氮是植物必需营养元素,氮肥是农业生产上施用最多的化学肥料,要合理施用氮肥,必须了解 作物的氮素营养功能及各种氮肥 的性质及合理施用方法。
第一节 作物的氮素营养
一、氮的含量和分布
♣ 除C H O外,N是作物体内含量最多的元素,在作物体内的总含量为0.3%-5%。
♣同一作物:幼嫩器官及种子含量高; 叶子高于茎、杆、根。
♣不同作物:豆科植物高于非豆科植物。玉米>小麦> 水稻
二、氮的生理功能
1、氮是蛋白质和核酸的成分
♫ 氮构成氨基酸,氨基酸构成蛋白质,蛋白质含氮16%-18%。
♫ 氮是含氮碱基的组分,碱基、戊 糖又是核酸成分。
♫ 核酸与蛋白质的结合组成核蛋白,是一切作物生命活动和遗传变异的基础。
2、叶绿素的重要组分
叶绿体是制造碳水化合物的工厂,叶绿素是机器,而叶绿素a和叶绿素b都含氮。
叶绿素a C55H72O5N4Mg 叶绿素b C5 H70O6N4Mg
所以,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
♣酶是具有催化功能的蛋白质,作 物体内各种代谢反应需酶参与。
♣酶是由蛋白质构成,蛋白质含氮。
♣许多维生素也含氮,B1 、B2、 B3、 B6等是辅酶的成分。
缺氮后作物体内的代谢受影响
三、作物对氮的吸收利用
(一)吸收形态:
♣大气中含氮(N2)80%。但除豆科植物外,一般植物不能吸收利用。
♣ 根系吸收的主要是NH4+和NO3- 。
1、氨基化作用:
氨与酮酸形成相应的氨基酸
a-酮戊二酸+NH3 谷氨酸
2、转氨基作用:
一种酮酸接受的NH3转移给另一种酮
酸形成相应的氨基酸
谷氨酸+草酰乙酸a-酮戊二酸+天冬氨酸
(三)NO3- 的吸收利用
♦ NO3- 是逆电化学梯度吸收、耗能,是主动吸收。
♦ 还原后方可利用:
硝酸还原E
NO3- +NADPH NO2- +NADP
Mo
NO2-- +NADPH NH4+ +NADP
Fe Cu
NO3- 还原是在一系列酶促作用下完成,需辅酶П作为电子供体,需金属元素参与,这些元素的缺乏, NO3-易积累,光照、温度也影响 NO3-还原。
NO3-还原成NH4+后,同化过程与原吸收的NH4+相同。
四、作物氮素缺乏与过多症状
(一)缺氮症状
1、植株矮小、生长缓慢
2、叶绿素含量低、叶片变黄
3、老叶先黄
(二)氮素过量危害
1、降低植物体内糖分含量、作物抗性差;
2、机械组织发育差,易倒伏;
3、引起作物徒长、晚熟。
第二节 氮肥的种类、性质和施用
♣ 人类施用 NH4+-N肥的时间为1913年,之前使用智利硝石
♣ 中国1935年有化肥工业。
♣ 氨的合成:
高压 催化剂
N2 + 3H2 2NH3
420-450°c
♣ 氮肥的生产:
一、铵态氮肥:氯化铵 硫酸铵 碳酸氢铵 液氨
(一)铵态氮肥共性
1、 NH4+可被胶体吸附,可作基肥;
2、易溶速效,可作追肥;
3、不能与碱性物质混合施用;
4、水田施到还原层;
5、氨浓度高时,易损害作物、种子 ,一次用量不能太大。
(二)液氨(NH3):合成氨直接加压而成
1、性质
含氮82%、密度0.617、沸点-33°C、有大的挥发性、腐蚀性。
2、在土壤中转化
很快转成NH4OH,和土壤反应,局部氨浓度升高、pH升高。
3、施用
能耐20个大气压的容器和机械,施入15CM以下土层中,秋施基肥为好。
(三)碳酸氢铵(NH4HCO3 )
氨水吸收二氧化碳制成
1、性质:
含氮17%;白色粉末;
化学碱性: pH 8.2-4.4;
含水量 5%-6.5%,易结块;
易自行分解、挥发,称为“气肥”。
NH4HCO3 CO2+H2O+NH3
2、在土壤中转化
NH4HCO3 NH4++HCO3-
♦ NH4+被土壤作物吸收, HCO3-转化
成CO2 和H2O,无副成分残留。
♦ 短期内可使pH值上升,随后逐渐恢复
3、施用
(1)深施覆土;
(2)作基肥、追肥,不作种肥;
(3)不能与碱性物质混施;
(4)水田深施;
(5)砂性土上少量多次施用。
(四)硫酸铵(NH4)2SO4
合成氨用硫酸吸收制成(肥田粉)
1、性质:
♣含氮20 % -21 %,称标准氮肥
♣无色结晶, 易溶、速效,生理酸性
♣物理性状好,不吸湿,不结块
2、在土壤中转化
中性、石灰土: NH4
SCa +(NH4)2SO4 NH4S + CaSO4
酸性土 : NH4
S H +(NH4)2SO4 NH4S + H2SO4
H
3、施用:
(1)可作基肥、追肥、种肥;
(2)水田最好不用:
H
SO42- H2S
(3)石灰性土壤深施;
(4)喜硫作物优选 ;
如:马铃薯、十字花科植物。
(五)氯化铵(NH4Cl ):
制造碳酸氢钠的副产品
1、性质:
♣ 含氮24%-25%
♣ 白色结晶,易溶、速效
♣ 吸湿性稍大,生理酸性肥
2、在土壤中转化:
3、施用:
(1)可作基肥、追肥;
(2)水田施用优于硫酸铵;
(3)忌氯作物尽量不施;
(4)对土壤的酸化能力强于硫 铵,注意配施石灰;
(5)盐碱地上一般不用。
二、硝态氮肥 : 硝酸铵、硝酸钠
(一)共性
1、易溶于水,是速效性养分
2、易流失、不被胶体吸附、只作追肥
3、吸湿性强、易结块
4、水田及旱田缺氧条件易反硝化脱氮
5、受热时分解放氧,助燃易爆
(二)硝酸铵(NH4NO3 ) 用硝酸中和氨制得
1、性质:
含氮33%-35%,硝态氮和铵态氮各占一半
易溶、速效,生理中性肥料
易吸潮结块,制造时在颗粒表面涂有疏水物质
2、在土壤中转化:
3、施用:
一般作为追肥施用,且用于旱田。
烟草上优先使用。
施用结块的硝酸铵不能猛砸
(四)硝酸钠(NaNO3 ): 天然矿石或生产硝酸的副产品
1、性质:
含氮14%-15%、易吸湿结块
2、在土壤中转化:
♣ NaNO3 Na+ + NO3-
♣ 硝酸根被作物吸收后,钠离子残留于土壤中,显碱性。生理碱性肥料。
3、施用:
♦ 作旱田追肥;
♦ 喜钠植物(甜菜、萝卜、菠菜)首选;
♦ 盐碱地上尽量不用。
三、酰胺态氮肥 尿素 CO(NH2)2
1、性质:
含氮46%,是固体氮肥中含氮最高的一种;
易溶、结晶、半速效;
含缩二脲2%以下,该物质造粒时形成:
是作物生长的紊乱剂,含量高时不能使用。
2、在土壤中的转化
(1)吸附
(2)水解:在真菌,放线菌分泌的脲酶作用下进行
尿素的水解在不同土温下所需时间:
3、施用
(1)适合于各种作物和各种土壤;
(2)作追肥应提前4-5天,施后不要立即灌水;
(3)作种肥,每亩用量小于5公斤,种与肥分离;
(4)很适合作根外追肥,浓度0.2%-2%。
尿素很适合作根外追肥的原因:
a 分子小,易扩散进入质膜;
b 中性有机物,电离度小,不伤害作物茎叶;
c 易溶于水,吸湿性强,易保持叶片湿润被吸收;
d 吸收速率高,转化快。
第三节 氮肥的合理施用及分配
施入土壤中的氮当季利用率
水田:35%-60%
旱田:40%-75%
肥料利用率:
当季作物对肥料中的养分吸收量占施入量的百分数。
氮肥损失途径:
♣ 铵态氮挥发
♣ 硝态氮流失
♣ 尿素流失
♣硝态氮反硝化
一、氮肥深施
二、配合施用氮肥增效剂
CP : 2−氯−6(三氯甲基)吡啶
效果:提高氮肥利用率5%-10%
时间:30-40天
用量:纯氮用量的2%
作物:豆科作物上少用或不用
三、制成长效氮肥
速效氮肥:
前劲猛、中劲弱、无后劲
长效氮肥:
前劲缓、中劲稳、后劲长
A 尿素甲醛
B 包膜肥料
在速效氮肥外层包上一层半透性物质,让养分缓慢释放,外衣成分是树脂、沥青、硫磺、石蜡……
现生产上已有硫衣尿素、涂层尿素、包被碳铵、缓释肥、控释肥、 ……
C 氢醌尿素
♣ 尿素生产中加入脲酶抑制剂-氢醌
♣ 机理:延长尿素在土壤中的转化时间。
♣ 加入量:0.1% - 0.3%
♣ 效果:肥效长达40-60天
D 缓效碳铵
♣ 70%碳铵+30%浮石粉
♣ 机理:利用浮石的物理吸附作用减少氨挥发
♣ 效果:与等质量的纯碳铵相当,节省30%。
四、氮肥的合理分配
1、土壤条件:
盐碱地上施用酸性或生理酸性肥料;
酸性土壤上施用碱性或生理碱性肥料;
地力高少施,地力差多施,均衡增产。
2、作物条件:
◙ 豆科作物含氮高,能固氮,可少施氮肥;
◙ 禾本科植物多施。
◙ 喜硫作物分配硫酸铵;水田分配氯化铵
◙ 作物的临界期和最大效率期优先分配
3、肥料特性:
硝态氮肥分配在旱田施用
不易流失的肥料作基肥
水田施用铵态氮肥
五、氮肥与其他肥料配合
1、作物吸收N:P2O5:K2O需要有一定比例,氮肥需配合磷钾肥施用
2、氮肥对土壤结构有不良作用,应配合施用有机肥
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