种植基础｜氮素在作物体内的含量、分布、功能及失调表现

一、作物体内氮的含量

作物体内的含氮量约为作物干物质质量的0.3%～5%，含量的高低因作物种类、器官类型、生育时期的不同而异。豆科作物含氮量往往远高于禾本科作物，作物幼嫩器官和种子中含氮量较高，而茎秆尤其是衰老的茎秆含氮量较低。在一定的施氮水平下，稻谷中的含氮量、可溶性氮的含量，均随氮肥用量的增加而提高。

二、作物体内氮的分布

氮在作物体内具有较大的移动性，其在作物体内的分布情况，随作物不同生育期及体内的碳、氮代谢而有规律地变化。在作物生育期中，约有70%的氮可以从较老的叶片转移到正在生长的幼嫩器官中被利用；到成熟期，叶片和其他营养器官中的蛋白质等含氮有机物可水解为氨基酸、酰胺并转移到贮藏器官，如种子、果实、块根、块茎等，重新形成蛋白质。

二、氮的生理功能

氮是蛋白质的重要组成，蛋白质中约含有16%～18%的氮。蛋白质是构成细胞原生质的基本物质，而原生质是作物体内新陈代谢的中心。

氮是核酸和核蛋白的成分。核酸存在于所有作物体内的活细胞中。核酸与蛋白质结合而成核蛋白，核酸与蛋白质的合成以及作物的生长发育和遗传变异有着密切的关系。

氮是叶绿素的组成成分。高等作物叶片中约含有20%～30%的叶绿体，而叶绿体中含有40%～60%的蛋白质，叶绿体中的叶绿素a(CHONMg)和叶绿素b(CHO NMg)的分子中均含有氮，叶绿体是作物进行光合作用的场所。环境中氮素供应水平的高低与叶片中叶绿素的含量呈正相关，叶绿素含量的多少直接影响着光合作用产物的形成。

氮是作物体内许多酶的成分。在细胞的可溶性蛋白质中，酶蛋白占相当大的比例，例如RuBP羧化酶约占叶细胞可溶性蛋白的50%。氮与酶蛋白的形成及其酶促反应紧密联系在一起，从而深刻地影响着作物体内的多种新陈代谢过程，影响着作物体内一系列生物化学反应的进行速度，从而控制作物体内许多重要物质的转化过程。

氮是作物体内多种维生素的成分。维生素B1(CHCLNOS)、维生素B2(CH0NO )和维生素B6(CHNO)等分子中均含有氮，它们是辅酶的成分，参与作物的新陈代谢。 氮也是一些植物激素的成分。植物生长素和细胞分裂素中都含有氮。 氮还是ATP、NAD、NADP、FAD、磷脂和各种生物碱等重要化合物的组成成分。

三、作物氮素营养失调的形态表现

氮在作物生长发育过程中是一个最活跃的元素，在体内的移动性大且再利用率高，并在体内随着作物生长中心的更替而转移。因此，作物对氮素营养的丰歉状况极为敏感，氮的营养失调对作物的生长发育、产量与品质有着深刻的影响。

作物缺氮时，蛋白质、叶绿素的形成受阻，细胞分裂减少。因此，作物在不同生育时期表现出不同的缺氮症状，在营养生长期，作物以根、茎、叶生长为中心，因此作物苗期缺氮时，出叶速度慢，叶片小而少，呈浅绿或淡黄色，分蘖、分枝少，根系少而长。当作物进入生殖生长期，以开花结实为中心，因此缺氮时，下部老叶提早枯落，上部叶片生长缓慢，植株矮小，茎秆纤细，纤维素增多，组织老化。缺氮易导致成熟期作物早衰或过早成熟，结实率降低，籽实少、产量低、品质差。

当氮素供应过多时，往往导致作物氮素的奢侈吸收。体内过量的氮用于叶绿素、氨基酸及蛋白质的形成，过多地消耗体内的光合产物，减少构成细胞壁所需的原料，如纤维素、果胶等物质形成受阻，细胞壁变薄，机械支持力减弱；体内过多的氮主要以非蛋白质态氮的增加为主，植物组织柔软多汁，使作物容易倒伏和发生病虫危害；体内过多的氮增加细胞内氨基酸的积累，促进细胞分裂素形成，作物长期保持嫩绿，延迟成熟。如禾谷类作物苗期氮营养过剩，出叶迅速，叶色浓绿、多汁，分蘖期长，分蘖多；拔节、孕穗期氮营养过剩，节间拉长，植株徒长，叶片软披，分蘖继续发生，颖花稀疏；氮营养过剩，还会导致作物成熟期灌浆慢，贪青晚熟，成穗率低，结实性差，空秕率增加，千粒重下降，经济产量降低。