植物的氮素营养与氮肥.doc

植物的氮素营养与氮肥

氮是植物的主要营养元素，是构成蛋白质的主要成分，对作物的产量和品质关系极大，而我国大部分地区缺氮，地球上的大部分氮素存在于岩石圈和大气圈中，在大气中惰性气体占78％，占地球总氮量的1.96％，地球表面每平方米上空有7550kg的N,但这些氮不能被植物利用，许多因素与氮的循环转化有关，其中有生理的、化学的、生物化学的，而且是许多过程伴随进行。
第一节氮的营养作用
一、作物体内氮的含量和分布
一般植物含氮量约占植物干重的0.3-5％，而含量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。
豆科作物含氮量比禾本科作物高。（丰富的蛋白质）
种子和叶片含氮量比茎杆和根部高（氮素主要存在于蛋白质和叶绿素中）。同一作物不同生育期含氮量也不相同，一般作物吸收高峰在营养生长旺盛期和开化期，以后迅速下降，直到收获，到成熟期作物体内氮从茎叶转向种子或果实。
二、氮的营养功能
1、蛋白质的重要组分：
蛋白态氮通常可占植株全氮的80－85％。蛋白质中平均含氮16－18％，体内细胞的增长和新细胞的形成都必须有蛋白质，否则受到抑制，生长发育缓慢或停滞。氮是一切有机体不可缺少的元素，所以它被称为“生命元素”。
2、核酸和核蛋白质的成分
核酸也是植物生长发育和生命活动的基础物质，RNA，DNA，核酸中含氮15－16％，核酸态氮占植株全氮的10％左右。
3、叶绿素的组成元素
绿色植物赖于叶绿素进行光合作用，据测定，叶绿体约占叶片干重的20－30％，而叶绿体中约含蛋白质45－60％。
4、许多酶的组分
酶本身就是蛋白质，是植物体内生化作用和代谢过程中的生物催化剂。
此外，氮素还是一些维生素（B1B2B6PP等）的组分，生物碱和激素也都含有氮。
三、植物对氮的吸收与利用
植物吸收的氮主要是无机态氮，即NH4+和NO3-，此外也可吸收某些可溶性的某些有机氮化物，尿素、氨基酸、酰胺等。但数量有限，低浓度的亚硝酸盐也能被植物吸收。
（一）、硝酸盐的吸收与利用
旱地作物以吸收NO3－为主，即使施用铵态氮，氮易被硝化，NO3－吸收速率很快，是主动吸收。植物体内吸收的NO3－须还原为铵才能合成氨基酸，这需有硝酸还原酶。
NO3－＋NADPH硝酸还原酶NO2－＋NADP
Mo
NO2－＋NADPH亚硝酸还原酶NH2OH＋NADP
Fe、Cu
NH2OH＋NADPH羟胺还原酶NH4＋＋NADP
Mn、Mg
从上述反应看出，在硝酸还原过程中，需要钼、锰、铁等元素，在缺少这些元素地区，植物体内硝酸盐大量积累，对植物本身无毒害，但饲料、蔬菜等作物中硝酸盐含量过多，则对家禽和人类有害。
（二）、氨的吸收与利用
铵态氮是以NH4＋还是NH3形态被吸收目前还不清楚，Epstein（1972）认为NH4＋-N吸收的机理与K+相似，两者有相同的吸收载体，因而NH4＋与K＋出现竞争效应，Dejaere和Neirenckx（1978）认为，NH4＋-N是与H+进行交换而被吸收，所以介质会变酸，Heber(1974)认为是以NH3形式被吸收的，NH3进入植物体内比电中性分子（水分子除外）要快1000倍。
植物根部吸收铵态氮后，在体内就被同化，产生各种酮酸，首先形成谷氨酸和天门冬氨酸，谷氨酸通过转氨基作用可形成17中不同氨基酸，谷氨酸与天门冬氨酸可与NH3形成谷氨酰胺和天门冬酰胺，它们是植物体内氨的一种贮存形式，它可解除游离氨的毒害，
高等植物中氮的输送：
CO2＋H2O-----------------------------糖
NO3----NH4+----叶子------氨基酸-----蛋白质

NO3-NH4+氨基酸糖类氨基酸
木质部韧皮部

NO3-----NH4+------------氨基酸----------蛋白质
根系

NO3-NH4+氨基酸
自由空间和土壤溶液中

（三）、尿素和其它有机氮化物的吸收和利用
1、尿素：植物根系能吸收简单的有机态氮如尿素等，但吸收首先分解产生NH3才能被植物利用，它作根外追肥较其它形态的氮效果好，因为，尿素分子体积小，易透入细胞，而且它不易烧伤茎叶。
2、氨基态氮：以无菌培养和示踪元素法试验证明，氨基酸和酰胺对水稻幼苗生长的效果可分为四类：
第一类效果超过硫铵的：杆氨酸、天门冬氨酸，丙氨酸、
丝氨酸、组氨酸；
第二类效果不及硫铵但较尿素好：天门冬氨酸、谷氨酸、
赖氨酸、精氨酸；
第三类效果较硫铵和尿素差，但有一定效果：脯氨酸、颉
氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸；
第四类有抑制作用的；蛋氨酸
四、铵态氮和硝态氮的营养特点
铵态氮是还原态的，在铵营养条件下，植物细胞的还原能力较强，形成还原性有机物多。
硝态氮是氧化态的，在硝酸盐营养条件下，细胞液的氧化势占优势，有利形成氧化性有机物，使植物体内有机酸含量增加，
烟草：硝态氮能增强烟叶的燃烧性，而