《氮素营养与氮肥》PPT课件

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1、氮素营养与氮肥第五章第一节植物的氮素营养一、植物体内氮的含量和分布在所有必需营养元素中，氮是限制植物生长和形成产量的首要因素，对产品品质也有多方面影响。一般植物含氮量约占作物体干重的0.3-5%，而含量的多少与作物种类、器官、发育阶段有关。二、氮的营养作用氮是植物体内许多重要有机化合物的组分，例如蛋白质、核酸、叶绿素、酶、维生素、生物碱和一些激素等，这些物质涉及遗传信息传递、细胞器建成、光合作用、呼吸作用等几乎所有的生化反应。在细胞内硝酸盐具有渗透调节作用。硝酸盐还可能具有信号作用。三、氮的吸收土壤中可被植物吸收利用的氮素主要是铵态氮和硝态氮。某些可溶性的有机含氮化合物，如氨基酸、酰胺和尿素

2、，也能被植物直接吸收。1.NO3-的吸收植物根细胞吸收NO3-是逆电化学势梯度进行的，首先需要由细胞膜上的质子泵(H+-ATP酶)水解ATP，并向膜外释放H+，使膜电化学势下降，产生驱动力，最后由硝酸盐转运蛋白（载体）2H+:1NO3-共运的方式，将NO3-运入细胞膜内。是一个主动吸收过程2.NH4+的吸收植物可能以两种方式吸收NH4+。一是NH4+在质膜上发生脱质子作用以NH3的形态跨膜运输；二是植物根细胞质膜上有多种NH4+转运蛋白，通过主动运输方向将NH4+运入细胞内。NH4+的吸收伴随H+向膜外的释放，从而导致根际H+浓度的升高（根际酸化）。NH4+吸收的这一特点非常重要，因为根际酸

3、化对其它难溶性养分的有效性有很大影响。四、氮的同化与NO3-的还原NO3-＋8H+＋8ｅ→NH3+2H2O+OH-氮的同化包括由NO3-还原为氨，再同化为氨基酸的过程。NO3-进入植物体后，多数情况下以NO3-的形式直接通过木质部运往地上部，其余一部分在根系中同化为氨基酸、蛋白质，或在根细胞的液泡中贮存起来。硝酸还原酶硝酸还原酶是一种黄素蛋白酶，含两个相同的亚基，每个亚基由黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、细胞色素557(Cytc)和钼辅基(Mocofactor)三部分组成。在还原过程中，由NAD(P)H作为电子供体，经过一系列电子传递，最后由钼辅基将电子转移给硝酸根，使它还原为亚硝酸根。亚硝酸

4、还原酶亚硝酸还原酶是一种含血红素(Siroheme)和一个4Fe-4S中心的单体酶（图）。它以还原态的铁氧还蛋白作为电子供体，转移给亚硝酸，使亚硝酸根还原为氨。硝酸还原酶亚硝酸还原酶五、NO3-和NH4+营养作用的比较从生理的角度看，NO3-和NH4+都是良好的氮源，但在水培条件下，单纯供应铵态氮抑制植物生长，这是由于根际酸化所造成的。田间条件下，有些在硝态氮下生长较好(喜硝性)，另外一些则在铵态氮下生长较好(喜铵性)。这在一定程度上与作物进化过程中对土壤生态条件的适应性有关。作物对氮肥的喜好水稻是典型喜铵的作物，施用铵态氮肥的效果比硝态氮肥好。而大多数旱地作物则表现喜硝性。不同形态氮肥对玉

5、米和水稻幼苗生长的影响（15天）以NaNO3为氮源以(NH4)2SO4为氮源干重原来pH值最终pH值干重原来pH值最终pH值玉 米0.415.26.80.275.14.0水 稻0.135.26.00.315.12.9很多研究表明，当两种氮源以适当比例同时存在时，作物生长状况会明显改善。这在小麦、玉米、水稻等作物上都有相同的结果。不过在土壤中很难实现这一点。NO3-吸收与还原的调节1、硝酸盐对NR的诱导作用2、光照对NR活性的影响3、不同叶龄叶片中NR的活性4、植物体内氨基酸、铵离子对NO3-吸收的调节七、植物缺氮症状缺氮后蛋白质合成受阻，细胞分裂活性下降。叶绿素含量下降后出现叶片黄化，光合

6、强度减弱，光合产物减少。氮在植物体内的再移动能力能强。缺氮情况下，老叶中的蛋白质、核酸、叶绿素等分解为小分子氮化合物(如氨基酸或酰胺等)，然后转运到新生器官被再利用，以满足这些器官的正常代谢。1、营养生长期缺氮轻微缺氮时，植株呈浅绿色。严重缺氮时，下部老叶显著黄化并衰老加快。进而导致植物生长发育缓慢，植株矮小细弱。严重缺氮甚至出现生长停滞，不能抽穗开花。2、生殖生长期缺氮缺氮导致繁殖器官（如幼穗、花）分化受阻。繁殖器官变小或变少。3、籽粒建成或果实形成期缺氮器官提前衰老，叶片氮输出过早，光合产物供应不足，籽粒或果实中中细胞分化受阻，果实变小。谷物的败育籽粒数增加，籽粒结实率下降，产量明显降低

7、。收获产品中的蛋白质、维生素和必需氨基酸的含量也相应地减少。八、供氮过多的危害超量供应氮素常使细胞增长过大，细胞壁薄，细胞多汁，导致作物易受各种病害侵袭。如果造成群体过大，受光条件恶化，则植株高度增加过快，下部节间过细，易造成倒伏。过量氮素的同化过程要消耗大量碳水化合物，从而使植株碳氮代谢失调，导致甜菜块根的产糖率下降，园艺作物果实的含糖量降低，麻类作物纤维产量下降。过多氮素还打破营养生长与生殖生长的平衡，使