮素含量被看成是土壤肥沃程度的重要标志土壤氮素含量被看成是土壤肥沃程度的重要标志二、土壤氮素形态二、土壤氮素形态 土壤氮素土壤氮素 数量最大数量最大固定态铵固定态铵 交换性铵交换性铵 溶液中的铵溶液中的铵 最易被植物吸收最易被植物吸收氮氧化合物氮氧化合物 硝态氮硝态氮 亚硝态氮亚硝态氮 铵态氮铵态氮 无机态氮无机态氮 有机态氮有机态氮 与有机质或粘土矿物结合与有机质或粘土矿物结合 与多

3、价阳离子结合与多价阳离子结合 存在于生物体（如微生物）中存在于生物体（如微生物）中 三、土壤氮素转化三、土壤氮素转化 土壤氮素土壤氮素 固定态铵固定态铵 交换性铵交换性铵 溶液中的铵溶液中的铵 矿化矿化固定固定氮氧化合物氮氧化合物 硝态氮硝态氮 铵态氮铵态氮 无机态氮无机态氮 有机态氮有机态氮 释放释放 固定固定解吸解吸 吸附吸附NH3氨挥发氨挥发硝化硝化反硝化反硝化(土壤通气性不强的情况）土壤通气性不强的情况）淋洗淋洗一、作物体内氮的含量和分布一、作物体内氮的含量和分布 n作物含氮量约占干物重的作物含氮量约占干物重的0.35%，氮含量的多少，氮含量的多少还受多种因素的影响而有差异。还受多种因

4、素的影响而有差异。p种类差异：豆科种类差异：豆科禾本科，如大豆籽粒中含禾本科，如大豆籽粒中含N为为4.55%，而小麦籽粒含，而小麦籽粒含N量为量为2.22.5%。p器官差异：种子器官差异：种子叶叶茎秆茎秆根部，如大豆籽粒中根部，如大豆籽粒中含含N为为4.55%，其茎秆中含，其茎秆中含N为为11.4%。p氮肥用量的影响：氮肥用量的影响：施施N N量增加时，器官中量增加时，器官中N N含量上含量上升，营养器官受氮的影响较大，而生殖器官受影升，营养器官受氮的影响较大，而生殖器官受影响较小，但后期施肥籽粒中贮氮量增加。响较小，但后期施肥籽粒中贮氮量增加。1.52.02.53.03.54.04.55.0

5、7.027.107.228.048.25叶叶片片含含氮氮量量（% %）FFPSSNM 1SSNM 2小区试验水稻小区试验水稻叶片含氮量叶片含氮量生育时期的差异：生育时期的差异：营养生长期：营养生长期：N素大部分在幼嫩器官中，茎叶素大部分在幼嫩器官中，茎叶中含氮量较高。中含氮量较高。生殖生长期：生殖生长期：茎叶各部分的茎叶各部分的N素则向贮存器官素则向贮存器官转移。转移。成熟期：成熟期：作物体内作物体内70%左右左右的的N转入并贮存在转入并贮存在生殖器官或贮存器官中去。生殖器官或贮存器官中去。p蛋白质蛋白质的重要组分的重要组分 蛋白质中含蛋白质中含16%18%的氮。的氮。p核酸核酸的成分的成分

6、核酸中含核酸中含15%16%的氮的氮p叶绿素叶绿素的成分的成分 叶绿素叶绿素a C55H72O5N4Mg，叶绿素，叶绿素b C55H70O6N4Mg 缺氮时抑制叶绿素的形成。缺氮时抑制叶绿素的形成。p多种多种酶的组分酶的组分 没有酶植物体内的代谢很难进行。没有酶植物体内的代谢很难进行。p多种多种维生素和激素的成分维生素和激素的成分，既可促进作物的生长发，既可促进作物的生长发育，又能提高农产品的质量。育，又能提高农产品的质量。旱田作物的主要吸收形态旱田作物的主要吸收形态氨基酸氨基酸酰胺酰胺尿素尿素NONO3 3- -N-N：NHNH4 4+ +-N-N：作物从土壤中吸收的氮作物从土壤中吸收的氮小

7、分子有机小分子有机N N化合物化合物水田作物的主要吸收形态水田作物的主要吸收形态氮的吸收及同化氮的吸收及同化酰胺的形成及意义酰胺的形成及意义酰胺的合成将植物体内酰胺的合成将植物体内多余的氮贮存起来多余的氮贮存起来酰胺的形成能消除因氨酰胺的形成能消除因氨浓度过高而产生的毒害浓度过高而产生的毒害作用作用酰胺的形成有促进氮素酰胺的形成有促进氮素在体内运转的作用在体内运转的作用n缺氮时植株矮小；缺氮时植株矮小；n叶色变淡，呈浅绿或黄绿色，色泽均一；叶色变淡，呈浅绿或黄绿色，色泽均一；n分蘖少，叶片直立，茎杆细瘦，根量少；分蘖少，叶片直立，茎杆细瘦，根量少；n缺氮先从老叶开始黄化，逐渐扩展到上部叶片缺氮

8、先从老叶开始黄化，逐渐扩展到上部叶片n缺氮使作物提早成熟，籽粒不饱满，产量、品缺氮使作物提早成熟，籽粒不饱满，产量、品质下降。质下降。缺氮引起老叶黄化失绿缺氮引起老叶黄化失绿低低高高细胞增长过大，细胞壁薄，细胞多汁，细胞增长过大，细胞壁薄，细胞多汁，易受机械损伤和病害侵染。易受机械损伤和病害侵染。消耗大量碳水化合物，影响作物品质。消耗大量碳水化合物，影响作物品质。易造成作物贪青晚熟。易造成作物贪青晚熟。番茄施用尿素过多造成氨害引起的焦枯病番茄施用尿素过多造成氨害引起的焦枯病13soil-N土壤土壤-NFertilizer肥料肥料2.Fixation of N2 by legume豆科植物生物固

9、氮豆科植物生物固氮主要氮肥种类主要氮肥种类n铵态氮肥：液氨、氨水、硫酸铵、氯铵态氮肥：液氨、氨水、硫酸铵、氯 化铵、碳酸氢铵化铵、碳酸氢铵n硝态氮肥：硝酸铵、硝酸钾、硝酸钙硝态氮肥：硝酸铵、硝酸钾、硝酸钙n酰铵态氮：尿素酰铵态氮：尿素n缓效氮肥：控释尿素、长效碳铵缓效氮肥：控释尿素、长效碳铵p凡氮肥中的氮素以凡氮肥中的氮素以NHNH4 4+ +或或NHNH3 3形态存形态存在的均属铵态氮肥。在的均属铵态氮肥。p根据肥料中铵的结合稳定程度不同，根据肥料中铵的结合稳定程度不同，又可分为又可分为: :挥发性氮肥挥发性氮肥: :液氨、氨水和碳酸氢铵。液氨、氨水和碳酸氢铵。稳定性氮肥稳定性氮肥: :硫酸

10、铵和氯化铵等。硫酸铵和氯化铵等。 1 1、液氨、液氨将氨气压缩为液态直接用作肥料将氨气压缩为液态直接用作肥料N% :82%N% :82%NHNH4 4+ +能通过库仑力和静电引力吸附到土壤颗粒能通过库仑力和静电引力吸附到土壤颗粒表面表面将液氨注入到土壤中可导致土壤局部较高的将液氨注入到土壤中可导致土壤局部较高的氨或铵的浓度，这一局部区域具有较高的氨或铵的浓度，这一局部区域具有较高的pHpH值和较高的渗透压；值和较高的渗透压；施肥区域的微生物可能会被杀死。如果施肥施肥区域的微生物可能会被杀死。如果施肥点距离根系过近，可导致植株受损甚至被杀点距离根系过近，可导致植株受损甚至被杀死死优点优点最经济的

11、氮源最经济的氮源-是美国最常见的氮肥种类是美国最常见的氮肥种类方便方便-可以在耕地的同时将肥料施入可以在耕地的同时将肥料施入可以在秋季施，补苗或追肥也可以可以在秋季施，补苗或追肥也可以缺点缺点必须耙入土壤，使之与土壤结合，表层必须耙入土壤，使之与土壤结合，表层15cm15cm以下以下液氨对水有很强的亲和力，极易伤害皮肤，眼睛、肺，液氨对水有很强的亲和力，极易伤害皮肤，眼睛、肺，因此液氨的使用需要特殊处理因此液氨的使用需要特殊处理2 2、氨水、氨水将将NHNH3 3施压使之溶于水中施压使之溶于水中含氮量含氮量16%16%易挥发易挥发碱性碱性无色或浅黄色无色或浅黄色优点优点可以不必像施用液氨那样深

12、可以不必像施用液氨那样深不需要高压施用设备不需要高压施用设备缺点缺点易挥发性使之必须与土壤很好的融合以防止氨易挥发性使之必须与土壤很好的融合以防止氨挥发损失挥发损失如果没有靶入土壤，可导致全部的氨都损失掉如果没有靶入土壤，可导致全部的氨都损失掉3 3、碳酸氢铵（、碳酸氢铵（NHNH4 4HCOHCO3 3）N N 含氮量为含氮量为1717不稳定；易溶于水不稳定；易溶于水优点：优点：可作基肥和追肥；在土壤中无残留；为植可作基肥和追肥；在土壤中无残留；为植物提供物提供COCO2 2缺点：缺点：温暖潮湿的环境中不稳定，易分解；如果温暖潮湿的环境中不稳定，易分解；如果不耙入土壤可造成损失不耙入土壤可造

13、成损失4 4、硫铵、硫铵 (NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4纯品为白色结晶，含少量杂质时呈微黄色纯品为白色结晶，含少量杂质时呈微黄色氮氮2121，含硫，含硫24.124.1易溶于水易溶于水稳定稳定遇碱性物质会引起氨的挥发损失遇碱性物质会引起氨的挥发损失生理酸性肥料生理酸性肥料由于作物选择性吸收所产生的酸性属于生理由于作物选择性吸收所产生的酸性属于生理酸性，能产生生理酸性的肥料称为酸性，能产生生理酸性的肥料称为生理酸性生理酸性肥料肥料。如：如：NHNH4 4Cl, NHCl, NH4 4SOSO4 4 和和KClKCl由于作物选择性吸收所产生的碱性属于生理由于作物选择性吸收所产生的碱性

14、属于生理碱性，能产生生理碱性的肥料称为碱性，能产生生理碱性的肥料称为生理碱性生理碱性肥料肥料。如：如：Ca(NOCa(NO3 3) )2 2 和和KNOKNO3 3 硫铵的优缺点硫铵的优缺点优点优点不易挥发，不必耙入土壤不易挥发，不必耙入土壤稳定，吸湿性小，易于操稳定，吸湿性小，易于操作作适于适于pHpH较高的土壤或是喜较高的土壤或是喜酸的作物酸的作物缺点缺点比其他氮肥更容易导致土比其他氮肥更容易导致土壤的酸性壤的酸性不适于不适于pHpH较低的土壤较低的土壤施用量过多可以导致土壤施用量过多可以导致土壤板结板结氮含量低，运输费用高氮含量低，运输费用高5 5、氯化铵、氯化铵 NHNH4 4ClCl

15、纯品为白色结晶，含少量杂质时呈微黄色纯品为白色结晶，含少量杂质时呈微黄色氮氮2626，含氯，含氯6 66 6生理酸性肥料生理酸性肥料优点优点比硫铵的含氮量高比硫铵的含氮量高对水稻比硫铵好对水稻比硫铵好可同时提供氮和氯，更适可同时提供氮和氯，更适于椰树，油栗等于椰树，油栗等硝化速率比其他氮肥慢硝化速率比其他氮肥慢缺点缺点可使土壤变酸，对酸性土可使土壤变酸，对酸性土壤不利壤不利不能用作种肥不能用作种肥氯含量高限制了它的应用氯含量高限制了它的应用铵态氮在土壤中的转化铵态氮在土壤中的转化氨气氨气124NH4+NH4+3铵态氮肥铵态氮肥NH4+NO3-土壤土壤胶粒胶粒Ca+ Ca+ + SO4 = Ca

16、SO4 Ca + + 2Cl - CaCl2(NH4)2 SO4NH4Cl土壤板结土壤板结Ca2+流失流失 不宜做种肥，因为容易淋失铵态氮铵态氮NH4+NO3-NH4+土壤土壤胶粒胶粒地下水地下水NO3地下水地下水氧化层氧化层犁底层犁底层CO(NHCO(NH2 2) )2 2，含，含 N 46% N 46%，化学合成的有机，化学合成的有机氮。白色颗粒，易溶于水，吸湿性小，物理氮。白色颗粒，易溶于水，吸湿性小，物理性质好性质好尿素中含有缩二脲，当含量超过尿素中含有缩二脲，当含量超过2 2就会抑就会抑制种子发芽，易烧种子和幼根制种子发芽，易烧种子和幼根施肥时注意与种子隔开施肥时注意与种子隔开0.5

17、%0.5%的尿素溶液最易做叶面喷肥的尿素溶液最易做叶面喷肥尿素尿素CO(NH2)21(NH4)2CO32NH4+NH4+3尿素在土壤中的转化示意图土壤土壤胶粒胶粒淋失n养分释放时间和释放量与作物的需肥规律相养分释放时间和释放量与作物的需肥规律相吻合，既可满足作物养分吸收，又可最大限吻合，既可满足作物养分吸收，又可最大限度地减少肥料损失。度地减少肥料损失。n是现代化学工艺生产与植物营养调控技术紧是现代化学工艺生产与植物营养调控技术紧密结合的多学科交叉的前沿技术密结合的多学科交叉的前沿技术合成有机长效氮肥合成有机长效氮肥包膜长效氮肥包膜长效氮肥 水分通过膜孔水分通过膜孔 膜内养分溶解膜内养分溶解

18、养分通过膜孔释放养分通过膜孔释放 进入膜内进入膜内一、确定氮肥适宜用量一、确定氮肥适宜用量既要考虑当季作物的产量效应，又要考既要考虑当季作物的产量效应，又要考虑氮肥后效和提高土壤供氮能力的要求。虑氮肥后效和提高土壤供氮能力的要求。低肥力地区可适当提高施氮量，以充分低肥力地区可适当提高施氮量，以充分发挥氮肥的增产效果；发挥氮肥的增产效果；高肥力地区则宜以经济效益最佳的施氮高肥力地区则宜以经济效益最佳的施氮量作为指导施肥的依据，避免过多施用量作为指导施肥的依据，避免过多施用氮肥带来的负效应氮肥带来的负效应；根据根据作物作物营养特性科学施用氮肥营养特性科学施用氮肥 根据根据氮肥氮肥特性合理施用、分配氮肥特性合理施用、分配氮肥 （如深施覆土是提高氮肥利用率）（如深施覆土是提高氮肥利用率）根据根据土壤土壤特性合理施用氮肥特性合理施用氮肥元素间元素间平衡平衡，有机无机平衡可显著提高，有机无机平衡可显著提高氮肥肥效氮肥肥效 根据作物营养特性科学施用氮肥根据作物营养特性科学施用氮肥 叶菜类叶菜类尤其是绿叶菜类、桑、茶、水稻、小麦、尤其是绿叶菜类、桑、茶、水稻、小麦、高粱、玉米等