范文一:大量元素氮对作物的作用和含氮化肥
氮的元素符号是N,是第一个植物必需大量元素。氮对植物生长是生死攸关的。氮是蛋白质、叶绿素、核酸、酶、生物激素等重要生命物质的组成部分,是植物结构组分元素。
一、植物对氮的吸收和转运
植物根系可以吸收铵态氮和硝态氮。作物种类不同,吸收铵态氮和硝态氮的比例不同。水稻以吸收铵态氮为主。在温暖、湿润、通气良好的土壤上,旱地作物主要吸收硝态氮。旱地作物在幼苗期大多吸收铵态氮,而主要生育期以吸收硝态氮为主。但在温度过高过低、土壤湿度过大过小、通气不良、使用硝化抑制剂阻断铵态氮转化为硝态氮的情况下,旱地作物被迫吸收利用铵态氮。
植物吸收硝酸盐为主动吸收,受载体作用的控制,要有H+泵ATP酶参与。铵态氮的吸收机制还不太清楚。根系吸收的氮通过蒸腾作用由木质部输送到地上部器官。植物吸收的铵态氮绝大部分在根系中同化为氨基酸,并以氨基酸、酰胺形式向上运输。植物吸收的硝态氮以硝酸根形式、或在根系中同化为氨基酸再向上运输。韧皮部运输的含氮化合物主要是氨基酸。
植物吸收的硝酸盐在植物根或叶细胞中利用光合作用提供的能量或利用糖酵解和三羧酸循环过程提供的能量还原为亚硝态氮,继而还原为氨,这一过程称为硝酸盐还原作用。氨在植株体内参与各种代谢物质的生成。
二、氮在植物体内的转化 硝态氮进入植物体后形成氨基酸。氨基酸构成蛋白质。蛋白质是构成细胞原生质的重要成分。在氨同化作用过程中,氨与谷氨酸、天冬氨酸等各种有机化合物相结合,产物为谷氨酰胺、天冬酰胺等。谷氨酰胺和天冬酰胺在氨基酸合成过程中提供氨基,与α-酮酸等底物生成100多种氨基酸,其中有20种氨基酸用来合成蛋白质。
甘氨酸和谷氨酸这两种氨基酸参与生成另一种重要生命物质,遗传基因,即核糖核酸和脱氧核糖核酸。二氧化碳、氨、氨基酸,有时还有甲酸盐生成氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶)。氮碱基与核糖相连,称为核苷。核苷与磷酸连接成核苷酸。核苷酸组成核酸,是生物遗传信息的主要储存库。脱氧核糖核酸将植物遗传信息转录到核糖核酸,核糖核酸将信息翻译为多肽的氨基酸顺序,形成蛋白质。
氮还参与合成叶绿素,植物的绿色就是叶绿素的颜色。先由L-谷氨酸形成δ-氨基-γ-酮戊二酸,再生成胆色素原(吡咯环),再合成尿卟啉原,继而生成原卟啉,又生成原叶绿素酸酯,最终形成叶绿素。
氮还参与合成酶、辅酶、辅基。酶是一类具有特殊功能的蛋白质,可以催化生物反应过程。简单蛋白质酶类除蛋白质外不含其他物质,结合蛋白质酶类则由蛋白质和称为辅助因子的非蛋白质的小分子物质组成全酶。辅助因子包括辅酶、辅基和金属离子。辅酶和辅基的组成与维生素和核苷酸有关。
氮还参与合成各种维生素。维生素B1含有氨基和硫,又叫硫胺素,在生物组织中常以硫胺素焦磷酸酯(TPP)形式存在。维生素B2又叫核黄素,是许多氧化还原酶、黄酶的辅基。维生素B6是吡啶的衍生物。吡哆醇在无机磷、ATP参与下能转变成磷酸吡哆醛。它是氨基转移酶的辅酶。维生素PP为尼克酰胺。尼克酸在生物体内由色氨酸转变而来,构成脱氢酶的主要辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)的成分。
氮还参与合成各种生物碱,包括烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱、奎宁、麻黄碱等。胆碱是卵磷脂的重要成分,卵磷脂参与生物膜的合成。
氮还参与合成各种植物激素(生长素和细胞分裂素也是含氮有机化合物)和酰脲(尿囊素、尿囊酸、瓜氨酸、β-尿基丙酸和β-尿基异丁酸等也是储存和运输形态的氮,和谷氨酰胺和天冬酰胺一样,是植物体内储存、转运氨和解除氨毒的形态。)
三、植物缺氮和过量症状
植物缺氮就会失去绿色,植株生长矮小细弱,分枝分蘖少,叶色变淡,呈色泽均一的浅绿或黄绿色,尤其是基部叶片。
蛋白质在植株体内不断合成和分解,因氮易从较老组织运输到幼嫩组织中被再利用,首先从下部老叶片开始均匀黄化,逐渐扩展到上部叶片,黄叶脱落提早。株型也发生改变,瘦小、直立,茎杆细瘦。根量少、细长而色白。侧芽呈休眠状态或枯萎。花和果实少。成熟提早。产量、品质下降。
(图:小麦缺氮时氮从老叶转移到新叶中,老叶均匀发黄,植株生长矮小细弱)
(图:棉花缺氮生长矮小,叶色淡,呈浅绿或黄绿,色泽均一。缺氮症状下部叶先变黄后延续到上部叶。株型瘦小、茎杆细瘦。根量少、细长而色白。提早成熟,籽棉品质低)
(图:大豆缺氮植株生长矮小,分枝分蘖少,叶色变淡,呈浅绿或黄绿,色泽均一,尤其是基部叶片下部叶片先黄)
禾本科作物无分蘖或少分蘖,穗小粒少。玉米缺氮下位叶黄化,叶尖枯萎,常呈“V”字形向下延展。双子叶植物分枝或侧枝均少。草本的茎基部常呈红黄色。豆科作物根瘤少,无效根瘤多。
(图:玉米缺氮下位叶黄化,叶尖枯萎,呈“V”字形向下延展)
叶菜类蔬菜叶片小而薄,色淡绿或黄绿,含水量减少,纤维素增加,丧失柔嫩多汁的特色。结球菜类叶球不充实,商品价值下降。块茎、块根作物的茎、蔓细瘦,薯块小,纤维素含量高、淀粉含量低。
果树幼叶小而薄,色淡,果小皮硬,含糖量虽相对提高,但产量低,商品品质下降。
除豆科作物外,一般作物都有明显反应,谷类作物中的玉米;蔬菜作物中的叶菜类;果树中的桃、苹果和柑橘等尤为敏感。
根据作物的外部症状可以初步判断作物缺氮及其程度,单凭叶色及形态症状容易误诊,可以结合植株和土壤的化学测试来做出诊断。
植株氮过量时营养生长旺盛,色浓绿,节间长,腋芽生长旺盛,开花座果率低,易倒伏,贪青晚熟,对寒冷、干旱和病虫的抗逆性差。
(图:玉米氮过量成熟时缨为绿色)
(图:柑橘氮过量果实颜色欠佳)
(图:马铃薯遇氨气叶片受损坏死)
(图:苹果氮不足与过量叶片)
(图:番茄氮过量幼苗萎蔫)
(图:苹果氮素过量的叶片大而有皱)
(图:黄瓜氮过量叶片镶金边)
(图:柑橘植株氮过量叶色浓绿徒长)
(图:番茄氮过量果实症状类似缺钾)
(图:黄瓜氮严重过量叶片萎蔫)
(图:水稻氮过量引起倒伏)
(图:苹果氮过量的果实)
氮过量时往往伴随缺钾和/或缺磷现象发生,造成营养生长旺盛,植株高大细长,节间长,叶片柔软,腋芽生长旺盛,开花少,座果率低,果实膨大慢,易落花、落果。禾本科作物秕粒多,易倒伏,贪青晚熟;块根和块茎作物地上部旺长,地下部小而少。过量的氮与碳水化合物形成蛋白质,剩下少量碳水化合物用作构成细胞壁的原料,细胞壁变薄,所以植株对寒冷、干旱和病虫的抗逆性差,果实保鲜期短,果肉组织疏松,易遭受碰压损伤。可用补施钾肥以及磷肥来纠正氮过量症状。有时氮过量也会出现其它营养元素的缺乏症。
四、土壤和大气中的氮循环
在20世纪以前,土壤中的氮都是在自然氮循环过程中来自大气。大气中含氮78%,主要通过固氮菌固氮和大气放电固氮进入土壤,被植物吸收利用,还可能进一步成为动物的食粮。动物粪便和植物秸杆是大气-土壤-植物-动物氮循环的环节。现在通过人工合成氨固氮,制造出尿素、碳酸氢铵、硫酸铵等一系列含氮肥料,通过土壤施用和叶面喷施加入这一循环中。
动物粪便和植物秸杆这些有机物质进入土壤后,在一系列土壤微生物的作用下,经过一系列分解转化过程。如果碳氮比小于25,会释放出铵态氮,铵态氮在硝化细菌的作用下,经过两步变为硝态氮。土壤温度、湿度、通气状况、pH值、微生物种群数量等条件决定其转化速率和数量。这需要一段较长的时间。碳氮比大于30的有机物质在土壤中要吸收一部分土壤中原有的矿质氮用于微生物分解活动,待碳氮比小于25后再释放氮。有机肥中鸡粪含氮量最高,猪粪其次,食草动物较低,植物秸杆含氮量低。
化肥中的铵态氮也要经过硝化作用转化为硝态氮,与有机肥无异。铵与钾相近,容易被土壤吸附。硝酸根则比较容易随水流失,进入地下水或河流湖海中会造成环境污染。在通气不良、湿度过大的土壤中,硝酸根会产生反硝化作用生成氮氧化物释放到空气中损失掉。
五、市场上主要的含氮化肥
含氮化肥分为两大类:铵态氮肥和硝态氮肥。铵态氮肥主要包括碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵等。尿素施入土壤后会分解为铵和二氧化碳,可视为铵态氮肥。铵态氮肥是含氮化肥的主要成员。使用铵态氮肥时应注意两个问题。第一是铵能产酸,施用后要注意土壤酸化问题。第二是在碱性土壤或石灰性土壤上施用时,特别是高温和一定湿度条件下,会产生氨挥发,注意不要使用过量造成氨中毒。其它含铵化肥还有磷酸一铵、磷酸二铵、钼酸铵等,在主要作为其它营养元素来源时也应同时考虑其中铵的效益和危害两方面的作用。
硝态氮肥主要包括硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙等,使用时往往注重其中的钾、钙等营养元素补充问题,但也不应忽视伴随离子硝酸盐的正反两方面作用。施用硝态氮肥则应注意淋失问题,尽量避免施入水田,对水稻等作物仅可叶面喷施。硝态氮肥肥效迅速,作追肥较好。另外,在土壤温度、湿度、通气状况、pH值、微生物种群数量等条件处于不利情况下,肥效远远大于铵态氮肥。
硝酸铵既含铵又含硝酸盐,使用时要同时考虑这两种形态氮的影响。
(图:马铃薯遇氨气叶片受损坏死)
(图:莴苣硝酸盐和氯化物中毒而“烧边”)
(图:番茄氮过量幼苗萎蔫)
(图:番茄氮过量果实症状类似缺钾)
(图:苹果氮素营养失衡)
(图:苹果氮过量的果实)
(图:苹果氮素过量的叶片大而有皱)
(图:苹果氮不足与过量叶片)
(图:黄瓜氮过量叶片镶金边)
(图:黄瓜氮严重过量叶片萎蔫)
(图:水稻氮过量引起倒伏)
(图:高粱叶片硝酸盐中毒叶片自边缘起向内变黄变褐)
大量元素氮对作物的作用和含氮化肥
氮的元素符号是N,是第一个植物必需大量元素。氮对植物生长是生死攸关的。氮是蛋白质、叶绿素、核酸、酶、生物激素等重要生命物质的组成部分,是植物结构组分元素。
一、植物对氮的吸收和转运
植物根系可以吸收铵态氮和硝态氮。作物种类不同,吸收铵态氮和硝态氮的比例不同。水稻以吸收铵态氮为主。在温暖、湿润、通气良好的土壤上,旱地作物主要吸收硝态氮。旱地作物在幼苗期大多吸收铵态氮,而主要生育期以吸收硝态氮为主。但在温度过高过低、土壤湿度过大过小、通气不良、使用硝化抑制剂阻断铵态氮转化为硝态氮的情况下,旱地作物被迫吸收利用铵态氮。
植物吸收硝酸盐为主动吸收,受载体作用的控制,要有H+泵ATP酶参与。铵态氮的吸收机制还不太清楚。根系吸收的氮通过蒸腾作用由木质部输送到地上部器官。植物吸收的铵态氮绝大部分在根系中同化为氨基酸,并以氨基酸、酰胺形式向上运输。植物吸收的硝态氮以硝酸根形式、或在根系中同化为氨基酸再向上运输。韧皮部运输的含氮化合物主要是氨基酸。
植物吸收的硝酸盐在植物根或叶细胞中利用光合作用提供的能量或利用糖酵解和三羧酸循环过程提供的能量还原为亚硝态氮,继而还原为氨,这一过程称为硝酸盐还原作用。氨在植株体内参与各种代谢物质的生成。
二、氮在植物体内的转化 硝态氮进入植物体后形成氨基酸。氨基酸构成蛋白质。蛋白质是构成细胞原生质的重要成分。在氨同化作用过程中,氨与谷氨酸、天冬氨酸等各种有机化合物相结合,产物为谷氨酰胺、天冬酰胺等。谷氨酰胺和天冬酰胺在氨基酸合成过程中提供氨基,与α-酮酸等底物生成100多种氨基酸,其中有20种氨基酸用来合成蛋白质。
甘氨酸和谷氨酸这两种氨基酸参与生成另一种重要生命物质,遗传基因,即核糖核酸和脱氧核糖核酸。二氧化碳、氨、氨基酸,有时还有甲酸盐生成氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶)。氮碱基与核糖相连,称为核苷。核苷与磷酸连接成核苷酸。核苷酸组成核酸,是生物遗传信息的主要储存库。脱氧核糖核酸将植物遗传信息转录到核糖核酸,核糖核酸将信息翻译为多肽的氨基酸顺序,形成蛋白质。
氮还参与合成叶绿素,植物的绿色就是叶绿素的颜色。先由L-谷氨酸形成δ-氨基-γ-酮戊二酸,再生成胆色素原(吡咯环),再合成尿卟啉原,继而生成原卟啉,又生成原叶绿素酸酯,最终形成叶绿素。
氮还参与合成酶、辅酶、辅基。酶是一类具有特殊功能的蛋白质,可以催化生物反应过程。简单蛋白质酶类除蛋白质外不含其他物质,结合蛋白质酶类则由蛋白质和称为辅助因子的非蛋白质的小分子物质组成全酶。辅助因子包括辅酶、辅基和金属离子。辅酶和辅基的组成与维生素和核苷酸有关。
氮还参与合成各种维生素。维生素B1含有氨基和硫,又叫硫胺素,在生物组织中常以硫胺素焦磷酸酯(TPP)形式存在。维生素B2又叫核黄素,是许多氧化还原酶、黄酶的辅基。维生素B6是吡啶的衍生物。吡哆醇在无机磷、ATP参与下能转变成磷酸吡哆醛。它是氨基转移酶的辅酶。维生素PP为尼克酰胺。尼克酸在生物体内由色氨酸转变而来,构成脱氢酶的主要辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)的成分。
氮还参与合成各种生物碱,包括烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱、奎宁、麻黄碱等。胆碱是卵磷脂的重要成分,卵磷脂参与生物膜的合成。
氮还参与合成各种植物激素(生长素和细胞分裂素也是含氮有机化合物)和酰脲(尿囊素、尿囊酸、瓜氨酸、β-尿基丙酸和β-尿基异丁酸等也是储存和运输形态的氮,和谷氨酰胺和天冬酰胺一样,是植物体内储存、转运氨和解除氨毒的形态。)
三、植物缺氮和过量症状
植物缺氮就会失去绿色,植株生长矮小细弱,分枝分蘖少,叶色变淡,呈色泽均一的浅绿或黄绿色,尤其是基部叶片。
蛋白质在植株体内不断合成和分解,因氮易从较老组织运输到幼嫩组织中被再利用,首先从下部老叶片开始均匀黄化,逐渐扩展到上部叶片,黄叶脱落提早。株型也发生改变,瘦小、直立,茎杆细瘦。根量少、细长而色白。侧芽呈休眠状态或枯萎。花和果实少。成熟提早。产量、品质下降。
(图:小麦缺氮时氮从老叶转移到新叶中,老叶均匀发黄,植株生长矮小细弱)
(图:棉花缺氮生长矮小,叶色淡,呈浅绿或黄绿,色泽均一。缺氮症状下部叶先变黄后延续到上部叶。株型瘦小、茎杆细瘦。根量少、细长而色白。提早成熟,籽棉品质低)
(图:大豆缺氮植株生长矮小,分枝分蘖少,叶色变淡,呈浅绿或黄绿,色泽均一,尤其是基部叶片下部叶片先黄)
禾本科作物无分蘖或少分蘖,穗小粒少。玉米缺氮下位叶黄化,叶尖枯萎,常呈“V”字形向下延展。双子叶植物分枝或侧枝均少。草本的茎基部常呈红黄色。豆科作物根瘤少,无效根瘤多。
(图:玉米缺氮下位叶黄化,叶尖枯萎,呈“V”字形向下延展)
叶菜类蔬菜叶片小而薄,色淡绿或黄绿,含水量减少,纤维素增加,丧失柔嫩多汁的特色。结球菜类叶球不充实,商品价值下降。块茎、块根作物的茎、蔓细瘦,薯块小,纤维素含量高、淀粉含量低。
果树幼叶小而薄,色淡,果小皮硬,含糖量虽相对提高,但产量低,商品品质下降。
除豆科作物外,一般作物都有明显反应,谷类作物中的玉米;蔬菜作物中的叶菜类;果树中的桃、苹果和柑橘等尤为敏感。
根据作物的外部症状可以初步判断作物缺氮及其程度,单凭叶色及形态症状容易误诊,可以结合植株和土壤的化学测试来做出诊断。
植株氮过量时营养生长旺盛,色浓绿,节间长,腋芽生长旺盛,开花座果率低,易倒伏,贪青晚熟,对寒冷、干旱和病虫的抗逆性差。
(图:玉米氮过量成熟时缨为绿色)
(图:柑橘氮过量果实颜色欠佳)
(图:马铃薯遇氨气叶片受损坏死)
(图:苹果氮不足与过量叶片)
(图:番茄氮过量幼苗萎蔫)
(图:苹果氮素过量的叶片大而有皱)
(图:黄瓜氮过量叶片镶金边)
(图:柑橘植株氮过量叶色浓绿徒长)
(图:番茄氮过量果实症状类似缺钾)
(图:黄瓜氮严重过量叶片萎蔫)
(图:水稻氮过量引起倒伏)
(图:苹果氮过量的果实)
氮过量时往往伴随缺钾和/或缺磷现象发生,造成营养生长旺盛,植株高大细长,节间长,叶片柔软,腋芽生长旺盛,开花少,座果率低,果实膨大慢,易落花、落果。禾本科作物秕粒多,易倒伏,贪青晚熟;块根和块茎作物地上部旺长,地下部小而少。过量的氮与碳水化合物形成蛋白质,剩下少量碳水化合物用作构成细胞壁的原料,细胞壁变薄,所以植株对寒冷、干旱和病虫的抗逆性差,果实保鲜期短,果肉组织疏松,易遭受碰压损伤。可用补施钾肥以及磷肥来纠正氮过量症状。有时氮过量也会出现其它营养元素的缺乏症。
四、土壤和大气中的氮循环
在20世纪以前,土壤中的氮都是在自然氮循环过程中来自大气。大气中含氮78%,主要通过固氮菌固氮和大气放电固氮进入土壤,被植物吸收利用,还可能进一步成为动物的食粮。动物粪便和植物秸杆是大气-土壤-植物-动物氮循环的环节。现在通过人工合成氨固氮,制造出尿素、碳酸氢铵、硫酸铵等一系列含氮肥料,通过土壤施用和叶面喷施加入这一循环中。
动物粪便和植物秸杆这些有机物质进入土壤后,在一系列土壤微生物的作用下,经过一系列分解转化过程。如果碳氮比小于25,会释放出铵态氮,铵态氮在硝化细菌的作用下,经过两步变为硝态氮。土壤温度、湿度、通气状况、pH值、微生物种群数量等条件决定其转化速率和数量。这需要一段较长的时间。碳氮比大于30的有机物质在土壤中要吸收一部分土壤中原有的矿质氮用于微生物分解活动,待碳氮比小于25后再释放氮。有机肥中鸡粪含氮量最高,猪粪其次,食草动物较低,植物秸杆含氮量低。
化肥中的铵态氮也要经过硝化作用转化为硝态氮,与有机肥无异。铵与钾相近,容易被土壤吸附。硝酸根则比较容易随水流失,进入地下水或河流湖海中会造成环境污染。在通气不良、湿度过大的土壤中,硝酸根会产生反硝化作用生成氮氧化物释放到空气中损失掉。
五、市场上主要的含氮化肥
含氮化肥分为两大类:铵态氮肥和硝态氮肥。铵态氮肥主要包括碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵等。尿素施入土壤后会分解为铵和二氧化碳,可视为铵态氮肥。铵态氮肥是含氮化肥的主要成员。使用铵态氮肥时应注意两个问题。第一是铵能产酸,施用后要注意土壤酸化问题。第二是在碱性土壤或石灰性土壤上施用时,特别是高温和一定湿度条件下,会产生氨挥发,注意不要使用过量造成氨中毒。其它含铵化肥还有磷酸一铵、磷酸二铵、钼酸铵等,在主要作为其它营养元素来源时也应同时考虑其中铵的效益和危害两方面的作用。
硝态氮肥主要包括硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙等,使用时往往注重其中的钾、钙等营养元素补充问题,但也不应忽视伴随离子硝酸盐的正反两方面作用。施用硝态氮肥则应注意淋失问题,尽量避免施入水田,对水稻等作物仅可叶面喷施。硝态氮肥肥效迅速,作追肥较好。另外,在土壤温度、湿度、通气状况、pH值、微生物种群数量等条件处于不利情况下,肥效远远大于铵态氮肥。
硝酸铵既含铵又含硝酸盐,使用时要同时考虑这两种形态氮的影响。
(图:马铃薯遇氨气叶片受损坏死)
(图:莴苣硝酸盐和氯化物中毒而“烧边”)
(图:番茄氮过量幼苗萎蔫)
(图:番茄氮过量果实症状类似缺钾)
(图:苹果氮素营养失衡)
(图:苹果氮过量的果实)
(图:苹果氮素过量的叶片大而有皱)
(图:苹果氮不足与过量叶片)
(图:黄瓜氮过量叶片镶金边)
(图:黄瓜氮严重过量叶片萎蔫)
(图:水稻氮过量引起倒伏)
(图:高粱叶片硝酸盐中毒叶片自边缘起向内变黄变褐)
大量元素氮对作物的作用和含氮化肥
氮的元素符号是N,是第一个植物必需大量元素。氮对植物生长是生死攸关的。氮是蛋白质、叶绿素、核酸、酶、生物激素等重要生命物质的组成部分,是植物结构组分元素。
一、植物对氮的吸收和转运
植物根系可以吸收铵态氮和硝态氮。作物种类不同,吸收铵态氮和硝态氮的比例不同。水稻以吸收铵态氮为主。在温暖、湿润、通气良好的土壤上,旱地作物主要吸收硝态氮。旱地作物在幼苗期大多吸收铵态氮,而主要生育期以吸收硝态氮为主。但在温度过高过低、土壤湿度过大过小、通气不良、使用硝化抑制剂阻断铵态氮转化为硝态氮的情况下,旱地作物被迫吸收利用铵态氮。
植物吸收硝酸盐为主动吸收,受载体作用的控制,要有H+泵ATP酶参与。铵态氮的吸收机制还不太清楚。根系吸收的氮通过蒸腾作用由木质部输送到地上部器官。植物吸收的铵态氮绝大部分在根系中同化为氨基酸,并以氨基酸、酰胺形式向上运输。植物吸收的硝态氮以硝酸根形式、或在根系中同化为氨基酸再向上运输。韧皮部运输的含氮化合物主要是氨基酸。
植物吸收的硝酸盐在植物根或叶细胞中利用光合作用提供的能量或利用糖酵解和三羧酸循环过程提供的能量还原为亚硝态氮,继而还原为氨,这一过程称为硝酸盐还原作用。氨在植株体内参与各种代谢物质的生成。
二、氮在植物体内的转化 硝态氮进入植物体后形成氨基酸。氨基酸构成蛋白质。蛋白质是构成细胞原生质的重要成分。在氨同化作用过程中,氨与谷氨酸、天冬氨酸等各种有机化合物相结合,产物为谷氨酰胺、天冬酰胺等。谷氨酰胺和天冬酰胺在氨基酸合成过程中提供氨基,与α-酮酸等底物生成100多种氨基酸,其中有20种氨基酸用来合成蛋白质。
甘氨酸和谷氨酸这两种氨基酸参与生成另一种重要生命物质,遗传基因,即核糖核酸和脱氧核糖核酸。二氧化碳、氨、氨基酸,有时还有甲酸盐生成氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶)。氮碱基与核糖相连,称为核苷。核苷与磷酸连接成核苷酸。核苷酸组成核酸,是生物遗传信息的主要储存库。脱氧核糖核酸将植物遗传信息转录到核糖核酸,核糖核酸将信息翻译为多肽的氨基酸顺序,形成蛋白质。
氮还参与合成叶绿素,植物的绿色就是叶绿素的颜色。先由L-谷氨酸形成δ-氨基-γ-酮戊二酸,再生成胆色素原(吡咯环),再合成尿卟啉原,继而生成原卟啉,又生成原叶绿素酸酯,最终形成叶绿素。
氮还参与合成酶、辅酶、辅基。酶是一类具有特殊功能的蛋白质,可以催化生物反应过程。简单蛋白质酶类除蛋白质外不含其他物质,结合蛋白质酶类则由蛋白质和称为辅助因子的非蛋白质的小分子物质组成全酶。辅助因子包括辅酶、辅基和金属离子。辅酶和辅基的组成与维生素和核苷酸有关。
氮还参与合成各种维生素。维生素B1含有氨基和硫,又叫硫胺素,在生物组织中常以硫胺素焦磷酸酯(TPP)形式存在。维生素B2又叫核黄素,是许多氧化还原酶、黄酶的辅基。维生素B6是吡啶的衍生物。吡哆醇在无机磷、ATP参与下能转变成磷酸吡哆醛。它是氨基转移酶的辅酶。维生素PP为尼克酰胺。尼克酸在生物体内由色氨酸转变而来,构成脱氢酶的主要辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)的成分。
氮还参与合成各种生物碱,包括烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱、奎宁、麻黄碱等。胆碱是卵磷脂的重要成分,卵磷脂参与生物膜的合成。
氮还参与合成各种植物激素(生长素和细胞分裂素也是含氮有机化合物)和酰脲(尿囊素、尿囊酸、瓜氨酸、β-尿基丙酸和β-尿基异丁酸等也是储存和运输形态的氮,和谷氨酰胺和天冬酰胺一样,是植物体内储存、转运氨和解除氨毒的形态。)
三、植物缺氮和过量症状
植物缺氮就会失去绿色,植株生长矮小细弱,分枝分蘖少,叶色变淡,呈色泽均一的浅绿或黄绿色,尤其是基部叶片。
蛋白质在植株体内不断合成和分解,因氮易从较老组织运输到幼嫩组织中被再利用,首先从下部老叶片开始均匀黄化,逐渐扩展到上部叶片,黄叶脱落提早。株型也发生改变,瘦小、直立,茎杆细瘦。根量少、细长而色白。侧芽呈休眠状态或枯萎。花和果实少。成熟提早。产量、品质下降。
(图:小麦缺氮时氮从老叶转移到新叶中,老叶均匀发黄,植株生长矮小细弱)
(图:棉花缺氮生长矮小,叶色淡,呈浅绿或黄绿,色泽均一。缺氮症状下部叶先变黄后延续到上部叶。株型瘦小、茎杆细瘦。根量少、细长而色白。提早成熟,籽棉品质低)
(图:大豆缺氮植株生长矮小,分枝分蘖少,叶色变淡,呈浅绿或黄绿,色泽均一,尤其是基部叶片下部叶片先黄)
禾本科作物无分蘖或少分蘖,穗小粒少。玉米缺氮下位叶黄化,叶尖枯萎,常呈“V”字形向下延展。双子叶植物分枝或侧枝均少。草本的茎基部常呈红黄色。豆科作物根瘤少,无效根瘤多。
(图:玉米缺氮下位叶黄化,叶尖枯萎,呈“V”字形向下延展)
叶菜类蔬菜叶片小而薄,色淡绿或黄绿,含水量减少,纤维素增加,丧失柔嫩多汁的特色。结球菜类叶球不充实,商品价值下降。块茎、块根作物的茎、蔓细瘦,薯块小,纤维素含量高、淀粉含量低。
果树幼叶小而薄,色淡,果小皮硬,含糖量虽相对提高,但产量低,商品品质下降。
除豆科作物外,一般作物都有明显反应,谷类作物中的玉米;蔬菜作物中的叶菜类;果树中的桃、苹果和柑橘等尤为敏感。
根据作物的外部症状可以初步判断作物缺氮及其程度,单凭叶色及形态症状容易误诊,可以结合植株和土壤的化学测试来做出诊断。
植株氮过量时营养生长旺盛,色浓绿,节间长,腋芽生长旺盛,开花座果率低,易倒伏,贪青晚熟,对寒冷、干旱和病虫的抗逆性差。
(图:玉米氮过量成熟时缨为绿色)
(图:柑橘氮过量果实颜色欠佳)
(图:马铃薯遇氨气叶片受损坏死)
(图:苹果氮不足与过量叶片)
(图:番茄氮过量幼苗萎蔫)
(图:苹果氮素过量的叶片大而有皱)
(图:黄瓜氮过量叶片镶金边)
(图:柑橘植株氮过量叶色浓绿徒长)
(图:番茄氮过量果实症状类似缺钾)
(图:黄瓜氮严重过量叶片萎蔫)
(图:水稻氮过量引起倒伏)
(图:苹果氮过量的果实)
氮过量时往往伴随缺钾和/或缺磷现象发生,造成营养生长旺盛,植株高大细长,节间长,叶片柔软,腋芽生长旺盛,开花少,座果率低,果实膨大慢,易落花、落果。禾本科作物秕粒多,易倒伏,贪青晚熟;块根和块茎作物地上部旺长,地下部小而少。过量的氮与碳水化合物形成蛋白质,剩下少量碳水化合物用作构成细胞壁的原料,细胞壁变薄,所以植株对寒冷、干旱和病虫的抗逆性差,果实保鲜期短,果肉组织疏松,易遭受碰压损伤。可用补施钾肥以及磷肥来纠正氮过量症状。有时氮过量也会出现其它营养元素的缺乏症。
四、土壤和大气中的氮循环
在20世纪以前,土壤中的氮都是在自然氮循环过程中来自大气。大气中含氮78%,主要通过固氮菌固氮和大气放电固氮进入土壤,被植物吸收利用,还可能进一步成为动物的食粮。动物粪便和植物秸杆是大气-土壤-植物-动物氮循环的环节。现在通过人工合成氨固氮,制造出尿素、碳酸氢铵、硫酸铵等一系列含氮肥料,通过土壤施用和叶面喷施加入这一循环中。
动物粪便和植物秸杆这些有机物质进入土壤后,在一系列土壤微生物的作用下,经过一系列分解转化过程。如果碳氮比小于25,会释放出铵态氮,铵态氮在硝化细菌的作用下,经过两步变为硝态氮。土壤温度、湿度、通气状况、pH值、微生物种群数量等条件决定其转化速率和数量。这需要一段较长的时间。碳氮比大于30的有机物质在土壤中要吸收一部分土壤中原有的矿质氮用于微生物分解活动,待碳氮比小于25后再释放氮。有机肥中鸡粪含氮量最高,猪粪其次,食草动物较低,植物秸杆含氮量低。
化肥中的铵态氮也要经过硝化作用转化为硝态氮,与有机肥无异。铵与钾相近,容易被土壤吸附。硝酸根则比较容易随水流失,进入地下水或河流湖海中会造成环境污染。在通气不良、湿度过大的土壤中,硝酸根会产生反硝化作用生成氮氧化物释放到空气中损失掉。
五、市场上主要的含氮化肥
含氮化肥分为两大类:铵态氮肥和硝态氮肥。铵态氮肥主要包括碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵等。尿素施入土壤后会分解为铵和二氧化碳,可视为铵态氮肥。铵态氮肥是含氮化肥的主要成员。使用铵态氮肥时应注意两个问题。第一是铵能产酸,施用后要注意土壤酸化问题。第二是在碱性土壤或石灰性土壤上施用时,特别是高温和一定湿度条件下,会产生氨挥发,注意不要使用过量造成氨中毒。其它含铵化肥还有磷酸一铵、磷酸二铵、钼酸铵等,在主要作为其它营养元素来源时也应同时考虑其中铵的效益和危害两方面的作用。
硝态氮肥主要包括硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙等,使用时往往注重其中的钾、钙等营养元素补充问题,但也不应忽视伴随离子硝酸盐的正反两方面作用。施用硝态氮肥则应注意淋失问题,尽量避免施入水田,对水稻等作物仅可叶面喷施。硝态氮肥肥效迅速,作追肥较好。另外,在土壤温度、湿度、通气状况、pH值、微生物种群数量等条件处于不利情况下,肥效远远大于铵态氮肥。
硝酸铵既含铵又含硝酸盐,使用时要同时考虑这两种形态氮的影响。
(图:马铃薯遇氨气叶片受损坏死)
(图:莴苣硝酸盐和氯化物中毒而“烧边”)
(图:番茄氮过量幼苗萎蔫)
(图:番茄氮过量果实症状类似缺钾)
(图:苹果氮素营养失衡)
(图:苹果氮过量的果实)
(图:苹果氮素过量的叶片大而有皱)
(图:苹果氮不足与过量叶片)
(图:黄瓜氮过量叶片镶金边)
(图:黄瓜氮严重过量叶片萎蔫)
(图:水稻氮过量引起倒伏)
(图:高粱叶片硝酸盐中毒叶片自边缘起向内变黄变褐)
范文二:大量元素磷对作物的作用和含磷化肥
磷的元素符号是P。它是大量元素之一,但植物对磷的吸收量远远小于钾和氮,甚至有时还不及钙、镁、硫等中量元素。核酸、磷酸腺苷等重要生命物质中都含磷,因此磷是植物结构组分元素。它在生命体中主要构成核酸、磷脂、腺苷磷酸、磷酸酯、肌醇六磷酸等物质。(图:向日葵缺磷)
一、植物对磷的吸收和转运
磷常以一价和二价正磷酸盐形式被植物吸收。土壤中的磷通过根系主动吸收进入植物体内,这需要供应代谢能。土壤溶液中的磷可扩散进入根的质外体,植物根上的H+泵ATP酶将磷泵入共质体和液泡。根系吸收的磷经木质部薄壁细胞运入木质部导管后可随蒸腾液流很快运到地上部。被再利用的磷是通过韧皮部运输。
无机磷酸盐在液泡内对代谢有调节作用。叶中碳水化合物代谢和蔗糖运输也受磷的调节。磷参与能量代谢,遗传信息的储存和传递,细胞膜的构成和酶活动。
二、磷的重要生理功能
遗传信息的储存和传递:磷酸与核苷生成核苷酸。核苷酸生成核酸。核糖核酸和脱氧核糖核酸是重要生命遗传基因物质,在上一篇介绍氮的文章中已介绍过,这里从略。
能量代谢与腺苷磷酸:腺苷三磷酸(ATP)、腺苷二磷酸(ADP)、腺苷一磷酸(AMP)储存和传递能量。腺苷磷酸参与各种需能过程。例如生物合成、养分的主动吸收及植物体内同化物运输等。最常见的磷能量载体是二磷酸腺苷(ADP)和三磷酸腺苷(ATP)。载体以ADP和ATP结构末端磷酸盐分子间的高能焦磷酸键形式出现,它解离时放出相当多的能量。ATP实际上为植物中所有需能的生物活动提供能源,几乎任何有意义的代谢反应都通过磷酸盐衍生物进行。
在光合作用光反应过程中,靠光的作用,使ADP与无机磷酸结合,生成具有高能量的ATP,这一过程叫做光合磷酸化作用。
在光合作用暗反应过程中,通过光合碳循环(又叫C3途径),1,5-二磷酸核酮糖(RuDP)接受二氧化碳(CO2)后形成2分子3-磷酸甘油酸(PGA),PGA在ATP和还原态烟酰胺二核苷酸磷酸(NADPH)的作用下还原成3-磷酸甘油醛,它是一种简单的三碳糖,在一系列酶的作用下,它可以转化为各种四碳糖、六碳糖、七碳糖和五碳糖,再进一步合成蔗糖、淀粉、有机酸、氨基酸、脂肪及蛋白质等植物体内物质。同时ATP给出能量后转变为ADP。
植物的呼吸作用是分解体内的有机物质、释放能量的过程,植物细胞无时无刻不在呼吸。在有氧呼吸期间,一个葡萄糖分子可以通过细胞色素体系获得36个ATP,又通过糖酵解过程形成2个ATP,总共得到38个ATP。而无氧呼吸期间,只能得到糖酵解过程形成2个ATP。与呼吸有关的反应是分成由酶催化的许多小阶段进行的,因此能量是逐渐释放出来,而且是在有控制的情况下释放的。在呼吸的氧化反应产能位置有足量的磷时,APT或ADP化合物会生成和更新。
细胞膜构成组分:磷脂是膜结构的基本组成成分。磷脂分子中既有亲水基团,也有亲脂基团,因此在脂-水界面有一定取向并保持稳定。磷脂分子与蛋白质分子相结合,形成各种生物膜的基本结构。磷脂(卵磷脂和脑磷脂)似乎与原生质的结构框架有关,因此磷脂是叶绿体结构的一部分。这样,磷也可以说是结构性元素。
磷储藏库:肌醇六磷酸(植酸)是种子中储藏磷的主要形态。在种子成熟过程中由于种子内缺乏肌醇六磷酸酶,所以肌醇六磷酸很稳定不致水解。在干燥种子吸水萌发过程中合成肌醇六磷酸酶,迅速水解肌醇六磷酸,释放出磷供种子萌发和幼苗生长之需。在植物生长早期充分供磷对形成繁殖器官至关重要。在种子和果实中可测出大量磷,肌醇六磷酸钙镁是种子中磷储备的主要形式。所以磷有促熟作用,对改善作物品质也很重要。
三、植物缺磷和过量症状
植物缺磷时植株生长缓慢、矮小、苍老、茎细直立,分枝或分蘖较少,叶小,呈暗绿或灰绿色而无光泽,茎叶常因积累花青苷而带紫红色。根系发育差,易老化。由于磷易从较老组织运输到幼嫩组织中再利用,故症状从较老叶片开始向上扩展。缺磷植物的果实和种子少而小。成熟延迟。产量和品质降低。轻度缺磷外表形态不易表现。不同作物症状表现有所差异。
十字花科作物、豆科作物、茄科作物及甜菜等是对磷极为敏感的作物。其中油菜、番茄常作为缺磷指示作物。玉米、芝麻属中等需磷作物,在严重缺磷时,也表现出明显症状。小麦、棉花、果树对缺磷的反应不甚敏感。
(图:油菜缺磷症状在子叶期即出现;叶小色深叶背紫红色,叶缘或叶脉间出现斑点或斑块;分枝节位高,分枝少而细瘦;荚少粒小;生育期延迟)
十字花科芸薹属的油菜在子叶期即可出现缺磷症状。叶小色深,背面紫红色,真叶迟出,直挺竖立,随后上部叶片呈暗绿色,基部叶片暗紫色,尤以叶柄及叶脉为明显,有时叶缘或叶脉间出现斑点或斑块。分枝节位高,分枝少而细瘦,荚少粒小。生育期延迟。白菜、甘蓝缺磷时也出现老叶发红发紫。
缺磷大豆开花后叶片出现棕色斑点,种子小。严重时茎和叶均呈暗红色,根瘤发育差。
茄科植物中,番茄幼苗缺磷生长停滞,叶背紫红色,成叶呈灰绿色,蕾、花易脱落,后期出现卷叶。根菜类叶部症状少,但根肥大不良。洋葱移后幼苗发根不良,容易发僵。马铃薯缺磷植株矮小,僵直,暗绿,叶片上卷。
甜菜缺磷植株矮小,暗绿。老叶边缘黄或红褐色焦枯。藜科植物菠菜缺磷也植株矮小,老叶呈红褐色。
禾本科作物缺磷植株明显瘦小,叶片紫红色,不分蘖或少分蘖,叶片直挺。不仅每穗粒数减少且籽粒不饱满,穗上部常形成空瘪粒。
(图:玉米缺磷叶缘带有紫色条纹,缺磷影响玉米授粉和籽粒灌浆)
缺磷棉花叶色暗绿,蕾、铃易脱落,严重时下部叶片出现紫红色斑块,棉铃开裂,吐絮不良,籽指低。
(图:棉花缺磷的植株)
(图:棉花缺磷植株小,叶暗绿带红黄色)
(图:棉花缺磷,叶色暗绿带黄,并有紫色斑块)
(图:缺磷棉花花铃期,褐色根多,且次生侧根少)
(图:棉花缺磷大田表现:左侧为正常植株,右侧为缺磷植株,叶色深绿,植株矮小。)
(图:棉花缺磷生育晚期叶片发红)
果树缺磷整株生育不良,老叶黄化,落果严重,含酸量高,品质降低。
(图:柑橘缺磷新梢生长停止,小叶密生,叶上有坏死斑点,老叶青铜色,枝和叶柄带紫色,果实质粗、皮厚,疏松,未成熟即变软。)
磷过量植株叶片肥厚密集,叶色浓绿,植株矮小,节间过短,营养生长受抑制,繁殖器官加速成熟,导致营养体小,地上部生长受抑制而根系非常发达,根量多而短粗。谷类作物无效分蘖和瘪粒增加;叶菜纤维素含量增加;烟草的燃烧性等品质下降。磷过量常导致缺锌、锰等元素。
四、市场上主要的含磷化肥
使用磷肥的历史比使用氮肥早半个世纪。1843年已在英国生产和销售过磷酸钙,1852年也在美国开始销售。过磷酸钙中既含磷,也含硫酸钙。
重过磷酸钙中含磷量高于过磷酸钙,不含硫,含钙量低。
硝酸磷肥含氮和磷,因为其中含有硝酸钙,容易吸湿,所以不太受欢迎,但它所含硝态氮可直接被作物吸收利用。以上三种肥料都是磷灰石酸化得到的。磷酸二铵是一种很好的水溶性肥料。含磷和铵态氮。
钙镁磷肥是酸溶性肥料,在酸性土壤上使用较为理想。
因历史原因,肥料含磷量习惯以五氧化二磷当量表示,纯磷=五氧化二磷×0.43;五氧化二磷=纯磷×2.29。
范文三:大量元素磷对作物的作用和含磷化肥
大量元素磷?对作物的作?用和含磷化?肥
曹恭 梁鸣早
磷的元素符?号是P。它是大量元?素之一,但植物对磷?的吸收量远?远小于钾和?氮,甚至有时还?不及钙、镁、硫等中量元?素。核酸、磷酸腺苷等?重要生命物?质中都含磷?,因此磷是植?物结构组分?元素。它在生命体?中主要构成?核酸、磷脂、腺苷磷酸、磷酸酯、肌醇六磷酸?等物质。
(图:向日葵缺磷?)
一、植物对磷的?吸收和转运?
磷常以一价?和二价正磷?酸盐形式被?植物吸收。土壤中的磷?通过根系主?动吸收进入?植物体内,这需要供应?代谢能。土壤溶液中?的磷可扩散?进入根的质?外体,植物根上的?H+泵ATP酶?将磷泵入共?质体和液泡?。根系吸收的?磷经木质部?薄壁细胞运?入木质部导?管后可随蒸?腾液流很快?运到地上部?。被再利用的?磷是通过韧?皮部运输。
无机磷酸盐?在液泡内对?代谢有调节?作用。叶中碳水化?合物代谢和?蔗糖运输也?受磷的调节?。磷参与能量?代谢,遗传信息的?储存和传递?,细胞膜的构?成和酶活动?。
二、磷的重要生?理功能
遗传信息的?储存和传递?:磷酸与核苷?生成核苷酸?。核苷酸生成?核酸。核糖核酸和?脱氧核糖核?酸是重要生?命遗传基因?物质,在上一篇介?绍氮的文章?中已介绍过?,这里从略。
能量代谢与?腺苷磷酸:腺苷三磷酸?(ATP)、腺苷二磷酸?(ADP)、腺苷一磷酸?(AMP)储存和传递?能量。腺苷磷酸参?与各种需能?过程。例如生物合?成、养分的主动?吸收及植物?体内同化物?运输等。最常见的磷?能量载体是?二磷酸腺苷?(ADP)和三磷酸腺?苷(ATP)。载体以AD?P和ATP?结构末端磷?酸盐分子间?的高能焦磷?酸键形式出?现,它解离时放?出相当多的?能量。ATP实际?上为植物中?所有需能的?生物活动提?供能源,几乎任何有?意
义的代谢?反应都通过?磷酸盐衍生?物进行。
在光合作用?光反应过程?中,靠光的作用?,使ADP与?无机磷酸结?合,生成具有高?能量的AT?P,这一过程叫?做光合磷酸?化作用。
在光合作用?暗反应过程?中,通过光合碳?循环(又叫C3途?径),1,5-二磷酸核酮?糖(RuDP)接受二氧化?碳(CO2)
磷酸甘油酸?(PGA),PGA在A?TP和还原?态烟酰胺二?核苷酸磷酸?(NADPH?)的作用下还?原成后形成2分?子3-
3-磷酸甘油醛?,它是一种简?单的三碳糖?,在一系列酶?的作用下,它可以转化?为各种四碳?糖、六碳糖、七碳糖和五?碳糖,再进一步合?成蔗糖、淀粉、有机酸、氨基酸、脂肪及蛋白?质等植物体?内物质。同时ATP?给出能量后?转变为AD?P。
植物的呼吸?作用是分解?体内的有机?物质、释放能量的?过程,植物细胞无?时无刻不在?呼吸。在有氧呼吸?期间,一个葡萄糖?分子可以通?过细胞色素?体系获得3?6个ATP?,又通过糖酵?解过程形成?2个ATP?,总共得到3?8个ATP?。而无氧呼吸?期间,只能得到糖?酵解过程形?成2个AT?P。与呼吸有关?的反应是分?成由酶催化?的许多小阶?段进行的,因此能量是?逐渐释放出?来,而且是在有?控制的情况?下释放的。在呼吸的氧?化反应产能?位置有足量?的磷时,APT或A?DP化合物?会生成和更?新。
细胞膜构成?组分:磷脂是膜结?构的基本组?成成分。磷脂分子中?既有亲水基?团,也有亲脂基?团,因此在脂-水界面有一?定取向并保?持稳定。磷脂分子与?蛋白质分子?相结合,形成各种生?物膜的基本?结构。磷脂(卵磷脂和脑?磷脂)似乎与原生?质的结构框?架有关,因此磷脂是?叶绿体结构?的一部分。这样,磷也可以说?是结构性元?素。
磷储藏库:肌醇六磷酸?(植酸)是种子中储?藏磷的主要?形态。在种子成熟?过程中由于?种子内缺乏?肌醇六磷酸?酶,所以肌醇六?磷酸很稳定?不致水解。在干燥种子?吸水萌发过?程中合成肌?醇六磷酸酶?,迅速水解肌?醇六磷酸,释放出磷供?种子萌发和?幼苗生长之?需。在植物生长?早期充分供?磷对形成繁?殖器官至关?重要。在种子和果?实中可测出?大量磷,肌醇六磷酸?钙镁是种子?中磷储备的?主要形式。所以磷有促?熟作用,对改善作物?品质也很重?要。
三、植物缺磷和?过量症状
植物缺磷时?植株生长缓?慢、矮小、苍老、茎细直立,分枝或分蘖?较少,叶小,呈暗绿或灰?绿色而无光?泽,茎叶常因积?累花青苷而?带紫红色。根系发育差?,易老化。由于磷易从?较老组织运?输到幼嫩组?织中再利用?,故症状从较?老叶片开始?向上扩展。缺磷植物的?果实和种子?少而小。成熟延迟。产量和品质?降低。轻度缺磷外?表形态不易?表现。不同作物症?状表现有所?差异。
十字花科作?物、豆科作物、茄科作物及?甜菜等是对?磷极为敏感?的作物。其中油菜、番茄常作为?缺磷指示作?物。玉米、芝麻属中等?需磷作物,在严重缺磷?时,也表现出明?显症状。小麦、棉花、果树对缺磷?的反应不甚?敏感。
(图:油菜缺磷症?状在子叶期?即出现;叶小色深叶?背紫红色,叶缘或叶脉?间出现斑点?或斑块;分枝节位高?,
分枝少而细?瘦;荚少粒小;生育期延迟?)
十字花科芸?薹属的油菜?在子叶期即?可出现缺磷?症状。叶小色深,背面紫红色?,真叶迟出,直挺竖立,随后上部叶?片呈暗绿色?,基部叶片暗?紫色,尤以叶柄及?叶脉为明显?,有时叶缘或?叶脉间出现?斑点或斑块?。分枝节位高?,分枝少而细?瘦,荚少粒小。生育期延迟?。白菜、甘蓝缺磷时?也出现老叶?发红发紫。
缺磷大豆开?花后叶片出?现棕色斑点?,种子小。严重时茎和?叶均呈暗红?色,根瘤发育差?。
茄科植物中?,番茄幼苗缺?磷生长停滞?,叶背紫红色?,成叶呈灰绿?色,蕾、花易脱落,后期出现卷?叶。根菜类叶部?症状少,但根肥大不?良。洋葱移后幼?苗发根不良?,容易发僵。马铃薯缺磷?植株矮小,僵直,暗绿,叶片上卷。
甜菜缺磷植?株矮小,暗绿。老叶边缘黄?或红褐色焦?枯。藜科植物菠?菜缺磷也植?株矮小,老叶呈红褐?色。
禾本科作物?缺磷植株明?显瘦小,叶片紫红色?,不分蘖或少?分蘖,叶片直挺。不仅每穗粒?数减少且籽?粒不饱满,穗上部常形?成空瘪粒。
(图:玉米缺磷叶?缘带有紫色?条纹,缺磷影响玉?米授粉和籽?粒灌浆)
缺磷棉花叶?色暗绿,蕾、铃易脱落,严重时下部?叶片出现紫?红色斑块,棉铃开裂,吐絮不良,籽指低。
(图:棉花缺磷的?植株)
(图:棉花缺磷植?株小,叶暗绿带红?黄色)
(图:棉花缺磷,叶色暗绿带?黄,并有紫色斑?块)
(图:缺磷棉花花?铃期,褐色根多,且次生侧根?少)
(图:棉花缺磷大?田表现:左侧为正常?植株,右侧为缺磷?植株,叶色深绿,植株矮小。)
(图:棉花缺磷生?育晚期叶片?发红)
果树缺磷整?株生育不良?,老叶黄化,落果严重,含酸量高,品质降低。
(图:柑橘缺磷新?梢生长停止?,小叶密生,叶上有坏死?斑点,老叶青铜色?,枝和叶柄带?紫色,果实质粗、
皮厚,疏松,未成熟即变?软。)
磷过量植株?叶片肥厚密?集,叶色浓绿,植株矮小,节间过短,营养生长受?抑制,繁殖器官加?速成熟,导致营养体?小,地上部生长?受抑制而根?系非常发达?,根量多而短?粗。谷类作物无?效分蘖和瘪?粒增加;叶菜纤维素?含量增加;烟草的燃烧?性等品质下?降。磷过量常导?致缺锌、锰等元素。
四、市场上主要?的含磷化肥?
使用磷肥的?历史比使用?氮肥早半个?世纪。1843年?已在英国生?产和销售过?磷酸钙,1852年?也在美国开?始销售。过磷酸钙中?既含磷,也含硫酸钙?。
重过磷酸钙?中含磷量高?于过磷酸钙?,不含硫,含钙量低。
硝酸磷肥含?氮和磷,因为其中含?有硝酸钙,容易吸湿,所以不太受?欢迎,但它所含硝?态氮可直接?被作物吸收?利用。以上三种肥?料都是磷灰?石酸化得到?的。磷酸二铵是?一种很好的?水溶性肥料?。含磷和铵态?氮。
钙镁磷肥是?酸溶性肥料?,在酸性土壤?上使用较为?理想。
因历史原因?,肥料含磷量?习惯以五氧?化二磷当量?表示,纯磷=五氧化二磷?×0.43;五氧化二磷?=纯磷×2.29。
范文四:大量元素钾对作物的作用和含钾化肥
钾的元素符号是K。虽然钾不是植物结构组分元素,但却是植物生理活动中最重要的元素之一。 (图:大豆容易缺钾,5~6片即出现症状。中下位叶缘失绿变黄呈“金镶边”状。老叶脉间组织突出皱缩边缘反卷,叶柄变棕褐色。结荚稀瘪荚瘪粒多。)
一、植物对钾的吸收和转运
植物根系以钾离子(K+)的形式吸收钾。根吸收钾的方式有主动吸收和被动吸收两种。主动吸收要消耗能量,通过膜结合的H+泵ATP酶提供;被动吸收可沿电化学势梯度进行,在土壤溶液K+浓度高时发生。两种方式中常以主动吸收占主导地位。在ATP酶的作用下消耗ATP,分解水分子形成H+和OH-,H+进入细胞壁,同时K+交换进入细胞质。
钾从木质部薄壁细胞进入木质部导管是逆电化学势梯度进行,受代谢的控制。进入导管后靠根压和蒸腾拉力向地上部运输。地上部组织从木质部导管液中吸取钾可以通过木质部薄壁细胞质膜内的钾离子选择通道,也可通过H+泵ATP酶所启动的钾/氢共运输进入地上部组织。
K+是韧皮部筛管液中浓度最高的阳离子。韧皮部筛管液中高浓度的钾随糖分运输流大量流动。筛管细胞质膜中的H+泵ATP酶泵出氢离子,启动氢离子-蔗糖共运输,在氢离子外流的同时钾离子被吸收到筛管。钾离子有促进韧皮部运输的功能。因此促进同化物从源到库的运输;此外钾沿着韧皮部运输途径调节膨压,也促进溶质在筛管中的运输。
二、钾的重要生理功能
1.钾在植物体内的功能主要是激活酶。有60多种酶需要钾来激活。当激活作用发生在一个或几个钾离子连接的酶分子表面时,钾可以改变酶分子的形状并暴露出酶的活性位点。这些酶在细胞分裂得特别快、生成初生组织的上下两个生长点的植物分生组织中显得特别丰富。
2.钾参与光合作用。钾对光合作用的各个环节都有促进作用,包括希尔反应、光合电子传递、光合磷酸化作用、二氧化碳的固定和同化以及光合产物的运输等方面。
3.钾对植物水分平衡的调节作用。钾是一价阳离子,在植株中比其它阳离子对渗透压的调节有优势。钾提供很强的渗透势将水分子拉入植物根系。其次,钾同有机酸阴离子(如苹果酸)作为主要溶质,使细胞膨压增高,促进细胞伸长。钾还通过调节生长素(吲哚乙酸)和赤霉素来影响细胞伸长。第三,钾调节气孔保卫细胞的膨压控制气孔开闭来控制蒸腾失水。光通过结合在保卫细胞质膜内的氢离子泵ATP酶使ATP水解,从保卫细胞内泵出氢离子,同时让保卫细胞外的钾离子进入。
4.钾调节阴阳离子平衡和pH值。钾平衡细胞结构内大分子的阴离子电荷或是在液泡、木质部及韧皮部内可转移的阴离子电荷,同时保持这些部位pH值。钾促进根系对硝酸根的吸收及其在植物体内的运输。
5.钾从三个方面促进蛋白质代谢。第一、钾促进根对硝酸盐的吸收和转运,在硝酸根通过木质部导管向枝叶运输过程和枝叶中形成的苹果酸阴离子,通过韧皮部运到根系脱羧生成碳酸根释放到土壤中与硝酸根交换的两个过程中,钾都作为这些阴离子的反离子;第二、钾促进氨基酸向蛋白质合成的部位运输;第三、钾促进蛋白质合成。
6.钾可平衡酸性氨基酸中的负电荷,使蛋白质结构稳定。
三、植物缺钾症状
农作物缺钾时纤维素等细胞壁组成物质减少,厚壁细胞木质化程度也较低,因而影响茎的强度,易倒伏。蛋白质合成受阻。氮代谢的正常进行被破坏,常引起腐胺积累,使叶片出现坏死斑点。因为钾在植株体中容易被再利用,所以新叶上症状后出现,症状首先从较老叶片上出现,一般表现为最初老叶叶尖及叶缘发黄,以后黄化部逐步向内伸展同时叶缘变褐、焦枯、似灼烧,叶片出现褐斑,病变部与正常部界限比较清楚,尤其是供氮丰富时,健康部分绿色深浓,病部赤褐焦枯,反差明显。严重时叶肉坏死、脱落。根系少而短,活力低,早衰。
(图:小萝卜缺钾外部叶片叶缘开始失绿边缘呈烧焦状)
(图:油菜缺钾最初叶片呈暗绿色,叶缘开始卷曲,缺钾严重时叶部外缘出现带白色的黄斑,老叶在成熟前干枯,荚果瘦小,产量损失严重。)
双子叶植物叶片脉间缺绿,且沿叶缘逐渐出现坏死组织,渐呈烧焦状。单子叶植物叶片叶尖先萎蔫,渐呈坏死烧焦状。叶片因各部位生长不均匀而出现皱缩。植物生长受到抑制。
(图:水稻缺钾叶片[四川水稻缺钾多发生在沙田和黄泥上。一般出现在分蘖期,主要特征是老叶叶面出现褐色斑块,叶尖和叶缘干枯(缺锰是白色条纹直至干枯])
(图:番茄施钾提高甜度,减轻病虫害的入侵,延长果实保鲜期)
(图:芹菜叶片严重缺钾症状)
(图:花椰菜易缺钾,老叶边缘焦枯卷曲,严重时叶片出现白斑,萎蔫枯死。)
玉米发芽后几个星期即可出现症状,下位叶尖和叶缘黄化,不久变褐,老叶逐渐枯萎,再累及中上部叶,节间缩短,常出现因叶片长宽度变化不大而节间缩短所致比例失调的异常植株。生育延迟,果穗变小,穗顶变细不着粒或籽粒不饱满,淀粉含量降低,穗端易感染病菌。
(图:玉米缺钾下位叶尖和叶缘黄化,老叶渐枯萎)
大豆容易缺钾,5~6片真叶时即可出现症状。中下位叶缘失绿变黄,呈“金镶边”状。老叶脉间组织突出、皱缩不平,边缘反卷,有时叶柄变棕褐色。荚稀不饱满,瘪荚瘪粒多。蚕豆叶色蓝绿,叶尖及叶缘棕色,叶片卷曲下垂,与茎成钝角,最后焦枯、坏死,根系早衰。
(图:大豆缺钾)
油菜缺钾苗期叶缘出现灰白或白色小斑。开春后生长加速,叶缘及叶脉间开始失绿并有褐色斑块或白色干枯组织,严重时叶缘焦枯、凋萎,叶肉呈烧灼状,有的茎杆出现褐色条纹,杆壁变薄且脆、遇风雨植株常折断,着生荚果稀少,角果发育不良。
(图:油菜缺钾叶缘及叶脉间失绿有褐色斑块或白色干枯组织,严重时叶缘焦枯、凋萎,叶肉呈烧灼状。)
(图:油菜缺钾叶片)
(图:油菜缺钾叶片,开始叶色变深,逐渐卷曲呈瓢状,最后叶的边缘失绿干枯。干枯部份的叶缘多数外翻,如遇低温就出现像沸水烫过的急性干枯,叶片变脆。)
烟草缺钾症状大约在生长中后期发生,老叶叶尖变黄及向叶缘发展,叶片向下弯曲,严重时变成褐色,干枯坏死脱落。抗病力降低。成熟时落黄不一致。马铃薯缺钾生长缓慢,节间短,叶面粗糙、皱缩,向下卷曲,小叶排列紧密,与叶柄形成夹角小,叶尖及叶缘开始呈暗绿色,随后变为黄棕色,并渐向全叶扩展。老叶青铜色,干枯脱落,切开块茎时内部常有灰蓝色晕圈。
(图:烟草植株缺钾症状:叶尖和叶缘失绿,组织坏死形成褐斑,叶片下卷)
蔬菜作物一般在生育后期表现为老叶边缘失绿,出现黄、白色斑,变褐、焦枯,并逐渐向上位叶扩展,老叶依次脱落。
(图:茄子缺钾老叶边缘失绿、叶脉间斑点状失绿。)
(图:黄瓜缺钾下位叶叶尖及叶缘发黄,渐向脉间叶肉扩展,果实常呈头大蒂细的棒槌形。)
甘蓝、白菜、花椰菜易出现症状,老叶边缘焦枯卷曲,严重时叶片出现白斑,萎蔫枯死。缺钾症状尤以结球期明显。甘蓝叶球不充实,球小而松。花椰菜花球发育不良,品质差。
(图:洋白菜易出现缺钾症状,老叶边缘焦枯卷曲,严重时叶片出现白斑,萎蔫枯死。)
(图:花椰菜易缺钾,老叶边缘焦枯卷曲,严重时叶片出现白斑,萎蔫枯死。)
(图:芹菜叶片严重缺钾症状)
黄瓜、番茄缺钾症状表现为下位叶叶尖及叶缘发黄,渐向脉间叶肉扩展,易萎蔫,提早脱落,黄瓜果实发育不良,常呈头大蒂细的棒槌形。
(图:黄瓜缺氮缺钾对比:左为正常叶片和瓜。中为缺钾叶片和瓜,叶缘淡褐色坏死;瓜条大头细尾。右为缺氮叶片和瓜,缺氮黄瓜植株矮小,叶脉淡绿,叶片淡黄或淡褐色;瓜条顶端尖细,淡黄或淡褐色。)
番茄果实成熟不良,落果,果皮破裂,着色不匀,杂色班驳、肩部常绿色不褪,果肉萎缩,少汁,称“绿背病”。
(图:番茄缺钾带“绿背”)
(图:番茄施钾提高甜度,减轻病虫害的入侵,延长果实保鲜期)
果树中,柑橘轻度缺钾仅表现果形稍小,其它症状不明显,对品质影响不大。严重时叶片皱缩,蓝绿色,边缘发黄;新生枝伸长不良,全株生长衰弱。
{图像(苹果缺钾叶缘焦灼状)}
(图:苹果因钾+镁与钙比例失调所致果肉苦痘病)
香蕉缺钾叶片变小,从老叶叶尖和边缘开始迅速变黄,向内卷曲,最后死叶在叶片基部附近折断。植株早衰,蕉把数减少,蕉指扭曲畸形,商品性差。
(图:香蕉缺钾叶片变小,从叶尖开始迅速变黄,向内卷曲。)
(图:储存19天的香蕉。左边缺钾香蕉已腐烂发霉。中国)
马铃薯、甜菜、玉米、大豆、烟草、桃、甘蓝和花椰菜对缺钾反应敏感。
四、市场上主要的含钾化肥
有机肥料中钾含量相对较高的是草木灰、作物秸杆堆肥和食草动物粪便。
钾矿以地下的固体盐矿床和死湖、死海中的卤水形式存在,有氯化物、硫酸盐和硝酸盐等形态。
氯化钾肥直接从盐矿和卤水中提炼,成本低,加拿大和俄罗斯产量大。氯化钾肥会在土壤中残留氯离子,忌氯作物不宜使用。长期使用氯化钾肥容易造成土壤盐指数升高,引起土壤缺钙、板结、变酸,应配合施用石灰和钙肥。大多数其它钾肥的生产都与氯化钾有关。
硫酸钾肥会在土壤中残留硫酸根离子,长期使用容易造成土壤盐指数升高、板结、变酸,应配合施用石灰和钙镁磷肥。水田不宜施用硫酸钾,因为淹水状态下的氧化还原电位低,硫酸根离子易还原为硫化物,致使植物根系中毒发黑。硝酸钾肥是所有钾肥中最适合植物吸收利用的钾肥。其盐指数很低,不产酸,无残留离子。它的氮钾元素重量比为1:3,恰好是各种作物氮钾养分吸收的配比。硝酸钾溶解性好,不但可以灌溉追施,也可以叶面喷施。配制营养液一般离不开硝酸钾。
范文五:大量元素氮对作物的作用和含氮化肥[试题]
大量元素氮对作物的作用和含氮化肥
曹恭 梁鸣早
氮的元素符号是N,是第一个植物必需大量元素。氮对植物生长是生死攸关的。氮是蛋白质、叶绿素、核酸、酶、生物激素等重要生命物质的组成部分,是植物结构组分元素。
一、植物对氮的吸收和转运
植物根系可以吸收铵态氮和硝态氮。作物种类不同,吸收铵态氮和硝态氮的比例不同。水稻以吸收铵态氮为主。在温暖、湿润、通气良好的土壤上,旱地作物主要吸收硝态氮。旱地作物在幼苗期大多吸收铵态氮,而主要生育期以吸收硝态氮为主。但在温度过高过低、土壤湿度过大过小、通气不良、使用硝化抑制剂阻断铵态氮转化为硝态氮的情况下,旱地作物被迫吸收利用铵态氮。
植物吸收硝酸盐为主动吸收,受载体作用的控制,要有H+泵ATP酶参与。铵态氮的吸收机制还不太清楚。根系吸收的氮通过蒸腾作用由木质部输送到地上部器官。植物吸收的铵态氮绝大部分在根系中同化为氨基酸,并以氨基酸、酰胺形式向上运输。植物吸收的硝态氮以硝酸根形式、或在根系中同化为氨基酸再向上运输。韧皮部运输的含氮化合物主要是氨基酸。
植物吸收的硝酸盐在植物根或叶细胞中利用光合作用提供的能量或利用糖酵解和三羧酸循环过程提供的能量还原为亚硝态氮,继而还原为氨,这一过程称为硝酸盐还原作用。氨在植株体内参与各种代谢物质的生成。
二、氮在植物体内的转化 硝态氮进入植物体后形成氨基酸。氨基酸构成蛋白质。 蛋白质是构成细胞原生质的重要成分。在氨同化作用过程中,氨与谷氨酸、天冬氨酸等各种有机化合物相结合,产物为谷氨酰胺、天冬酰胺等。谷氨酰胺和天冬酰胺在氨基酸合成过程中提供氨基,与α-酮酸等底物生成100多种氨基酸,其中有20种氨基酸用来合成蛋白质。
甘氨酸和谷氨酸这两种氨基酸参与生成另一种重要生命物质,遗传基因,即核糖核酸和脱氧核糖核酸。二氧化碳、氨、氨基酸,有时还有甲酸盐生成氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶)。氮碱基与核糖相连,称为核苷。核苷与磷酸连接成核苷酸。核苷酸组成核酸,是生物遗传信息的主要储存库。脱氧核糖核酸将植物遗传信息转录到核糖核酸,核糖核酸将信息翻译为多肽的氨基酸顺序,形成蛋白质。
氮还参与合成叶绿素,植物的绿色就是叶绿素的颜色。先由L-谷氨酸形成δ-氨基-γ-酮戊二酸,再生成胆色素原(吡咯环),再合成尿卟啉原,继而生成原卟啉,又生成原叶绿素酸酯,最终形成叶绿素。
氮还参与合成酶、辅酶、辅基。酶是一类具有特殊功能的蛋白质,可以催化生物反应过程。简单蛋白质酶类除蛋白质外不含其他物质,结合蛋白质酶类则由蛋白质和称为辅助因子的非蛋白质的小分子物质组成全酶。辅助因子包括辅酶、辅基和金属离子。辅酶和辅基的组成与维生素和核苷酸有关。
氮还参与合成各种维生素。维生素B1含有氨基和硫,又叫硫胺素,在生物组织中常以硫胺素焦磷酸酯(TPP)形式存在。维生素B2又叫核黄素,是许多氧化还原酶、黄酶的辅基。维生素B6是吡啶的衍生物。吡哆醇
在无机磷、ATP参与下能转变成磷酸吡哆醛。它是氨基转移酶的辅酶。维生素PP为尼克酰胺。尼克酸在生物体内由色氨酸转变而来,构成脱氢酶的主要辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)的成分。
氮还参与合成各种生物碱,包括烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱、奎宁、麻黄碱等。胆碱是卵磷脂的重要成分,卵磷脂参与生物膜的合成。
氮还参与合成各种植物激素(生长素和细胞分裂素也是含氮有机化合物)和酰脲(尿囊素、尿囊酸、瓜氨酸、β-尿基丙酸和β-尿基异丁酸等也是储存和运输形态的氮,和谷氨酰胺和天冬酰胺一样,是植物体内储存、转运氨和解除氨毒的形态。)
三、植物缺氮和过量症状
植物缺氮就会失去绿色,植株生长矮小细弱,分枝分蘖少,叶色变淡,呈色泽均一的浅绿或黄绿色,尤其是基部叶片。
蛋白质在植株体内不断合成和分解,因氮易从较老组织运输到幼嫩组织中被再利用,首先从下部老叶片开始均匀黄化,逐渐扩展到上部叶片,黄叶脱落提早。株型也发生改变,瘦小、直立,茎杆细瘦。根量少、细长而色白。侧芽呈休眠状态或枯萎。花和果实少。成熟提早。产量、品质下降。
(图:小麦缺氮时氮从老叶转移到新叶中,老叶均匀发黄,植株生长矮小细弱)
(图:棉花缺氮生长矮小,叶色淡,呈浅绿或黄绿,色泽均一。缺氮症状下部叶先变黄后延续到上部叶。
株型瘦小、茎杆细瘦。根量少、细长而色白。提早成熟,籽棉品质低)
(图:大豆缺氮植株生长矮小,分枝分蘖少,叶色变淡,呈浅绿或黄绿,色泽均一,尤其是基部叶片下部
叶片先黄)
禾本科作物无分蘖或少分蘖,穗小粒少。玉米缺氮下位叶黄化,叶尖枯萎,常呈“V”字形向下延展。双子叶植物分枝或侧枝均少。草本的茎基部常呈红黄色。豆科作物根瘤少,无效根瘤多。
(图:玉米缺氮下位叶黄化,叶尖枯萎,呈“V”字形向下延展)
叶菜类蔬菜叶片小而薄,色淡绿或黄绿,含水量减少,纤维素增加,丧失柔嫩多汁的特色。结球菜类叶球不充实,商品价值下降。块茎、块根作物的茎、蔓细瘦,薯块小,纤维素含量高、淀粉含量低。
果树幼叶小而薄,色淡,果小皮硬,含糖量虽相对提高,但产量低,商品品质下降。
除豆科作物外,一般作物都有明显反应,谷类作物中的玉米;蔬菜作物中的叶菜类;果树中的桃、苹果和柑橘等尤为敏感。
根据作物的外部症状可以初步判断作物缺氮及其程度,单凭叶色及形态症状容易误诊,可以结合植株和土壤的化学测试来做出诊断。
植株氮过量时营养生长旺盛,色浓绿,节间长,腋芽生长旺盛,开花座果率低,易倒伏,贪青晚熟,对寒冷、干旱和病虫的抗逆性差。
(图:玉米氮过量成熟时缨为绿色)
(图:柑橘氮过量果实颜色欠佳)
(图:马铃薯遇氨气叶片受损坏死)
(图:苹果氮不足与过量叶片)
(图:番茄氮过量幼苗萎蔫)
(图:苹果氮素过量的叶片大而有皱)
(图:黄瓜氮过量叶片镶金边)
(图:柑橘植株氮过量叶色浓绿徒长)
(图:番茄氮过量果实症状类似缺钾)
(图:黄瓜氮严重过量叶片萎蔫)
(图:水稻氮过量引起倒伏)
(图:苹果氮过量的果实)
氮过量时往往伴随缺钾和/或缺磷现象发生,造成营养生长旺盛,植株高大细长,节间长,叶片柔软,腋芽生长旺盛,开花少,座果率低,果实膨大慢,易落花、落果。禾本科作物秕粒多,易倒伏,贪青晚熟;块根和块茎作物地上部旺长,地下部小而少。过量的氮与碳水化合物形成蛋白质,剩下少量碳水化合物用作构成细胞壁的原料,细胞壁变薄,所以植株对寒冷、干旱和病虫的抗逆性差,果实保鲜期短,果肉组织疏松,易遭受碰压损伤。可用补施钾肥以及磷肥来纠正氮过量症状。有时氮过量也会出现其它营养元素的缺乏症。
四、土壤和大气中的氮循环
在20世纪以前,土壤中的氮都是在自然氮循环过程中来自大气。大气中含氮78%,主要通过固氮菌固氮和
大气放电固氮进入土壤,被植物吸收利用,还可能进一步成为动物的食粮。动物粪便和植物秸杆是大气-土壤-植物-动物氮循环的环节。现在通过人工合成氨固氮,制造出尿素、碳酸氢铵、硫酸铵等一系列含氮肥料,通过土壤施用和叶面喷施加入这一循环中。
动物粪便和植物秸杆这些有机物质进入土壤后,在一系列土壤微生物的作用下,经过一系列分解转化过程。如果碳氮比小于25,会释放出铵态氮,铵态氮在硝化细菌的作用下,经过两步变为硝态氮。土壤温度、湿度、通气状况、pH值、微生物种群数量等条件决定其转化速率和数量。这需要一段较长的时间。碳氮比大于30的有机物质在土壤中要吸收一部分土壤中原有的矿质氮用于微生物分解活动,待碳氮比小于25后再释放氮。有机肥中鸡粪含氮量最高,猪粪其次,食草动物较低,植物秸杆含氮量低。
化肥中的铵态氮也要经过硝化作用转化为硝态氮,与有机肥无异。 铵与钾相近,容易被土壤吸附。硝酸根则比较容易随水流失,进入地下水或河流湖海中会造成环境污染。在通气不良、湿度过大的土壤中,硝酸根会产生反硝化作用生成氮氧化物释放到空气中损失掉。
五、市场上主要的含氮化肥
含氮化肥分为两大类:铵态氮肥和硝态氮肥。 铵态氮肥主要包括碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵等。尿素施入土壤后会分解为铵和二氧化碳,可视为铵态氮肥。铵态氮肥是含氮化肥的主要成员。使用铵态氮肥时应注意两个问题。第一是铵能产酸,施用后要注意土壤酸化问题。第二是在碱性土壤或石灰性土壤上施用时,特别是高温和一定湿度条件下,会产生氨挥发,注意不要使用过量造成氨中毒。其它含铵化肥还有磷酸一铵、磷酸二铵、钼酸铵等,在主要作为其它营养元素来源时也应同时考虑其中铵的效益和危害两方面的作用。
硝态氮肥主要包括硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙等,使用时往往注重其中的钾、钙等营养元素补充问题,但也不应忽视伴随离子硝酸盐的正反两方面作用。施用硝态氮肥则应注意淋失问题,尽量避免施入水田,对水稻等作物仅可叶面喷施。硝态氮肥肥效迅速,作追肥较好。另外, 在土壤温度、湿度、通气状况、pH值、微生物种群数量等条件处于不利情况下,肥效远远大于铵态氮肥。
硝酸铵既含铵又含硝酸盐,使用时要同时考虑这两种形态氮的影响。
(图:马铃薯遇氨气叶片受损坏死)
(图:莴苣硝酸盐和氯化物中毒而“烧边”)
(图:番茄氮过量幼苗萎蔫)
(图:番茄氮过量果实症状类似缺钾)
(图:苹果氮素营养失衡)
(图:苹果氮过量的果实)
(图:苹果氮素过量的叶片大而有皱)
(图:苹果氮不足与过量叶片)
(图:黄瓜氮过量叶片镶金边)
(图:黄瓜氮严重过量叶片萎蔫)
(图:水稻氮过量引起倒伏)
(图:高粱叶片硝酸盐中毒叶片自边缘起向内变黄变褐)
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