有机态氮的矿化作用ppt课件
第十章 土壤养分循环详细版.ppt
作物所需的营养元素
一、作物所必需的营养元素
亚农（Arnon）1954年对植物“必需”的养料元素定了三 条标准：
（1）如果缺少这种元素，植物就不能生长或不能完成生 命周期
（2）这种元素不能被其他元素所代替，它有所具有的营 养作用
（3）这种养料元素在植物的代谢过程中具有直接的作用。
农作物必需的营养元素一般有16个：
（1） 土壤酸碱度
pH6.5-6.8之间为宜，可减少磷的固定作用，提高土壤磷 的有效性。
① 难溶性磷酸盐 如氟磷灰石、羟基磷灰石等存在于石灰性土壤中；粉红磷
铁矿和磷铝石在酸性土壤中较多。
② 易溶性磷酸盐 包括水溶性和弱酸溶性两种。 易溶磷酸盐，一方面来自与化肥，另一方面来自于难溶磷
酸盐的溶解。
（四）土壤磷的转化
1．土壤磷的有效化过程
有机态磷和难溶性磷酸盐在一定条件 下，转化为植物可以吸收利用的水溶性的 磷酸盐或弱酸溶性的磷酸盐的过程并使其有 效性提高的过程，通常称之为磷的释放。
④ 水分60~70%； ⑥C/N比适当。
⑤ pH值要求在4.8~5.2
2．硝化过程
氨、胺、酰胺
NH4+→NO3-分两步
硝态氮化合
（1）亚硝化作用
亚硝化微生物
2NH4+ + 3O2
2NO2- + 2H2O + 4H+ + 158千卡 以(Nitrosonas为主)
条件：亚硝化细菌（专性自养型微生物） 通气：良好 O2< 5% pH 5.5 - 10 (7-9), < 4.5 受抑制！ 水分：50~60% 温度：35℃ ＜ 2℃ STOP! 养分：Cu，Mo等促进硝化作用的进行。缺钙，不利。
第三章-土壤氮素与环境
2、来自大气的干湿沉降
干湿沉降作用到达地表的NO2有0.4亿1.16亿吨，铵态氮为1.1亿~2.4亿吨，但各地 区的干湿沉降的差异很大。干湿沉降的氮一部 分直接进入河、湖等集水区，一部分参与土壤 氮循环，还有一部分汇入城市径流。
（2）虽然反硝化作用可以在较宽的温度范围内进行，但温度过高或过低 都不利于反硝化的进行；
（3）反硝化微生物需要有机物质作为电子供体和细胞能源，因此土壤中 的生物有效性直接影响反硝化速率；
（4）研究发现，免耕能促进反硝化作用，主要是与免耕时作物残茬的覆 盖有利于土壤保持较多的水分和提供能源物质有关；
（5）由于植物根系分泌物和脱落物进入土壤增加了碳源，以及植物根系 的活动使根系周围土壤的通气状况和水分条件以及pH与根外土壤不同， 因此植物根系能提高反硝化作用；
（6）氮肥施用量高时反硝化量明显高。
氮的吸附
土壤中各种形态的氮化合物，如氨态氮、硝态氮、有机态氮等均 能和土壤无机固相部分相互作用，被吸附或固定，在这三种形态 中，研究得比较多的是氨态氮和有机氮与土壤固相的作用。至于 硝态氮和亚硝态氮则一般被认为是带负电荷，吸附量甚微，或甚 至有负吸附现象。土壤固体部分对氨态氮的吸附可分为物理吸附、 化学吸附和物理化学吸附等几种类型。
环境科学等多个研究领域密切关注的问题。
土壤氮素由有机态氮和无机态氮组 成。前者为与碳结合的含氮物质．后者 为未与碳结合的含氮物质
在表层土中，有机态氮占土壤全氮的 90％左右，随看土层深度的加深．这一 比率迅速降低。
土壤无机态氮
土壤无机态氮包括铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、氮氧化物、氮气 等。铵态氮可分为土壤溶液中的铵，交换性铵和粘土矿物固定态 铵．固定态铵存在于2：l粘土矿物晶层间．其含量主要决定于土 壤的粘土矿物类型和土壤质地。对具有固定铵能力的土壤来说， 它是土壤中无机态氮的主体。硝态氮和亚硝态氮一般存在于土壤 溶液中，在一般土壤中亚硝态氮含量极低。
高一化学氮及其化合物ppt课件.ppt
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
氮气
1、氮元素的存在及单质的物理性质
存 游离态形式存在于空气中 在 化合态形式存在于多种无机物及有机物中
物 理 无色无味的气体、密度比空气小； 性 难溶于水，1体积水溶解0.02体积的氮气。
思考题
1、1molMg在足量的氮气、空气、纯氧气、二
氧化碳气体中燃烧生成 的固体质量由大到小的 排列次序是_二__氧__化__碳__>__氧__气___>_空__气__>__氮__气_____.
点燃
2Mg + O2 →2MgO
点燃
3Mg + N2 → Mg3N2
（40g） （100/3g）
2Mg + CO2 →点燃2MgO +C （46g）
质
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
工业上怎样制取氮气？利用氮气的什么性质？
空气
液化
先气化 液态空气
氮气 b.p -195.8℃
后气化
氧气 b.p -183℃
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
氮的固定------把大气中的游离态氮转化为氮的化合物 1生物固氮
豆科作物根瘤中的固氮菌常温下将空气中的氮 气转化为硝酸盐。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
无机化学教学15章氮族元素PPT课件
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应；而一氧化氮与氢气反应生成氨气，氮元素从+2价降低到-3价，发
生还原反应。
氮族元素的配位反应
01
02
03
配位键的形成
氮族元素可以与配位体形 成配位键，如氮元素与氢 离子形成配位键。
配位反应的规律
配位反应遵循电子配对原 则，即电子总数为偶数的 电子对。
配位反应的实例
硫酸铵与氢氧化钡反应生 成硫酸钡沉淀和氨气，其 中硫酸根离子中的硫与氢 离子形成配位键。
砷在历史上曾用于制造杀 虫剂、防腐剂和颜料等， 但现在已被禁止或限制使 用，因为其具有剧毒性和 致癌性。
无机化学教学15章氮族元 素ppt课件
02 氮族元素的物理性质
氮族元素的原子结构
氮族元素位于元素周期表第VA 族，包括氮（N）、磷（P）、
砷（As）、锑（Sb）和铋 （Bi）。
氮族元素的原子结构特点是价电 子数为5，最外层电子排布为 ns²np³。
总结
磷的含氧酸和含氧酸盐是无机化学中重要的化合物，它们在自然界 中广泛存在，并具有多种应用，如磷肥可用于农业生产。
砷的含氧酸和含氧酸盐
含氧酸
砷酸、亚砷酸、次砷酸等。
含氧酸盐
砷酸盐、亚砷酸盐、次砷酸盐等。
总结
砷的含氧酸和含氧酸盐在无机化学中具有一定的研究价值， 它们在自然界中广泛存在，并具有潜在的应用前景，如砷 化合物在药物和农药等领域的应用。
由于价电子数相同，氮族元素的 原子半径相近，具有相似的电子
结构和性质。
氮族元素的单质和化合物
氮族元素的单质包括氮气、磷 单质、砷单质等。
氮族元素的化合物种类繁多， 包括氧化物、氢化物、含氧酸 及其盐等。
土壤学课件第四章土壤水肥气热四大肥力因素
依靠毛细管的吸引力而被保持在土壤孔隙中的 水分，称毛管水。
毛管水的上升高度: h = 0.15 / r（cm）
一般只有砂土到细砂和粗粉质土才符合这个规律，而从中、 重壤土开始至粘土，反而是质地愈粘重，毛管水上升高度愈 低。这是因为极细孔隙中的水分为相当强的吸附力所影响， 粘滞度高，很难移动。
h 壤土
21
（三）重 力
当土壤含水量达到田间持水量后，若继续供水，则水分将在 重力作用下向下流动，或者湿润下面土层，或是流入地下水， 成为地下水的给源，这部分不被土壤所保持而在重力支配下向 下流动的水称重力水。
当土层内的孔隙全部被水充满时的含水量称饱和蓄水量或全蓄水量。
重力水也是植物有效水,但在饱和含水量时,一般旱作将 因氧气不足而不能生活,但对水稻来说,重力水是必需的。
（1）土壤有机氮的C/N比 （2）土壤含水量 （3）施肥
6
2、无机态氮的转化
NH3
挥发
硝化作用
NO3-
NH4+=NH3 +H+
无机胶体 表面的铵
粘土矿物固定
生物氮
层状硅酸盐矿 物层间NH4+
有机固相 结合态铵
（1）氨的挥发
（2）硝化作用
（3）反硝化作用 粘粒矿物晶格固定
（4）氮的固定
无机氮的生物固定
31
32
三、土壤含水量的表示方法和土壤水分测定
（一）土壤含水量的表示方法
⑴ 质量百分含量θm
水分重
= 烘干土重 ×100%
⑵ 容积百分含量θv
=
水的容积 土壤容积
×100 %=
θm ×容重
⑶ 土壤贮水量 Dw = θm × h h—土层厚度(mm)
土壤中的氮素及其转化
土壤中的氮素及其转化1•土壤中氮素的来源和含量1.1来源①施入土壤中的化学氮肥和有机肥料；②动植物残体的归还；③生物固氮；④雷电降雨带来的N03—N。
1.2含量我国耕地土壤全氮含量为0.04%~0.35%之间，与土壤有机质含量呈正相关2.土壤中氮素的形态3.土壤中氮素的转化3.1有机氮的矿化作用定义：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程。
过程：有机氮'氨基酸k NH4J N +有机酸结果：生成NH4+-N （使土壤中有机态的氮有效化）3.2 土壤粘土矿物对NH4+的固定定义：①吸附固定（土壤胶体吸附）：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②晶格固定（粘土矿物固定）：NH4 +进入2:1型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用过程：结果：减缓NH4+的供应程度（优点？缺点?3.3氨的挥发定义：在中性或碱性条件下，土壤中的NH4+转化为NH3而挥发的过程过程：结果：造成氮素损失 3.4硝化作用定义：通气良好条件下，土壤中的NH4+在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象过程：结果：形成NO-N禾I」：为喜硝植物提供氮素弊：易随水流失和发生反硝化作用3.5无机氮的生物固定定义：土壤中的铵态氮和硝态氮被植物体或者微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象。
过程:结果：减缓氮的供应，可减少氮素的损失3.6反硝化作用定义：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过程：结果：造成氮素的气态挥发损失，并污染大气3.7硝酸盐的淋洗损失NO3-不能被土壤胶体吸附，过多的硝态氮容易随降水或灌溉水流失。
结果：氮素损失，并污染水体4.小结：土壤有效氮增加和减少的途径增加途径：①施肥（有机肥、化肥）；②氨化作用；③硝化作用（喜硝作物力④生物固氮；⑤雷电降雨降低途径：①植物吸收带走；②氨的挥发损失；③硝化作用（喜铵作物弱④ 反硝化作用；⑤硝酸盐淋失；⑥生物和吸附固定（暂时）氮肥的种类、性质和施用氮肥的种类很多，根据氮肥中氮素的形态，常用的氮肥一般可分为三大类。
氮矿化作用
氮矿化作用是指土壤中有机态氮在土壤微生物的作用下转化为无机氮的过程。
矿化过程分为两个阶段：第一阶段为氨基化阶段，在这个阶段各种复杂的含氮化合物如蛋白质、氨基糖及核酸等在微生物酶的水解下，逐级分解形成简单的氨基化合物；第二阶段为氨化阶段，即经氨基化作用产生的氨基酸等简单的氨基化合物，在微生物参与下，进一步转化释放出氨的过程。
氮矿化作用具有重要的农业意义，是作物吸收氮素的重要来源。
在常规施肥情况下，作物积累的氮素约有一半或更多来自于土壤的氮矿化作用。
此外，氮矿化作用也是氮循环的重要环节，对生态系统的功能和生物地球化学循环过程具有重要意义。
影响氮矿化作用的因素包括土壤理化性质（如有机质含量、含氮量、C/N、PH、含水量）、环境气候因子（温度、降雨）、土壤微生物、田间管理措施（外源添加物、施氮、作物生长）等综合的影响。
因此，在农业实践中，合理的管理措施，如保持适宜的土壤水分、调节土壤pH、合理轮作和施用有机肥料等，有利于促进氮矿化作用，提高土壤的供氮能力。
以上内容仅供参考，建议查阅关于氮矿化的专业书籍或者咨询该领域的专家以获取更全面和准确的信息。
分解作用和矿化作用
分解作用和矿化作用这个世界很奇妙，我们一直在为粮食增产努力着，也一直在为土壤板结等现状呼喊着，更是一直在为土壤补充有机质奔走着，但仍是有人搞不懂，为什么土壤中要补充有机质。
补充有机质了，一听说需要持续不断地补，就开始考虑，这不是在无益投资，增加生产成本嘛。
前几天，有个朋友问我碳和氮的区别。
这根本就是两个元素，在作物生长中是需求量比较大的，碳（C）是需求最大的，氮（N）也是需求比较大的。
要说区别，那就是功能不一样，作物需求量不同，再进一步讲，碳大量地从空气中的二氧化碳中获取，也从有机质中获取，氮却必须得人工施入；但要说联系点，那就多了，首先都是作物必须的大量元素，然后就是在作物一生中都有持续需求，再就是碳氮比（C/N）了。
为了说清楚碳氮比的重要性，也为了讲清楚土壤为啥要施有机肥，今天就开篇罗列一下了。
作物生长、收割一、作物营养需求的元素及碳、氮的作用我们都清楚，作物生长所需要的营养元素至少有16种。
其中大量元素6种，碳、氢、氧、氮、磷、钾；中量元素有3种，钙、镁、硫；微量元素有7种，铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯。
而这16种营养元素中，碳是用量最大的元素，碳占农作物有机质的52-58%，干物质的30-35%。
氮是构成蛋白质和核酸的成分，蛋白质中氮的含量占16%-18%。
蛋白质和核酸又是作物生长发育和生命活动的基础。
氮又是组成作物叶绿素、酶和多种维生素的成分，对于提高作物产量、改善产品品质方面具有重要的作用。
作物生长二、碳从哪里来，为啥有机质里的碳比较多，搞清楚啥叫碳氮比（C/N）作物中碳的来源大多数被作物叶片通过光合作用获取，作物通过阳光，将空气中的二氧化碳和水吸入转化成有机物，再释放出氧气。
而碳的来源正是二氧化碳转化而来的。
土壤有机质，是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质，包括动植物残体、微生物及其分解和合成的各种有机质。
土壤有机质是土壤固相的重要组成部分，对于土壤形成、土壤肥力、作物生长、环境保护有积极的不可或缺的作用。
氮素肥料ppt课件
精品课件
35
3. 碳酸氢铵
碳酸氢铵(NH4HCO3，含N17％)，简称碳铵。碳铵是 一种白色细粒结晶，有强烈的刺鼻、熏眼氨臭， 吸湿性强，易溶于水，呈碱性反应(pH8.2-8.4)。 碳铵是一种不稳定的化合物，在常温下也很易分 解释放出NH3，造成氮素的挥发发生下述反应损失 。
在排水良好的土壤中，氯化钙可随降雨或灌水淋洗
掉，但在排水不良或干旱地区氯化钙就会积累，提
高土壤溶液中盐的浓度，对作物生长不利。
精品课件
34
氯化铵在水稻、小麦、玉米等作物上施用效果较 好，其肥效与等氮量的硫酸铵相当，甚至略高。 但不宜在烟草、甜菜、甘蔗、马铃薯、葡萄、柑 桔等忌氯作物上施用，以免降低这些作物的品质( 如含糖量、燃烧性等)。
主要内容
一、概述 二、主要氮肥的品种及性质 三、氮肥的合理施用
精品课件
2
第一节、概述
精品课件
3
一、氮肥生产概述
氮肥的生产在化肥工业中占据至关主要的地位。
(一) 氮肥的肥效
在多数条件下氮肥的增产效果或肥效，相对于磷钾等化 肥而言，是最为稳定和显著的。
据全国化肥试验网1981～1983年的资料，N、P、K化 肥在水稻、小麦和玉米等粮食作物上的增产效果分别是100%、 73%、31%。
HCl
NH4Cl
NH3
+
NaCl + CO2 + H2O H2SO4
NH4Cl + NaHCO3 ( NH4)2SO4
CO2
CO(NH2)2 + H2O
微生物生态学6氮素循环和有机氮矿化ppt课件
北美洲20～25℃
不同地区硝化作用的适宜温度范围不同： 美国西南部30～40℃
热带60℃
• 底物和产物的高浓度均能抑制硝化作用的进行
NH4+过多，影响环境pH; pH>9，游离NH3过多，抑制硝化细菌生 长。 NO3-过多，反馈抑制硝酸细菌生长，造成NO3-累积而毒害亚硝酸细 菌以及污染环境。
• 土壤肥力
• 水圈中的氮（以海洋为例）
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
• 岩石圈中的氮 • 大气中的氮
• 水圈中的氮（以海洋为例）
N2，NH4＋，NO3－，有机氮化物; 以N2为主，占水域中总N量的97％。
2. 异养硝化菌
二、硝化作用的微生物学
细菌 节杆菌，荧光假单胞菌，巨大芽孢杆菌等
在含铵盐的有机N化物培养基上产生NO2－和NO3－
• 种类 放线菌 诺卡氏菌，链霉菌
真菌 黄曲霉，粗糙脉孢菌;在酵母膏＋蛋白胨＋葡萄糖培养基上
产生NO2－和NO3－
• 异养硝化菌的硝化率
硝化率＝ 原始土壤中的NO2-含量－培养后土壤中剩余的NO2-含量 原始土壤中的NO2-含量
胨
氨基酸
RCH•NH2（胺）
氨基脱羧酶
•
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
氨基糖及其多聚体的氨化
氨基糖大量为多聚体，如肽聚糖、胞壁酸、几丁质等。
以几丁质为例
•几丁质的结构单体：N-乙酰葡萄糖胺通过β-1，4糖苷键相连的含N多聚体。 •分解几丁质的微生物：细菌，放线菌，真菌，以放线菌为主（90～99％）。
不同土壤粒级中有机氮的化学形态及其对氮素矿化的影响
不同土壤粒级中有机氮的化学形态及其对氮素矿化的影响不同土壤粒级中有机氮的化学形态及其对氮素矿化的影响 1土壤中的氮素形态可分为无机态和有机态，但以有机态为主，按其溶解度和水解难易程度可分为三种:一是水溶性有机氮；第二，可水解有机氮；第三，不可水解的有机氮；它们在一般酸碱处理下不能水解，但在各种微生物的作用下可以逐渐分解和矿化。
土壤无机态氮很少，一般表土不超过全氮的1％－2％。
土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮。
它们都是水溶性的，都能直接为植物吸收利用。
铵态氮为阳离子，能为土壤胶体所吸收成为交换性阳离子，但也有一部分在进入粘粒矿物晶架结构中后，被闭蓄于晶层间的孔穴内成为固定态铵。
1.有机态氮按其溶解度大小和水解难易分为3类：第一、水溶性有机氮一般不超过全氮的5％。
它们主要是一些游离的氨基酸、胺盐及酰胺类化合物，分散在土壤溶液中，很容易水解，释放出离子，是植物速效性氮源。
第二、水解性有机氮占全氮总量的50％－70％。
主要是蛋白质多肽和氨基糖等化合物。
用酸碱等处理时能水解成为较简单的易溶性化合物。
第三、非水解性有机态氮占全氮的30％－50％。
它们在一般酸碱处理下不能水解，但可在各种微生物的作用下逐渐分解矿化。
2．无机态氮土壤无机态氮很少，一般表土不超过全氮的1％－2％。
土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮及亚硝态氮。
它们都是水溶性的，都能直接为植物吸收利用。
首先，硝态氮土壤中的硝态氮主要来源于土壤中的硝态氮肥和微生物的硝化产物。
其次，铵态氮土壤中有三种铵态氮。
铵态氮是阳离子，可被土壤胶体吸收，成为可交换阳离子。
但也有一部分被包裹在颗粒间的孔隙中，进入粘土矿物的晶架结构后成为固定铵。
第三，土壤中的亚硝酸盐氮是硝化作用的中间产物。
不同土壤粒级中有机氮的化学形态及其对氮素矿化的影响 2土壤中存在多种形态的氮，各种形态的氮都处于动态变化中，不同形态的氮相互转化，对有效氮的供应强度和容量具有重要意义。
1.有机态氮的转化土壤中的有机氮是一种复杂的有机化合物，必须通过各种矿化过程转化为可溶性形式，才能发挥作物营养的作用。
有机态氮的矿化作用共29页PPT
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
பைடு நூலகம்
有机态氮的矿化作用ppt课件
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2. 化学反硝化作用（可在好气条件下进行）
NO2－
N2 、N2O、NO
发生条件： NO2－存在
3. 结果：造成氮素的气态挥发损失（无效化），
并影响大气（破坏臭氧层、加剧温室效应）
（八）硝酸盐的淋洗损失
NO3－ －N 随水渗漏或流失，可达施入氮量的5～10％
结果：氮素损失（无效化），并污染水体（富营养化）
土壤中无机态氮主要有铵态氮和硝态氮，有时还 存在极少量的亚硝态氮。土壤中无机态氮是速效氮 素，能够直接被植物吸收利用，其含量很少，一般 仅占土壤全氮量的1％～2％。
5
水溶性 速效氮源 <全氮的5% 1. 有机氮 水解性 缓效氮源 占50～70%
(>98%) 难利用 占30～50% 离子态 土壤溶液中
(三）氨的挥发损失
1. 定义：在中性或碱性条件下，土壤中
的NH4＋转化为NH3而挥发的过程。
2. 过程：
NH4＋
OH－ H＋
NH3 ＋ H＋
3. 影响因素：① pH值
NH3挥发
6
0.1%
7
1.0%
8
10.0%
9
50.0%
15
② 土壤CaCO3含量：呈正相关 ③ 温度：呈正相关 ④ 施肥深度：挥发量 表施>深施 ⑤ 土壤水分含量 ⑥ 土壤中NH4＋的含量
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课后练习
• 4、硝化作用 土壤中的NH4＋ ，在微生物的作用下氧化成硝 酸盐的现象。
• 5、无机氮的生物固定
土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体的组成成分 而被暂时固定的现象。2627 Nhomakorabea7
1.无机态
土壤中的无机N较少，一般只占土壤全 N 量 的 1%-2% ， 最 多 不 超 过 5%-8% ， 无 机 N 中 有 NH4+-N 、 NO-3-N 和 固 定 态 铵。前两者属于速效养分，后者属于 缓效养分。
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（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用） 1. 定义：在微生物作用下，土壤中的含氮 有机质分解形成氨的过程。 2. 过程： 有机氮
异养微生物 水解酶
氨基酸
氨化微生物 水解、氧化、还原、转位
NH4＋－N＋有机酸
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3. 发生条件：各种条件下均可发生 最适条件：温度为20～30oC，
土壤湿度为田间持水量的60％， 土壤pH＝7，C/N≤25:1 4. 结果：生成NH4＋－N（有效化）
(三）氨的挥发损失
1. 定义：在中性或碱性条件下，土壤中
的NH4＋转化为NH3而挥发的过程。
2. 过程：
NH4＋
OH－ H＋
NH3 ＋ H＋
3. 影响因素：① pH值
NH3挥发
6
0.Байду номын сангаас%
7
1.0%
8
10.0%
9
50.0%
15
② 土壤CaCO3含量：呈正相关 ③ 温度：呈正相关 ④ 施肥深度：挥发量 表施>深施 ⑤ 土壤水分含量 ⑥ 土壤中NH4＋的含量
4. 结果：造成氮素损失（无效化）
16
（四）硝化作用
1. 定义：土壤中的NH4＋ ，在微生物的作用
下氧化成硝酸盐的现象。
2. 过程： NH4＋＋O2 亚硝化细菌 NO2－ ＋ 4H＋ 2NO2－＋O2 硝化细菌 2NO3－
3. 影响条件：土壤通气状况、土壤反应、
土壤温度等。 17
最适条件：铵充足、通气良好、
13
（二）土壤粘土矿物对NH4＋的固定 1. 定义
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
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
2. 过程
液相NH4＋吸附作用 交换性NH4＋固定作用固定态NH4＋
解吸作用
释放作用
3. 结果 减缓NH4＋的供应程度(暂时无效化) 14
pH6.5～7.5、25～30oC
4. 结果：形成NO3－ －N
利：为喜硝植物提供氮素 （有效化） 弊：淋失、发生反硝化作用（无效化）
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（五）无机氮的生物固定
1. 定义：土壤中的铵态氮和硝态氮被微生
物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的 现象。
硝化作用
2. 过程： 铵态氮 硝酸还原作用 硝态氮
土壤氮素状况
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学习目标
1.掌握土壤氮素的含量。 2.掌握土壤氮素的形态。 3.掌握土壤氮素的转化过程。
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一、土壤中氮素的来源及其质量分数
（一）来源
1. 施入土壤中的化学氮肥和有机肥料 2.动植物残体的归还 3. 生物固氮 4. 雷电降雨带来的NH4＋－N和NO3－－N
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（二）含量
土壤中氮素含量受气候条件、地形、土壤、土地利用方式、耕 作、施肥、灌水等影响。一般农业土壤表层含氮量为0.05％～0.3 ％，少数肥沃的耕地、草原、林地的表层土壤可达到0.5％～0.6％ 以上，而冲刷严重、贫瘠地的表层土壤可低至0.5％以下。 土壤氮含量与土壤有机质的含量一般是呈正相关的，土壤全氮量约 为土壤有机质含量的5％～10％。
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三、土壤中氮的转化
NH3
N2、NO、N2O
挥发损失 反硝化作用
有 氨化作用
硝化作用
生有
机 质
生物固定
铵态氮
硝酸还原作用
硝态氮
物 固
定
机 氮
吸附固定
淋洗损失
吸附态铵或 固定态铵
水体中的 硝态氮
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土壤中氮素的转化主要有以下两个过程： （1）土壤有机态氮的矿化过程。是土壤含氮有机物转化 为无机态氮的过程，如蛋白质的水解。这个过程释放出无 机态氮，可被植物或微生物吸收利用，所以又称为土壤氮 素的有效化过程。 （2）土壤有效态氮素的无效化过程。土壤有效态氮素的 无效化过程也是土壤氮素的损失过程，其损失途径主要有 ：反硝化脱氮损失、氨的挥发损失以及随水流失等。 土壤中氮素养分的转化过程一方面可以为植物和微生物 提供氮素营养，另一方面又可能造成一部分有效氮的损失 。闪此，在农业生产实践中，应根据氮素转化规律正确施 用氮肥，以减少氮素的损失，充分发挥氮肥的增产作用。
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1.无机态
土壤中的无机N较少，一般只占土壤全 N 量 的 1%-2% ， 最 多 不 超 过 5%-8% ， 无 机 N 中 有 NH4+-N 、 NO-3-N 和 固 定 态 铵。前两者属于速效养分，后者属于 缓效养分。
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2.有机N
• 土壤N素以有机N为主，约占95%以上。有机N按其稳定 性大小可分为水溶性、水解性和非水解性三部分。 • (1)水溶性有机N。主要是简单的游离氨基酸，胺基盐、 尿素、酰胺类，占全N含量的5%左右。有少数可以直接被作 物利用，如氨基酸。多数要经过转化，释放出NH3，然后再 被作物利用。故少数属于速效养分，多数属于缓效养分。 • (2)水解性有机N。用酸、碱或酶处理时，能够水解成简 单易溶性化合物，如蛋白质、多肽核蛋白类、氨基糖类，占 全N含量的50%-70%，为缓效或迟效养分。 • (3)非水解态N。占有机N的30%左右，高者可达50%， 矿化速率很低，有效性小，至今仍不十分清楚。
土壤中无机态氮主要有铵态氮和硝态氮，有时还 存在极少量的亚硝态氮。土壤中无机态氮是速效氮 素，能够直接被植物吸收利用，其含量很少，一般 仅占土壤全氮量的1％～2％。
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水溶性 速效氮源 <全氮的5% 1. 有机氮 水解性 缓效氮源 占50～70%
(>98%) 难利用 占30～50% 离子态 土壤溶液中
2. 无机氮 吸附态 土壤胶体吸附 (1～2％) 固定态 2：1型粘土矿物固定
矿化作用
有机氮
无机氮
固定作用
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•土壤N素形态及有效性
土壤中N素含量高低与土壤有机质之间呈显 著的正相关。受植被、气候、地形、母质等多种 自然因素的影响，也受到土壤的利用方式，如耕 作、施肥、种植、灌溉等农业措施的影响。我国 土 壤 含 氮 量 在 0.2-2gkg-1 之 间 ， 多 数 含 氮 量 在 1gkg-1以下。从北到南，从东到西，土壤含氮量 有下降趋势。
我国土壤含氮量的地域性规律：
北 增加
西
长江
东 增加
南 增加
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二、土壤中氮的形态
土壤氮素形态有两种，即有机态氮和无机态氮。 其中有机态氮约占土壤全氮量的98％以上。主要是 以腐殖酸、蛋白质、氨基酸、尿素、尿酸、胺化物 和酰胺等化合物形态存在。土壤有机态氮除了氨基 酸等少数结构简单、分子量小的种类能被植物直接 吸收外，大多数有机态氮，需要经微生物分解转化 成无机态氮后，才能被植物吸收利用。