如何提高氮肥利用率,植物应该补充哪种氮肥

植物在生长发育过程中需要不断吸收水分和营养,其中氮、磷、钾是三种最重要的矿质元素,其中氮素是植物需求量最大的元素。氮素在植物体内主要作为构成蛋白质、核酸和磷脂的主要成分;此外,氮是许多酶、ATP、多种辅酶和辅基的成分,在物质和能量代谢中起重要作用;氮也是某些植物激素(生长素和细胞分裂素)、维生素(B1、B2、B6、PP)、生物碱等的成分,对生命活动起调节作用;氮参与构成叶绿素,与光合作用密切相关。

植物对氮素的吸收主要以硝态氮、铵态氮的形式进行吸收,此外植物还可以吸收尿素、氨基酸等小分子有机物,那么补充哪种形式的氮素对植物最好呢?要了解植物需要补充哪种氮素,就要了解植物是如何利用氮素的:

1、铵态氮

铵态氮在植物体内可以直接被吸收利用,铵态氮被植物吸收以后,经过谷氨酰胺合酶、谷氨酸合酶、转氨酶、天冬酰胺合酶的转化,将铵离子转移到氨基酸分子上,形成天冬酰胺。一分子的铵态氮经过一个循环可以形成一分子的天冬酰胺,再经过各种置换反应得到其他氨基酸进而形成蛋白质。

铵态氮同化过程

2、硝态氮

硝态氮是环境中常见的氮素存在形式之一,对于植物来说又叫速效氮,水溶性好,植物可以快速吸收利用。但是植物吸收硝态氮后需要经过复杂的转化,变成铵态氮后才能被同化利用,硝酸的还原的过程是极消耗能量的。首先,硝态氮经过硝酸还原酶的作用,转化为亚硝酸;亚硝酸在亚硝酸还原酶的作用下,转化为铵态氮。铵态氮再经过转氨作用形成氨基酸上的氮素,与铵态氮的同化过程相同。

硝态氮转化过程

3、尿素

尿素在环境中大多被土壤中的脲酶分解成氨和二氧化碳然后被植物吸收利用,然而植物也可以吸收少量的尿素,尿素被植物吸收后,在植物体内脲酶的作用下分解成氨,然后通过转氨形成氨基酸上的氮。

4、氨基酸

氨基酸是小分子含氮有机物,在环境中存在数量比较少,可以被植物直接吸收利用,作为蛋白质合成的原材料。

在氮素施用过程中需要考虑植物对氮素的需求量,还要考虑氮素在环境中的行为。植物缺氮时,蛋白质、核酸、磷脂等物质合成受阻,植株矮小,叶片小而薄,叶色变黄,分枝少,花少,子实不饱满,产量低。由于氮在植物体中移动性大,老叶中的氮素分解后可运输到幼嫩组织中重复利用,所以植物的缺素症状首先从老叶中表现出来,逐渐发展到新叶。氮肥过多则易导致叶片大而深绿,营养体徒长,柔软披散,成熟期延迟。另外,氮素过多时,植物体内含糖量相对不足,大部分糖与氮形成蛋白质,小部分糖形成纤维素、木质素等,造成细胞质丰度而壁薄,茎部机械组织不发达,易倒伏,易受病虫侵害,植物抗逆性差。因此要合理规划植物氮肥的使用时期,适当的补充氮素。

直接给植物提供铵态氮可以有效的节省植物在氮素转化中消耗的能量。但是铵态氮在土壤中容易被固化,造成土壤的板结;而硝态氮用量过大就会造成氮素的流失,资源的浪费。在用肥过程中要结合实际情况,合理调整肥料中硝态氮和铵态氮的含量。

总结:根据土壤中氮素的转化和物质循环,铵态氮能够固化在土壤中,可以作为持续的碳源,就像是冰川可以为河流持续提供水源;硝态氮能够快速被植物吸收,并且在土壤中转化比较迅速。在进行补充氮素时可以按照铵态氮:硝态氮=4:6的比例进行补充(比例可根据不同作物进行调整),期间可以相应补充微量元素增加肥料的平衡性。铵态氮过多不仅会造成土壤的板结,也会抑制植物对金属离子的吸收;

植物对氮素吸收(图片来源网络)

硝态氮过多虽然会使叶片浓绿,但会造成氮素的浪费和植物的贪青晚熟。在植物生长前期,即营养生长时期,可以多补充氮素,促进叶片的生长和茎杆的伸长,以促进植物的光合作用;在植物生长后期,应酌情减少氮肥的使用,防治作物贪青晚熟。

土壤中氮循环

小结分享:

硝态氮的使用会增加叶绿素含量,促进叶片增绿。主要是因为硝态氮转化过程是在叶绿体中进行的。硝态氮转化为亚硝态氮的过程在细胞质中进行,亚硝态氮转运到叶绿体中,经过氧化还原反应转化为铵态氮,在施加硝态氮肥过程中,叶绿体中亚硝态氮会形成累积,亚硝态氮是有毒物质,会刺激植物进行叶绿体的合成进而解毒,通过这种反馈机制促进叶片增绿。

氮素在植物体内同化过程

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