铵态氮和硝态氮的营养特点课件.ppt

1、作物的氮素营养作物的氮素营养学习目标学习目标1.掌握作物体内氮素的含量。2.掌握作物氮的营养特点。3.掌握氮素的吸收。1.质量分数质量分数一般植物含氮量约占植物体干物重的一般植物含氮量约占植物体干物重的0.3%-5%，而含量的多少与，而含量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。植物种类、器官、发育阶段有关。含氮量多的是豆科作物，例如大豆茎秆含氮嚣是2.49；非豆科作物一般含氮量较少，例如禾本科作物一般干物质含氮量在1左右。作物的幼嫩器官和成熟的种子含蛋白质多，含氮也多，而茎秆特别是衰老的茎秆含蛋白质少，含氮量也少，例如小麦的籽粒含氮量为2025，而茎秆含氮05左右种类：大豆种类：大豆玉米玉米小

2、麦小麦水稻；高产品种水稻；高产品种低产品种低产品种器官：叶片器官：叶片子粒子粒 茎秆茎秆苞叶苞叶发育：同一作物的不同生育时期，含氮量也不相同。发育：同一作物的不同生育时期，含氮量也不相同。注意：作物体内氮素的含量和分布，明显受施氮水平和施氮时注意：作物体内氮素的含量和分布，明显受施氮水平和施氮时期的影响。通常是营养器官的含量变化大，生殖器官则变动小，但生期的影响。通常是营养器官的含量变化大，生殖器官则变动小，但生长后期施用氮肥，则表现为生殖器官中的含氮量明显上升。长后期施用氮肥，则表现为生殖器官中的含氮量明显上升。一、植物体内氮的质量分数和分布一、植物体内氮的质量分数和分布组织：组织：幼嫩组织

3、幼嫩组织成熟组织成熟组织衰老组织，衰老组织， 生长点生长点非生长点非生长点生长时期：生长时期：苗期苗期旺长期旺长期成熟期成熟期衰老期，衰老期， 营养生长期营养生长期生殖生长期生殖生长期2. 分布：分布：幼嫩组织幼嫩组织成熟组织成熟组织衰老组织，衰老组织，生长点生长点非生长点非生长点二、植物体内含氮化合物的种类二、植物体内含氮化合物的种类 （氮的生理功能）（氮的生理功能）1. 氮是蛋白质的重要成分氮是蛋白质的重要成分（含氮（含氮1618）2. 氮是核酸的成分（含氮约氮是核酸的成分（含氮约7）3. 氮是叶绿素的成分氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质（叶绿体含蛋白质4560）4. 氮是酶的成分（酶本身

4、是蛋白质）氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）5. 氮是多种维生素、植物激素、生物碱等的成分氮是多种维生素、植物激素、生物碱等的成分（维生素（维生素B1、B2、B6、IAA、CK ）供氮对马铃薯伤流液中细胞分裂素含量的影响供氮对马铃薯伤流液中细胞分裂素含量的影响细胞分裂素含量（细胞分裂素含量（mol）连续供氮连续供氮 连续不供氮连续不供氮天天0 196 1963 420 266 561 17三、植物对氮的吸收与同化三、植物对氮的吸收与同化吸收的形态吸收的形态无机态：无机态：NH4+N、NO3-N（主要）主要）有机态：有机态：NH2 N、氨基酸、氨基酸、 （少量）（少量） 核酸等核酸等（一）植物对硝态

5、氮的吸收与同化一）植物对硝态氮的吸收与同化1. 吸收：吸收：植物主动吸收植物主动吸收NO3-N 植物吸收氮素的形态主要是无机态氮，即铵态氮和硝态氮。有时小分子的有机态氮如蛋白质、氨基酸和酰胺态氮等也能被植物吸收利用。 植物吸收的氮素主要是铵态氮和硝态氮。在旱地农植物吸收的氮素主要是铵态氮和硝态氮。在旱地农田中，硝态氮是作物的主要氮源。由与土壤中的铵态田中，硝态氮是作物的主要氮源。由与土壤中的铵态氮通过硝化作用可转变为硝态氮。所以，作物吸收的氮通过硝化作用可转变为硝态氮。所以，作物吸收的硝态氮多于铵态氮。硝态氮多于铵态氮。 NO3-N的吸收的吸收 逆电化学势梯度的主动吸收；逆电化学势梯度的主动吸

6、收；介质介质pH显著影响植物对的吸收。显著影响植物对的吸收。 pH值升高的吸收减少；值升高的吸收减少；进入植物体后，大部分在根系中同化为氨基酸、蛋白质，也可直接进入植物体后，大部分在根系中同化为氨基酸、蛋白质，也可直接通过木质部运往地上部；通过木质部运往地上部；硝酸根在液泡中积累对离子平衡和渗透调节作用具有重要意义。硝酸根在液泡中积累对离子平衡和渗透调节作用具有重要意义。硝酸还原成氨是由两种独立的酶硝酸还原成氨是由两种独立的酶分别进行催化的。硝酸还原酶可使分别进行催化的。硝酸还原酶可使硝酸硝酸盐盐还原成还原成亚硝酸盐亚硝酸盐，而亚硝酸还原酶可，而亚硝酸还原酶可使亚硝酸盐还原成使亚硝酸盐还原成氨

7、氨。2.NO3-N的同化的同化NO2_NO3_NH31.硝酸盐供应水平硝酸盐供应水平 当硝酸盐数量少时，主要在根中还原;2.植物种类植物种类 木本植物还原能力一年生草本一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原强度顺序为：油菜大麦向日葵玉米苍耳3.温度温度 温度升高，酶的活性也高，所以也可提高根中还原NO3-N 的比例。大多数植物的根和地上部都能进行大多数植物的根和地上部都能进行NO3-N的还的还原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：原作用，但各部分还原的比例取决于不同的因素：4.植物的苗龄植物的苗龄 在根中还原的比例随苗龄的增加而提高；5.陪伴离子陪伴离子 K+能促进NO3-向地上部转移

8、，所以钾充足时，在根中还原的比例下降；而Ca2+和Na+为陪伴离子时则相反；6.光照光照 在绿色叶片中，光合强度与NO3-还原之间存在着密切的相关性。考虑以上因素可采取相应措施降低温室或塑料大棚考虑以上因素可采取相应措施降低温室或塑料大棚中的蔬菜体内的硝酸盐含量。中的蔬菜体内的硝酸盐含量。表表 我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准我国蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准（沈明珠，（沈明珠，1982）级别级别 硝酸盐含量硝酸盐含量 污染程度污染程度 参考卫生参考卫生性 (mg/kg鲜重) 1 432 432 轻度轻度 允许生食允许生食 2 785 2 785 中度中度 允许盐渍允许盐渍, ,熟食熟食

9、 3 1440 3 1440 高度高度 允许熟食允许熟食 4 3100 4 3100 严重严重 不允许食用不允许食用因此，降低植物体内硝酸盐含量的有效措施：选用优良因此，降低植物体内硝酸盐含量的有效措施：选用优良品种、控施氮肥、增施钾肥、增加采前光照、改善微量品种、控施氮肥、增施钾肥、增加采前光照、改善微量元素供应等。元素供应等。（二）植物对铵态氮的吸收与同化二）植物对铵态氮的吸收与同化1. 吸收吸收机理：机理： 被动渗透被动渗透 (Epstein,1972) 接触脱质子接触脱质子 (Mengel,1982)ATPaseNH4+H+ 膜外膜外 膜膜 膜内膜内NH4+H+NH3质膜上质膜上NH4

10、+脱质子作用的示意图脱质子作用的示意图外界溶液外界溶液NH3质膜质膜细胞质细胞质NH4+H+酮戊二酸氨谷氨酸各种新的氨基酸酮酸酰胺氨还原性胺化作用转氨基作用2.NH4-N的同化的同化3. 酰胺形成的意义酰胺形成的意义（谷氨酰胺、天门冬酰胺）（谷氨酰胺、天门冬酰胺）贮存氨基贮存氨基解除氨毒解除氨毒（三）植物对有机氮的吸收与同化三）植物对有机氮的吸收与同化1. 尿素（酰胺态氮）尿素（酰胺态氮） 吸收：吸收：根、叶均能直接吸收根、叶均能直接吸收同化：同化：脲酶途径：尿素脲酶途径：尿素 NH3 氨基酸氨基酸 脲酶脲酶非脲酶途径：直接同化非脲酶途径：直接同化 尿素尿素 氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 瓜氨酸瓜氨酸

11、 精氨酸精氨酸 尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受 害症状害症状2. 氨基态氮：氨基态氮：可直接吸收，效果因种类而异可直接吸收，效果因种类而异四、铵态氮和硝态氮的营养特点四、铵态氮和硝态氮的营养特点（一）（一）铵态氮和硝态氮的营养特点铵态氮和硝态氮的营养特点喜铵植物：喜铵植物： 水稻、甘薯、马铃薯水稻、甘薯、马铃薯兼性喜硝植物：兼性喜硝植物：小麦、玉米、棉花等小麦、玉米、棉花等喜硝植物：喜硝植物： 大部分蔬菜，如黄瓜、大部分蔬菜，如黄瓜、 番茄、莴苣等番茄、莴苣等专性喜硝植物：专性喜硝植物：甜菜甜菜NO3-N是阴离子，为氧化态的氮源

12、，是阴离子，为氧化态的氮源， NH4+-N是阳离子，为还原态的氮源。是阳离子，为还原态的氮源。 NONO3 3- -N-N和和 NHNH4 4+ +-N-N营养作用的比较营养作用的比较不能简单的评判哪种形态好不能简单的评判哪种形态好或是不好，因为肥效高低与各种或是不好，因为肥效高低与各种影响吸收和利用的因素有关。影响吸收和利用的因素有关。水稻根部呼吸作用水稻根部呼吸作用中末端氧化酶前期中末端氧化酶前期以细胞色素氧化酶以细胞色素氧化酶（对氧亲和力高）（对氧亲和力高）为主，吸收为主，吸收NH4+-N较多；后期黄酶占较多；后期黄酶占优势，吸收优势，吸收NO3-N较多。较多。前期施用前期施用后期施用后

13、期施用水稻产量水稻产量NH4+-NNH4+-N一般一般2NO3-NNO3-N一般一般3NH4+-NNO3-N最高最高NO3-NNH4+-N最低最低不同阶段不同阶段NH4+-N或或NO3- 对水稻产量的影响对水稻产量的影响作物生长期不同，对氮肥形态的喜好不同。作物生长期不同，对氮肥形态的喜好不同。（二）原因（二）原因1. 植物的遗传特性植物的遗传特性2. 环境因素环境因素介质反应：酸性：有利于硝的吸收介质反应：酸性：有利于硝的吸收 中性至微碱性：有利于铵的吸收中性至微碱性：有利于铵的吸收陪伴离子、介质通气状况、土壤水分状况陪伴离子、介质通气状况、土壤水分状况结论：只要在环境中为铵态氮和硝态氮创造

14、出各自所需要的结论：只要在环境中为铵态氮和硝态氮创造出各自所需要的最适条件，它们在生理上是具有同等价值。最适条件，它们在生理上是具有同等价值。五、植物氮素营养失调症状及其丰缺指标五、植物氮素营养失调症状及其丰缺指标 氮素在植物体内容易移动，当氮素供应不足时，植株下部叶片中的蛋白质等含氮化合物分解，释放出速效氮素供给上部叶片生长的需要，这种现象叫做氮素再利用。因此作物缺乏氮素首先从下部叶片开始均匀黄化。1. 氮缺乏：氮缺乏：首先在下部老叶出现症状首先在下部老叶出现症状植株矮小，瘦弱，分蘖或分枝少；植株矮小，瘦弱，分蘖或分枝少；叶片转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色；茎叶基部或呈叶片转为淡绿色、浅黄色、

15、乃至黄色；茎叶基部或呈紫红色；紫红色；早衰，产品品质差。早衰，产品品质差。2. 氮过量：氮过量：植株徒长，贪青迟熟；蔬菜硝酸盐含量增加植株徒长，贪青迟熟；蔬菜硝酸盐含量增加禾本科作物禾本科作物缺氮的症状缺氮的症状大麦大麦玉米玉米小麦小麦燕麦燕麦NNNN不同时期和部位的缺氮症状苗期缺氮苗期缺氮老叶缺氮老叶缺氮绿色绿色V字症字症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蔬菜硝酸盐累积蔬菜硝酸盐累积植物和水植物和水中的中的NO3-胃肠道中的胃肠道中的NO2-+蛋白降蛋白降解的胺类物质解的胺类物质植物酶植物酶硝酸细菌硝酸细菌亚硝胺亚硝胺NN =OR1R2大气大气N2土壤土

16、壤NO3-含氮含氮化肥化肥 蔬菜硝酸盐国标（蔬菜硝酸盐国标（2001.10.1执行执行）叶菜类叶菜类 3000 mg kg-1根菜类根菜类 1200 mg kg-1瓜果类瓜果类 600 mg kg-1NO2- 4 mg/kgFAO/WHO日允许摄入量日允许摄入量 NO3- ：3.6mg/kg体重体重 NO2- ：0.13 mg/kg体重体重 蔬菜可食部分硝酸盐含量的食用卫生分级蔬菜可食部分硝酸盐含量的食用卫生分级级别级别一级一级二级二级三级三级四级四级累积程度累积程度 轻轻中中重重严重严重NO3-（ mg/kg）43278514403100卫生性卫生性生食生食允许允许生食生食不宜不宜盐渍允许盐

17、渍允许熟食允许熟食允许生食不宜生食不宜盐渍允许盐渍允许熟食允许熟食允许生食不宜生食不宜盐渍允许盐渍允许熟食允许熟食允许影响蔬菜硝酸盐含量的因素影响蔬菜硝酸盐含量的因素植物因素植物因素: 种类、品种、部位种类、品种、部位肥料因素肥料因素: 种类、用量、时间种类、用量、时间气候因素气候因素: 温度、光照温度、光照收获因素收获因素: 施肥后安全期、一天内时间施肥后安全期、一天内时间课后练习课后练习一.填空题1.一般作物含氮量约为作物干物质重的 。2.植物吸收氮素的形态主要是 ，即 和 。二.简答题作物氮的营养特点是什么？0.35无机态氮铵态氮硝态氮答：(1)氮是蛋白质和核酸的成分 (2)氮是叶绿素的重要成分 (3)氮是许多酶和多种维生素的成分课后作业 2、植物体内氮的生理作用有哪些？（1）、氮是蛋白质的重要成分）、氮是蛋白质的重要成分（含氮（含氮1618）（2）、氮是核酸的成分（含氮约）、氮是核酸的成分（含氮约7）（3）、氮是叶绿素的成分）、氮是叶绿素的成分 （叶绿体含蛋白质（叶绿体含蛋白质4560）（4）、）、 氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）氮是酶的成分（酶本身是蛋白质）（5）、氮是多种维生素、植物激素、生物碱等的成分）、氮是多种维生素、植物激素、生物碱等的成分（维生素（维生素B1、B2、B6、IAA、CK ）