土壤肥料学-第2章-氮素营养与氮肥-1

Ch.2氮素营养与氮肥

刘智蕾资源与环境学院§1土壤氮素营养

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。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。东北黑土最高：旱地2.63g/kg，水田2.58g/kg黄土高原和黄淮海平原最低：0.7g/kg和0.63g/kg一般农业土壤耕层：0.5-3.0g/kg，冲刷严重、贫瘠的表层可低到0.5g/kg以下。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

土壤氮素

数量最大固定态铵

交换性铵

溶液中的铵

最易被植物吸收氮氧化合物

硝态氮

亚硝态氮

铵态氮

无机态氮

有机态氮

与有机质或粘土矿物结合

与多价阳离子结合

存在于生物体（如微生物）中

三、土壤氮素转化

土壤氮素

固定态铵

交换性铵

溶液中的铵

矿化固定氮氧化合物

硝态氮

铵态氮

无机态氮

有机态氮

释放

固定解吸

吸附NH3氨挥发硝化反硝化(土壤通气性不强的情况）淋洗§2作物的氮素营养

一、作物体内氮的含量和分布

作物含氮量约占干物重的0.3~5%，氮含量的多少还受多种因素的影响而有差异。种类差异：豆科>禾本科，如大豆籽粒中含N为4.5~5%，而小麦籽粒含N量为2.2~2.5%。器官差异：种子>叶>茎秆>根部，如大豆籽粒中含N为4.5~5%，其茎秆中含N为1~1.4%。氮肥用量的影响：施N量增加时，器官中N含量上升，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。小区试验水稻叶片含氮量生育时期的差异：营养生长期：N素大部分在幼嫩器官中，茎叶中含氮量较高。生殖生长期：茎叶各部分的N素则向贮存器官转移。成熟期：作物体内70%左右的N转入并贮存在生殖器官或贮存器官中去。二、氮的营养作用蛋白质的重要组分

蛋白质中含16%～18%的氮。核酸的成分

核酸中含15%～16%的氮叶绿素的成分

叶绿素aC55H72O5N4Mg，叶绿素bC55H70O6N4Mg缺氮时抑制叶绿素的形成。多种酶的组分

没有酶植物体内的代谢很难进行。多种维生素和激素的成分，既可促进作物的生长发育，又能提高农产品的质量。旱田作物的主要吸收形态氨基酸酰胺尿素NO3--N：NH4+-N：作物从土壤中吸收的氮小分子有机N化合物水田作物的主要吸收形态三、作物对氮的吸收与利用

氮的吸收及同化酰胺的形成及意义酰胺的合成将植物体内多余的氮贮存起来酰胺的形成能消除因氨浓度过高而产生的毒害作用酰胺的形成有促进氮素在体内运转的作用

1、缺氮症状

缺氮时植株矮小；叶色变淡，呈浅绿或黄绿色，色泽均一；分蘖少，叶片直立，茎杆细瘦，根量少；缺氮先从老叶开始黄化，逐渐扩展到上部叶片缺氮使作物提早成熟，籽粒不饱满，产量、品质下降。四、氮素缺乏与过多症状缺氮引起老叶黄化失绿低高2、氮素过多的症状

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。消耗大量碳水化合物，影响作物品质。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13soil-N土壤-NFertilizer肥料NO3-,NH4+NSourceofplant植株氮素的来源AtmosphericN2大气N22............FixationofN2

bylegume豆科植物生物固氮主要氮肥种类铵态氮肥：液氨、氨水、硫酸铵、氯

化铵、碳酸氢铵硝态氮肥：硝酸铵、硝酸钾、硝酸钙酰铵态氮：尿素缓效氮肥：控释尿素、长效碳铵§3氮肥的种类、性质和施用一、铵态氮肥

凡氮肥中的氮素以NH4+或NH3形态存在的均属铵态氮肥。根据肥料中铵的结合稳定程度不同，又可分为:挥发性氮肥:液氨、氨水和碳酸氢铵。稳定性氮肥:硫酸铵和氯化铵等。

1、液氨将氨气压缩为液态直接用作肥料N%:82%NH4+能通过库仑力和静电引力吸附到土壤颗粒表面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pH值和较高的渗透压；施肥区域的微生物可能会被杀死。如果施肥点距离根系过近，可导致植株受损甚至被杀死优点最经济的氮源--是美国最常见的氮肥种类方便--可以在耕地的同时将肥料施入可以在秋季施，补苗或追肥也可以缺点必须耙入土壤，使之与土壤结合，表层15cm以下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2、氨水将NH3施压使之溶于水中含氮量16%易挥发碱性无色或浅黄色优点可以不必像施用液氨那样深不需要高压施用设备缺点易挥发性使之必须与土壤很好的融合以防止氨挥发损失如果没有靶入土壤，可导致全部的氨都损失掉3、碳酸氢铵（NH4HCO3）N含氮量为17％不稳定；易溶于水优点：可作基肥和追肥；在土壤中无残留；为植物提供CO2缺点：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4、硫铵(NH4)2SO4纯品为白色结晶，含少量杂质时呈微黄色氮21％，含硫24.1％易溶于水稳定遇碱性物质会引起氨的挥发损失生理酸性肥料

概

念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生理酸性肥料。如：NH4Cl,NH4SO4

和KCl由于作物选择性吸收所产生的碱性属于生理碱性，能产生生理碱性的肥料称为生理碱性肥料。如：Ca(NO3)2

和KNO3

硫铵的优缺点优点不易挥发，不必耙入土壤稳定，吸湿性小，易于操作适于pH较高的土壤或是喜酸的作物缺点比其他氮肥更容易导致土壤的酸性不适于pH较低的土壤施用量过多可以导致土壤板结氮含量低，运输费用高5、氯化铵NH4Cl纯品为白色结晶，含少量杂质时呈微黄色氮26％，含氯66％生理酸性肥料优点比硫铵的含氮量高对水稻比硫铵好可同时提供氮和氯，更适于椰树，油栗等硝化速率比其他氮肥慢缺点可使土壤变酸，对酸性土壤不利不能用作种肥氯含量高限制了它的应用铵态氮在土壤中的转化氨气124NH4+NH4+3铵态氮肥NH4+NO3-土壤胶粒Ca++Ca+++SO4

=

CaSO4Ca+++2Cl-

CaCl2(NH4)2SO4NH4Cl土壤板结Ca2+流失二、硝态氮肥

不宜做种肥，因为容易淋失有机肥铵态氮NH4+NO3-NH4+氮肥在水稻土中的转化土壤胶粒地下水反硝化N2、

N2O铵态氮NO3地下水氧化层还原层硝态氮犁底层

三、酰胺态氮肥-尿素〔CO(NH2)2〕，含N46%，化学合成的有机氮。白色颗粒，易溶于水，吸湿性小，物理性质好尿素中含有缩二脲，当含量超过2％就会抑制种子发芽，易烧种子和幼根施肥时注意与种子隔开0.5%的尿素溶液最易做叶面喷肥尿素CO(NH2)21(NH4)2CO32NO3NH4+NH4+3尿素在土壤中的转化示意图土壤胶粒淋失

四、缓（控）释氮肥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，又可最大限度地减少肥料损失。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合成有机长效氮肥包膜长效氮肥可控缓释肥料

水分通过膜孔

膜内养分溶解

养分通过膜孔释放

进入膜内§4氮肥的有效施用一、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量作为指导施肥的依据，避免过多施用氮肥带来的负效应；二、优化氮肥的施用方法根据作物营养特性科学施用氮肥

根据氮肥特性合理施用、分配氮肥

（如深施覆土是提高氮肥利用率）根据土壤特性合理施用氮肥元素间平衡，有机无机平衡可显著提高氮肥肥效

根据作物营养特性科学施用氮肥

叶菜类尤其是绿叶菜类、桑、茶、水稻、小麦、高粱、玉米等作物需氮较多，应多分配氮肥而大豆、花生等豆科作物可利用根瘤进行共生固氮，只需在生长初期施用少量氮肥甘薯、马铃薯、甜菜、甘蔗等淀粉和糖类作物只在生长初期需要充足的氮素同种作物的不同品种之间也存在类似的差异，耐肥品种一般产量较高，需氮量也较大；而耐瘠品种，需氮量较小，产量通常