7、土壤中氮的形态
(1)有机氮:占土壤全氮总量的95-98%以上; (2)无机氮:占土壤全氮总量的2-5%。
8、土壤中氮的转化:土壤中不同形态氮素间的转化,主要是有机氮和无机氮之间,以及不同无机氮形态之间的转化。
有机氮的矿化作用:又称氨化作用,在微生物作用下,土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程。最适发生条件:温度为20~30℃,湿度为田间持水量的60%,土壤pH=7,C/N≤25:1。
NH4吸附固定:由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4+的吸附作用;
+
NH4晶格固定:NH4+进入2:1型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用。
+
土壤氨挥发:在中性或碱性条件下,土壤中的NH4+转化为NH3而挥发的过程,与①土
+
壤pH、土壤CaCO3含量、③温度、④施肥深度、⑤土壤水分含量、⑥土壤中NH4的含量相关。
硝化作用:通气良好条件下,土壤中的NH4+在微生物(亚硝化细菌和硝化细菌)的作用下氧化成硝酸盐的现象,土壤通气状况、土壤反应、土壤温度。
生物固氮:固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程,据固氮微生物的固氮特点和与植物的关系,可分为自生固氮、共生固氮和联合固氮。
反硝化作用:嫌气条件下,土壤中的硝态氮在反硝化细菌作用下还原为气态氮从土壤中逸失的现象。最适条件:土壤通气不良,新鲜有机质丰富,pH5~8,温度30~35℃。反硝化作用是稻田氮损失主要途径:占氮肥损失的35%。
9、土壤氮的有效性:土壤中能被当季作物利用的氮素,包括无机氮(< 2%)和易分解的有机氮。
增加途径:施肥(有机肥、化肥)、氨化作用、硝化作用(喜硝作物)、生物固氮、雷电降雨。
减少途径:植物吸收带走、氨的挥发损失、硝化作用(喜铵作物)、反硝化作用、硝酸盐淋失、生物和吸附固定(暂时)。
10、1991年以后:全国氮肥产量一直稳居世界第一; 1995年我国氮肥(纯养分)施用量高达2021.9吨,占全国化肥总用量的56%。2005年全国氮肥已经高达2229.3万吨。 氮肥分类 按氮肥的含氮基团来进行分类:铵态氮肥、硝态氮肥和酰胺态氮;
按氮肥的物理性质分:有液体氮肥和固体氮肥; 按氮肥供氮速率分: 有速效氮肥和长效氮肥。
液态氮肥主要有氨水、液氨和氮溶液;铵态氮肥主要有硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和碳酸氢铵等。铵态氮肥中的氮素以铵离子形态存在;硝态氮肥包括硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵和硝酸钾等,这些肥料中的氮素以NO3-的形式存在。
11、液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵。每一种肥料的特性、合理施用自己补充。 共性:
①易溶于水,易被作物吸收; ②易被土壤胶体吸附和固定; ③通气条件下可发生硝化作用;
④碱性环境中氨易挥发;
⑤高浓度对作物尤其幼苗易产生毒害(NH3); ⑥对钙、镁、钾等的吸收有拮抗作用; ⑦多不能作种肥(除硫铵)。
12、生理酸性肥料:化学肥料进入土壤后,如植物吸收肥料中的阳离子比阴离子快时,土壤溶液中就有阴离子过剩,生成相应酸性物质,久而久之就会引起土壤酸化。这类肥料称为生理酸性肥料。反之,即为生理碱性肥料。
13、硝态氮肥:硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾。每一种肥料的特性、合理施用自己补充。 共性:
①易溶于水,易被作物吸收(主动吸收); ②不被土壤胶体吸附,易随水流失; ③易发生反硝化作用; ④促进钙镁钾等的吸收;
⑤吸湿性大,具助燃性(易燃易爆);
⑥不宜作基肥和种肥,作追肥时应避免在水田施用。 14、两种形态氮素性质和某些特性的比较
铵态氮素(NH4+-N):带正电荷,阳离子;能与土壤胶粒上的阳离子进行交换而被吸附;被土壤胶粒吸附后移动性减少,不随水流失;进行硝化作用后,转变为硝态氮,但不降低肥效。
硝酸态氮素(NO3--N):带负电荷,阴离子;不能进行交换吸收而存在于土壤溶液中;在土壤溶液中随土壤水分运动而移动,流动性大,易流失;进行反硝化作用后,形成氮气或氮氧化物而丧失肥效。
15、酰胺态氮肥:指含有酰胺基(-CONH2)或在分解过程中产生酰胺基的氮肥,如尿素。 酰
+
胺态氮及其中间产物可被作物直接吸收,但土壤中酰胺态氮肥主要通过水解转化成NH4后而被作物大量吸收利用。酰胺态氮肥的肥效相对于铵态氮肥或硝态氮肥较缓慢
施用:可作基肥、追肥,深施,宜作根外追肥:适宜浓度 0.5~1.0%,2~3次,7~10天喷一次,规定尿素中缩二脲< 0.5%。
16、长效氮肥:长效氮肥又称缓效氮肥或缓释氮肥,主要通过控制氮肥的溶解,达到控制释放、延长肥效,使之能与作物生育期间氮的需求相适应。长效氮肥主要有三种类型,即微溶化合物,尿醛缩合物和包膜肥料。
缓释肥料(SRF):施用后在环境因素(如微生物、水)作用下缓慢分解,释放养分供植物吸收的肥料。如脲甲醛、脲乙醛、脲异丁醛、草酰胺。
控释氮肥(CRF):通过包被材料控制速效氮肥的溶解度和氮素释放速率,从而使其按照植物的需要供应氮素的一类肥料,是缓释肥料的高级形式。特点:根据作物不同生长阶段对养分的需求,人为地控制养分的供应和释放速度,从而一次施用能满足作物各个生育阶段的需要;基本上能消除养分在土壤中的淋失、退化、挥发等损失;能在很大程度上避免养分在土壤中的生物、化学固定;能基本满足现代农业规模化的需求,省工、省时、省力,一次大量施用不会对作物根系产生伤害;养分含量高、利用率高等。
包膜肥料:在速效氮肥外表包裹一层或数层半透性或难溶性的惰性物质,以减缓养分的
释放速率而制成的肥料,即通过包膜扩散、包膜逐步分解或水分进入膜内使包膜破裂而释放氮素。包膜材料有硫磺、树脂、聚乙烯、石蜡、沥青及钙镁磷肥等。种类有长效碳铵、涂层尿素、硫衣尿素、新型包膜尿素、添加硝化抑制剂的肥料
17、氨的毒害:开始毒害浓度0.15mM,致死浓度6.0mM。毒害机理:抑制根部呼吸,破坏氧化磷酸化;影响其它离子吸收;抑制植物叶部光合磷酸化作用。预防措施:改进施肥方法,控制肥料用量,选好施肥时机
18、硝酸盐的污染:硝酸盐在植物体内的积累,不会毒害植物(奢侈吸收),但通过食物链将危及动物和人的健康;硝酸盐流失对水体的污染包括对地下水的污染和水体富营养化。世界卫生组织提出的蔬菜硝酸盐累积程度一级标准≦432 mg/kg,地下水硝酸盐含量指标≦50mg/L。蔬菜亚硝酸盐含量的允许上限为0.4mg/kg(鲜重)。 硝酸盐反硝化作用对大气的影响 (1)破坏臭氧层:反硝化作用产生的N2O,在平流层参与重要的大气反应而消耗臭氧。 (2) 加剧温室效应:一分子N2O的增温效应约为一分子CO2的200多倍。大气中的N2O浓度每增加0.2~0.3%,温室效应将增加5%。
19、氮肥利用率:当季作物吸收肥料氮的数量占施氮量的百分数或比例,是衡量氮肥肥效的重要指标。
影响氮肥利用率的因素:作物种类、土壤条件、地形气候、施肥技术等。
20、施肥技术:肥料种类、施肥量、养分配比、施肥时期、施肥方式等项技术的总称。 21、(简述)提高氮肥利用率的途径(目的是提高农业生产效率、减少环境污染):从气候条件、土壤条件、作物种类、肥料品种、施用方法(氮肥深施、施用量)、与有机肥、磷钾肥配合六个方面加以论述。
答案:提高氮肥利用率目的是为了提高农业生产效率、减少环境污染。可以从以下六个方面考虑。
①气候条件:在干旱条件下,作物对肥料用量的反应小,增产不明显;在水分供应充分时,作物对肥料用量的反应大,增产明显。根据我国气候条件:北方干旱缺雨,可分配硝态氮肥,南方湿润雨多,宜分配铵态氮肥。
②土壤条件:根据肥力状况,着重中、低产田;根据土壤质地,砂质土壤“前轻后重,少量多次”,粘质土壤“前重后轻”;依据土壤反应,酸性土区、中性土区,生理碱性肥料,而碱性土区铵态氮肥注意深施结合灌水、盐碱地不宜用氯化铵;依据水分状况,水田区不宜用硝态氮肥,旱地各种均可。
③需氮量:双子叶植物>单子叶植物,叶菜类作物>瓜果类和根菜类,高产品种>低产品种,杂交水稻>常规水稻,营养最大效率期 > 其它时期;同时注意喜铵喜硝植物的区分:大部分蔬菜,如黄瓜、莴苣、番茄、甜菜等为喜硝植物;水稻、甘薯、马铃薯等为喜铵植物。 ④肥料品种。NH4-N可施用于水田、旱地,深施(覆土);NO3-N用于旱地追肥,少量多次;NH4-N可水田、旱地均可,注意深施覆土。
⑤施用方法。氮肥,尤其是铵态氮肥深施可提高肥料利用率、使肥效持久。深施主要施用于根系分布层,土壤剖面10cm左右。施肥方法中另一个提高氮肥利用率的途径就是确定合理的施肥量。低肥力和低产地区可适当提高施氮量;高肥力高产区宜以经济效益最佳的施氮量作为指导施肥的依据;确定适宜施氮量要考虑当季作物的产量效应,以及氮肥后效和提高土壤供氮能力的要求。适宜施肥量的确定可用目标产量法。
⑥注重氮肥与有机肥、磷钾肥的配合施用。有机肥是用可改良土壤,为作物生长提供更好的生长环境;而与氮磷配合施用则可平衡作物营养,提高产量和利用率。
+
-
第七章 植物的磷素营养与磷肥
1、植物体内磷的形态:大部分是有机态磷,占全磷量的85%,无机磷仅占15%左右。有机态磷主要以核酸、磷脂和植素等形态存在。无机态磷主要以钙、镁、钾的磷酸盐形态存在。 2、磷的营养功能:
(1)磷是植物体内重要化合物的组分;
(2)磷加强光合作用和碳水化合物的合成与运转; (3)促进氮素代谢; (4)促进脂肪代谢;
(5)提高作物对外界环境的适应性:抗旱能力(磷脂对水的束缚,减少水损失)、抗寒能力(降低冰点)、抗盐碱能力(细胞液缓冲作用)、抗病性(作物健康)。 3、植物对磷的吸收
形态:主要是正磷酸盐:H2PO4- > HPO42- >PO43-,以及少量有机磷化合物。 吸收机理:主动吸收; 吸收部位:根毛区;
吸收过程:H+与H2PO4-共运。
影响植物吸收磷的因素:作物种类(菌根、排根)和生育期;介质的pH;伴随离子; 其它环境因素 4、植物磷素营养失调症状
磷素营养缺乏症:
植株生长迟缓,矮小、瘦弱、直立,分蘖或分枝少; 花芽分化延迟,落花落果多;
多种作物茎叶呈紫红色,水稻等叶色暗绿症状从茎基部开始。 磷素过多:
植物呼吸作用加强,消耗大量糖分和能量,对植株生长产生不良影响; 无效分蘖增加、早衰,造成锌、铁、锰的缺乏等
5、土壤中磷的含量:我国耕地土壤的全磷量0.2~1.1g/kg,其中有机磷占10-50%,无机磷占50-90%,我国耕地土壤磷呈地带性分布,从南到北、从东到西逐渐增加。影响因素:土壤母质、成土过程、耕作施肥等。
6、土壤磷转化 土壤无机磷固定:土壤液相中的无机磷酸盐等有效态磷转变为无效态磷的过程,称磷的固定作用。包括:化学固定;吸附固定;闭蓄固定;生物固定。
土壤中磷的释放:土壤中的难溶性磷转变为有效态磷的过程,称为磷的释放作用。包括:难溶性磷酸盐的释放;无机磷的解吸;有机磷的矿化。
7、为什么某些旱地条件下,会使作物产生缺P的症状,改水田后缺磷症状会消失?或者为什么水旱轮作磷肥要掌握旱重水轻的原则?
土壤由干变湿的过程中,有效磷增加的原因:
1)石灰性土壤中CO2积聚,使土壤pH值下降;酸性土壤中pH值上升,促进磷酸铁铝水
解;
2)有机阴离子与磷酸铁铝中磷酸根离子代换和磷扩散增加; 3)土壤Eh降低,使难溶性的磷酸铁转变为较易溶的磷酸低铁; 4)包被于磷酸表面的铁铝质胶膜还原,释放闭蓄态磷。 8、中国的磷矿资源特点:储量较丰富;
分布不合理(其中80%分布于云南、贵州、四川、湖北和湖南五省); 品味比较低(P2O5含量>28%为高品位磷矿,而我国80%磷矿属于中低品位) 9、化学磷肥的生产有机械法、酸制法、热制法。
按磷酸盐的溶解性质,把磷肥分为三种类型:水溶性磷肥(普钙、重钙、富钙、半钙)、弱酸溶性磷肥(钙镁磷肥、脱氟磷肥、钢渣磷肥、偏磷酸钙)、难溶性磷肥(磷矿粉、骨粉、矿质鸟粪磷肥)
10、我国磷肥产量于2005年超过美国,居世界第一,2006年实现自给,2007年成为世界要出口大国。
11、三类磷肥的特性与合理施用,自己总结。
12、磷酸退化作用:在过磷酸钙的贮运过程中,如果杂质和游离酸含量较高,过磷酸钙吸湿后,导致水溶性的磷酸一钙转变为难溶性的磷酸铁、磷酸铝,从而降低过磷酸钙有效成分的含量。
过磷酸钙的异成分溶解发生在其施用过程中。过磷酸钙施入土壤后,土壤水分使肥料中水溶性磷酸一钙溶解而形成磷酸二钙和磷酸Ca(H2PO4)2?H2O+H2O→CaHPO4?2H2O+H3PO4。 13、过磷酸钙施用方法
原则:减少与土壤的接触面积;增加与作物根系的接触面积。 方法:集中施用;分层施用;与有机肥料混合施用;作根外追肥
14、有机质提高土壤磷有效性(查笔记) 有机质矿化可直接提供部分无机磷;有机阴离子与磷酸根竞争固相表面专性吸附点位,从而减少对磷吸附;有机物分解产生的有机酸和其它螯合剂,将部分固定态磷释放为可溶态;腐殖质可在铁、铝氧化物等胶体表面形成保护膜,减少对磷酸根的吸附;有机质分解产生的CO2溶于水形成H2CO3,增加钙、镁磷酸盐的溶解度。
15、磷矿粉直接施用应考虑:磷矿的结晶性质、土壤条件、作物特性。 16、磷肥施用对环境的影响
(1)对水体的影响:磷淋溶损失一般为施用量1~5%,严重可达10%,“藻化”水体的临界浓度:PO43-为0.015mg/L (N>0.2mg/L)。造成水体富营养化-水体藻化,水质恶化,引起“赤潮”现象,危害渔业生产。
(2) 用于生产磷肥的磷矿石含有Cd、Pb、F等,可能造成土壤中有害元素的积累。 17、提高土壤磷有效性的途径:
(1)酸性土壤施用石灰,调节其pH至6.5~6.8; (2)增加土壤有机质,减少磷的固定; (3)土壤淹水还原可明显提高磷有效性。 18、磷肥的合理分配与施用(根据提纲查笔记细化)