淺談植物對銨、硝態(tài)氮的相對吸收能力

文| 天脊集團(tuán)農(nóng)化服務(wù)中心 郭小芳

銨、硝態(tài)氮的植物營養(yǎng)生理性質(zhì)

銨、硝態(tài)氮都是植物和微生物的良好氮源，可以被它們直接吸收和利用。這兩種形態(tài)的氮素約占植物吸收陰陽離子的80%。

植物在吸收和代謝兩種形態(tài)的氮素上存在不同。首先，銨態(tài)氮進(jìn)入植物細(xì)胞后必須盡快與有機(jī)酸結(jié)合，形成氨基酸或酰胺，銨態(tài)氮以NH3的形態(tài)通過快速擴(kuò)散穿過細(xì)胞膜，氨系統(tǒng)內(nèi)的NH4+的去質(zhì)子化形成的NH3對植物毒害作用較大。硝態(tài)氮在進(jìn)入植物體后一部分還原成銨態(tài)氮，并在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行代謝，其余部分可“貯備”在細(xì)胞的液泡中，有時達(dá)到較高的濃度也不會對植物產(chǎn)生不良影響，硝態(tài)氮在植物體內(nèi)的積累都發(fā)生在植物的營養(yǎng)生長階段，隨著植物的不斷生長，體內(nèi)的硝態(tài)氮含量會消耗凈盡，至少會大幅下降。

在根中同化1分子銨態(tài)氮就要產(chǎn)生1個質(zhì)子，后者必須排出體外。如外部pH低，質(zhì)子凈釋放受抑，細(xì)胞內(nèi)pH就會下降，而低pH有利于多膠合成，對根系生長不利。相反，在這種條件下，吸收硝態(tài)氮有利于OH-或HC03-排出，導(dǎo)致根際pH上升，不存在上述問題，也不產(chǎn)生氨毒害。但在堿性土壤上根際pH上升會對礦質(zhì)養(yǎng)分（如鐵）吸收和利用帶來不利影響。

植物對銨、硝態(tài)氮的相對吸收能力

植物對銨、硝態(tài)氮吸收情況除與植物種類有關(guān)外，外界環(huán)境條件有著重要的影響。其中溶液中的濃度直接影響吸收的多少，溫度影響著代謝過程的強(qiáng)弱，而土壤pH影響著兩者進(jìn)入的比例：在其他條件一致時，pH低，有利于硝態(tài)氮的吸收；pH高，有利于銨態(tài)氮的吸收。

一般情況下，同時施用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮肥，往往能獲得作物較高的生長速率和產(chǎn)量。同時施用兩種形態(tài)氮，植物更易調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)pH值和通過消耗少量能量來貯存一部分氮。兩者合適的比例取決于施用的總濃度：濃度低時，不同比例對植物生長影響不大，濃度高時，硝態(tài)氮作為主要氮源顯示出優(yōu)越性。

影響兩種氮素形態(tài)效果的主要因子是作物種類，同一作物的不同品種、氣候條件、土壤和氮肥用量。以小麥對這兩種形態(tài)氮肥的反應(yīng)為例：施氮量為120kg/hm2，均作播前種肥一次施入。在大田試驗條件下，單獨供給硝態(tài)氮和供給硝態(tài)氮加銨態(tài)氮（硝態(tài)氮∶銨態(tài)氮＝2∶1）時，小麥生長發(fā)育良好；而單獨供給銨態(tài)氮時，小麥生物產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量均有所下降；供給銨態(tài)氮加硝態(tài)氮（銨態(tài)氮∶硝態(tài)氮＝2∶1）時，小麥生物產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量介于單獨供給銨態(tài)氮與單獨供給硝態(tài)氮之間。

雖然銨、硝態(tài)氮都是植物根系吸收的主要無機(jī)氮，但不同作物對其有不同偏好性。適應(yīng)酸性土壤生長的嫌鈣植物和適應(yīng)低氧化還原勢土壤條件下生長的植物（如水稻）嗜好銨態(tài)氮，有些植物如馬鈴薯，適于低pH，供應(yīng)銨態(tài)氮，可使介質(zhì)pH降低，對植株，特別對根系生長有明顯優(yōu)點。某些植物施用銨態(tài)氮肥能否獲得較高的生長速率和產(chǎn)量，主要取決于根部溫度以及影響根部碳水化合物供應(yīng)的因素，如光照強(qiáng)度等。pH低時，施用銨態(tài)氮肥不利，但pH大于7時，施用銨態(tài)氮會使介質(zhì)中游離氨濃度增加，也有不利影響。在高等植物中，營養(yǎng)生長尤其是生殖生長速率較高，與銨態(tài)氮對體內(nèi)激素平衡的關(guān)系密切。相反，喜鈣植物和適于高pH石灰性土壤生長的植物，優(yōu)先利用硝態(tài)氮，大多數(shù)旱地作物，如玉米，對硝態(tài)氮偏好；在等氮量供應(yīng)情況下，硝態(tài)氮的增產(chǎn)效果更突出。蔬菜是一類很容易累積硝酸鹽的作物，又是對硝酸鹽非常偏愛的作物。在田間，由于尿素態(tài)氮或銨態(tài)氮會很快轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，施用這兩類形態(tài)的氮素，對蔬菜并沒有什么不良后果，但水培試驗中，只要營養(yǎng)液中加入硝態(tài)氮，沒有銨態(tài)氮、尿素態(tài)氮，蔬菜正常生長，并沒有因未加入這兩種形態(tài)氮素而受到任何影響。相反，沒有硝態(tài)氮而加入尿素或任何銨態(tài)氮，蔬菜就生長不正常，甚至絕收。例如：萵筍、菠菜、小白菜、和大青菜4種作物在溶液培養(yǎng)條件下，單獨供給硝態(tài)氮，4種作物均生長發(fā)育良好；供給硝態(tài)氮加銨態(tài)氮（硝態(tài)氮∶銨態(tài)氮＝1∶1），生長量均有所下降，而單獨供給銨態(tài)氮時，生長量則大幅下降。

1980年Hageman在綜述了一個世紀(jì)以來關(guān)于氮素形態(tài)對植物的影響后指出，Amon1937年提出的“銨態(tài)氮和硝態(tài)氮都可以為植物生長和生產(chǎn)提供足夠的氮源，但硝態(tài)氮似乎更安全”的觀點仍然是正確的。