土壤氮素的形态及其转化过程

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土壤中氮素转化过程及植物吸收方式(土壤部分初稿)说课材料

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土壤中氮素转化过程及植物吸收方式(土壤部分初稿)土壤中氮素转化过程及植物吸收方式我国耕地土壤全氮含量为0.04~0.35%之间,且土壤有机质含量呈正相关。

其氮素来源包括:生物固氮、降水、农业灌溉和施肥等,而目前肥料是农田土壤氮肥的主要来源。

下面就从土壤中氮素的主要表现形态和转化过程等进行详细的介绍:(一)土壤中氮素的主要形态水溶性速效氮源 < 全氮的5% 包括游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物等有机氮水解性缓效氮源占50~70% 包括蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类(>98%) 非水解性难利用占30~50% 包括杂环态氮、缩胺类离子态土壤溶液中无机氮吸附态土壤胶体吸附(1~2%) 固定态 2:1型粘土矿物固定注明:其中无机氮包括:铵态氮(NH4+ — N)、硝态氮(NO3-— N)、亚硝态氮(NO2- — N)三种主要形态。

一般情况下,土壤中存在的主要是有机态氮,占土壤总氮的90~98%。

(二)土壤中氮素的转化过程1.有机态氮的转化土壤中的有机态氮是较复杂的有机化合物,必须要经过各种矿化过程,变为易溶的形态,才能发挥作物营养的功能。

它的矿化量和矿化速率就成为决定土壤供氮能力的极其重要的因素。

土壤有机氮的矿化过程是包括许多过程在内的复杂过程。

①水解过程蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶的作用下,逐步分解为各种氨基酸。

②氨化过程氨基酸在多种微生物作用下分解成氨的过程称为氨化过程。

如:RCH2OH+NH3+CO2+能量—水解—→ RCHNH2COOH+H2O RCHOHCOOH+NH3+能量—氧化—→ RCHNH2COOH+O2RCOOH+NH3+CO2+能量——还原—→RCHNH2COOH+H2由此可见,氨化作用可在多种多样条件下进行。

无论水田、旱田,只要微生物活动旺盛,氨化作用都可以进行。

氨化作用产生的铵态氮能被植物和微生物吸收利用,是农作物的优良氮素营养。

未被作物吸收利用的铵,可被土壤胶体吸收保存。

氮在土壤中的迁移转化

氮在土壤中的迁移转化

氮在土壤中的迁移转化(一)植物对土壤中氮的汲取植物从土壤中汲取氮的过程很复杂,就形态而言多为铵态氮和硝态氮。

普通旱作土壤中硝态氮比铵态氮浓度高,简单通过质流而蔓延到根部,因此硝态氮(NO3--N)是旱地植物养分主要的氮源之一;而对于水田,如种植水稻的水稻土其氮养分主要是铵态氮(NH4+-N)。

(1)硝态氮植物汲取NO3-量高,且为主动汲取;土壤pH 低时更易汲取NO3-,而NH4+可与之竟争削减植物汲取NO3-。

植物施用大量NO3-时,体内合成的有机阴离子数量增强,无机阳离子Ca2+、Mg2+和K+的堆积也相应增强,从而促使根际的pH升高。

(2)铵态氮 NH4+是植物一种抱负的氮源,在蛋白质合成中若利用NH4+则比NO3-更为节能。

NO3-结合进蛋白质以前必需还原,这是一种消耗能量的过程,还原1分子NO3-需2分子NADH(二磷酸吡啶核苷酸),而且NH4+在上壤中既不易淋失,也不易发生反硝化作用,损失较少。

当pH为7时,植物汲取NH4+较多,酸度增强则汲取量降低。

根汲取NH4+后,植物组织中无机阳离子Ca2+,Mg2+和K+浓度下降,而无机阴离子PO43-,SO42-和Cl-浓度增强,从而促使根际pH下降。

无论是根际pH升高或下降对根际中营养有效性、生物活性以及污染物的行为都有重要影响。

(二)土壤中氮素转化的重要过程 1.土壤无机氮的微生物固持和有机氮的矿化土壤无机氮的微生物固持,是指进入土壤的或土壤中原有的NH4+和NO3-被微生物转化成微生物体的有机氮。

它不同于土壤的NH4+的矿物固定,也不同于NH4+和NO3-被高等植物的同化。

土壤有机氮的矿化,是指土壤中原有的或进入到土壤中的有机肥和动植物残体中的有机氮被微生物分解改变为氨,因此,这一过程又叫氨化过程。

有机氮的矿化和矿质氮的微生物固持是土壤中同时举行的两个方向相反的过程,这两者的相对强弱受到许多因素,特殊是可供微生物利用的有机碳化物(即能源物质)的种类和数量的影响。

土壤中氮和磷的存在形态和特点

土壤中氮和磷的存在形态和特点

土壤养分含量以及存在形态和特点土壤形态一、根据在土壤中存在的化学形态分为(1)水溶态养分:土壤溶液中溶解的离子和少量的低分子有机化合物。

(2)代换态养分:是水溶态养分的来源之一。

(3)矿物态养分:大多数是难溶性养分,有少量是弱酸溶性的(对植物有效)。

(4)有机态养分:矿质化过程的难易强度不同。

二、氮的形态与转化1、氮的形态:(全氮含量%——%)(1)无机态氮:铵离子和硝酸根离子,在土壤中的数量变化很大,1—50mg/kg (2)有机态氮:A、腐殖质和核蛋白,大约占全氮的90%,植物不能利用;B、简单的蛋白质,容易发生矿质化过程;C、氨基酸和酰胺类,是无机态氮的主要来源。

(3)气态氮:2、氮的转化:有机态氮的矿质化过程:氨化作用、硝化作用和反硝化作用;铵的固定:包括2:1型的粘土矿物(依利石、蒙脱石等)对铵离子的吸附;和微生物吸收、同化为有机态氮两种形式。

土壤是作物氮素营养的主要来源,土壤中的氮素包括无机态氮和有机态氮两大类,其中95%以上为有机态氮,主要包括腐殖质、蛋白质、氨基酸等。

小分子的氨基酸可直接被植物吸收,有机态氮必须经过矿化作用转化为铵,才能被作物吸收,属于缓效氮。

土壤全氮中无机态氮含量不到 5%,主要是铵和硝酸盐,亚硝酸盐、氨、氮气和氮氧化物等很少。

大部分铵态氮和硝态氮容易被作物直接吸收利用,属于速效氮。

无机态氮包括存在于土壤溶液中的硝酸根和吸附在土壤颗粒上的铵离子,作物都能直接吸收。

土壤对硝酸根的吸附很弱,所以硝酸根非常容易随水流失。

在还原条件下,硝酸根在微生物的作用下可以还原为气态氮而逸出土壤,即反硝化脱氮。

部分铵离子可以被粘土矿物固定而难以被作物吸收,而在碱性土壤中非常容易以氨的形式挥发掉。

土壤腐殖质的合成过程中,也会利用大量无机氮素,由于腐殖质分解很慢,这些氮素的有效性很低。

三、磷的形态与转化1、形态(土壤全磷%——%)(1)有机态磷:核蛋白、卵磷脂和植酸盐等,占全磷总量的15%——80%;(2)无机磷:(占全磷20%—85%)根据溶解度分为三类A、水溶性磷:一般是碱金属的各种磷酸盐和碱土金属一代磷酸盐,数量仅为——1mg/kg。

土壤中的氮素及其转化

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;—N。

④雷电降雨带来的NO3含量我国耕地土壤全氮含量为%~%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 NH4+-N+有机酸结果:生成NH4+-N(使土壤中有机态的氮有效化)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)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:造成氮素损失硝化作用+在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现定义:通气良好条件下,土壤中的NH4象过程:--N结果:形成NO3利:为喜硝植物提供氮素弊:易随水流失和发生反硝化作用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,并污染大气硝酸盐的淋洗损失-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。

NO3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);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);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。

土壤中氮素转化过程

土壤中氮素转化过程

土壤中氮素转化过程一、引言土壤是生态系统中不可或缺的组成部分,其中氮素是植物生长的重要营养元素。

土壤中氮素的转化过程对于植物生长和环境保护都有着重要的意义。

本文将介绍土壤中氮素的转化过程,包括氮素的来源、转化类型及影响因素等内容。

二、氮素来源1. 大气沉降:大气中含有大量的氨、硝酸和亚硝酸等形式的氮,这些化合物通过降水或干沉降进入土壤。

2. 水体输入:水体中含有大量的溶解性无机氮,如亚硝酸盐、硝酸盐等,这些溶解性无机氮进入土壤后被微生物利用。

3. 土壤内源:土壤微生物通过分解有机质产生的尿素、蛋白质等产物也可以成为土壤内源性氮源。

三、氮素转化类型1. 氨化作用:在缺氧条件下,一些细菌可以将有机质分解产生出来的胺基团还原为NH4+离子,这个过程就是氨化作用。

2. 硝化作用:在氧气充足的条件下,一些细菌可以将NH4+离子氧化成NO2-、NO3-离子,这个过程就是硝化作用。

3. 反硝化作用:在缺氧条件下,一些细菌可以利用土壤中的NO3-和NO2-离子还原为N2O和N2等气体,这个过程就是反硝化作用。

4. 氮固定作用:一些微生物可以将大气中的N2分子转化为NH4+或者其他有机氮形式,这个过程就是氮固定作用。

四、影响因素1. 温度:土壤中微生物的活性与温度密切相关,适宜的温度能够促进微生物代谢活动,从而促进转化过程。

2. 水分:水分对于土壤中微生物代谢活动具有重要影响。

适宜的水分能够提供充足的水分环境,从而促进转化过程。

3. 土壤pH值:不同类型的细菌对于不同pH值具有不同的适应性。

土壤pH值对于细菌群落结构和数量都有着重要的影响。

4. 有机质含量:土壤中的有机质含量可以提供细菌生长所需的营养物质,从而促进转化过程。

五、结论土壤中氮素转化过程是一个复杂的生态系统过程,其中包括氮素来源、转化类型及影响因素等内容。

了解这些内容可以更好地理解土壤中氮素的转化过程,为合理利用土壤资源和环境保护提供科学依据。

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式土壤中的氮素转化过程及植物吸收方式是农业和植物生长中非常重要的一个环节。

氮素在土壤中的循环和转化,对于植物的生长发育以及农田生态系统的稳定性具有重要影响。

下面将详细介绍土壤中氮素转化的过程以及植物吸收氮素的方式。

一、土壤中氮素转化的过程1.氮固定:氮气(N2)通过闪电放电、细菌或蓝藻的作用转化为氨(NH3)、亚硝酸盐(NO2-)或硝酸盐(NO3-)。

这个过程主要发生在土壤中的根际区、豆科植物的根瘤以及水生植物的根系中。

2.脱氮:土壤中的一些细菌能够利用有机物质作为能源,通过对有机氮的分解而释放氨气(NH3)。

此外,土壤中的硝酸盐还可以通过反硝化作用还原为氨气。

3.氨氧化:土壤中的一些细菌(如氨氧化细菌)能将氨氧化为亚硝酸盐,这是一种氧化反应。

亚硝酸盐还可以进一步氧化为硝酸盐,这是另一种氧化反应。

这两个反应过程被称为氨氧化和亚硝酸盐氧化。

4.类硝化:一些细菌能够将有机氮(如氨、蛋白质)氧化为亚硝酸盐或硝酸盐。

这种氧化反应也被称为类硝化。

5.氮素沉积:氮气经大气中的物理和化学作用沉积到土壤中,形成可用于植物吸收的硝酸盐和铵盐。

二、植物吸收氮素的方式植物吸收土壤中的氮素主要发生在根系中,有以下几种方式:1.根系吸收硝态氮:植物的根细胞通过氮素转运蛋白将土壤中的硝酸盐转运到根内。

硝态氮进入根系后,一部分被还原为氨,然后转运到植物体内参与氨基酸、蛋白质和其他氮化合物的合成。

2.根系吸收铵态氮:植物根系能通过氨离子转运蛋白直接吸收土壤中的铵盐。

铵态氮进入植物体内后,一部分被转化为氨基酸,另一部分直接用于合成其他氮化合物。

3.根际微生物共生吸收:植物根际与一些细菌、真菌共生,这些共生微生物能够吸收土壤中的氮素,并将其转化为可供植物利用的形式。

植物通过与这些微生物共生,间接获取了土壤中的氮素。

总结:土壤中氮素转化的过程包括氮固定、脱氮、氨氧化、类硝化和氮素沉积等,这些过程通过细菌、蓝藻、有机物质的分解等途径进行。

土壤氮素转化产生环境负效应机制及其调控原理

土壤氮素转化产生环境负效应机制及其调控原理

土壤氮素转化产生环境负效应机制及其调控原理一、土壤氮素流失土壤中的氮素主要以有机氮和铵态氮的形式存在。

在降雨或灌溉过程中,如果土壤的吸附能力不足以固定这些氮素,就会导致氮素流失。

流失的氮素可能通过地表径流或地下渗透进入水体,造成水体富营养化,影响水质。

调控原理:通过合理施肥、选择适当的肥料类型、改进耕作方式等手段,提高土壤的吸附能力和保肥能力,减少氮素流失。

二、氮素逸出氮素逸出是指土壤中的氮素转化为气体形态,如氮气和氨气,逸出到大气中。

这不仅导致了氮素的损失,还可能引发大气污染。

调控原理:合理施肥,避免过量施用氮肥。

同时,通过生物或化学方法将土壤中的铵态氮转化为硝态氮,降低氮素逸出的风险。

三、土壤酸化过量的氮肥施用会导致土壤酸化。

这是因为铵态氮在微生物的作用下转化为亚硝酸盐,进一步转化为硝酸盐,这个过程会释放出氢离子,导致土壤酸化。

调控原理:合理控制氮肥施用量,避免过量施用。

同时,选择适当的肥料类型,如添加了碱性物质或钙肥的肥料,以中和土壤中的氢离子,缓解土壤酸化。

四、生物多样性下降过量的氮素可能会对土壤中的微生物和植物造成影响,导致生物多样性下降。

调控原理:合理施肥,避免过量施用氮肥。

同时,采取保护性农业措施,如轮作、休耕等,保护土壤生态环境,维护生物多样性。

五、全球气候变化土壤中的氮素转化和排放到大气中的氮气和氮氧化物是全球气候变化的重要因素之一。

它们是大气中温室气体的主要来源之一。

调控原理:通过合理施肥和农业管理措施,减少土壤中的氮素转化和排放。

同时,推广低碳农业技术,如精准农业、智能农业等,降低农业活动对气候变化的影响。

六、土壤污染过量的氮素施用不仅可能导致土壤酸化、盐渍化等环境问题,还会引起土壤中重金属元素活化,对土壤造成污染。

调控原理:合理控制肥料施用量和比例,避免过量施用。

同时,加强土壤监测和评估,及时发现和解决土壤污染问题。

七、农产品品质下降过量的氮素施用可能导致农产品中硝酸盐含量超标,影响农产品品质和安全性。

土壤中氮素存在的主要形态

土壤中氮素存在的主要形态

土壤中氮素存在的主要形态土壤中的氮素是植物生长所必需的营养元素之一,它在土壤中主要以不同形态存在。

了解土壤中氮素的主要形态有助于我们更好地管理土壤肥力,提高农作物产量。

本文将从几个方面介绍土壤中氮素的主要形态。

一、无机氮形态1. 氨态氮(NH4+):氨态氮是土壤中最常见的无机氮形态之一,它主要来自于有机物的分解和氨肥的施用。

氨态氮具有较高的溶解度,容易被土壤颗粒吸附和固定,不易被淋洗失去。

2. 硝态氮(NO3-):硝态氮是土壤中另一种常见的无机氮形态,它主要来自于有机物的氧化和硝酸盐肥料的施用。

硝态氮具有较低的吸附性和较高的运移性,容易被水分冲走,造成氮素的损失。

3. 亚硝态氮(NO2-):亚硝态氮是硝态氮的中间产物,它在土壤中的含量通常较低。

亚硝态氮的形成通常需要一定的微生物活动,并且容易在土壤中迅速转化为硝态氮。

二、有机氮形态1. 蛋白质:蛋白质是土壤中最主要的有机氮形态,它主要来自于植物和动物的残体和排泄物。

蛋白质是植物生长所必需的营养物质,也是土壤微生物的重要碳源。

2. 胺基酸:胺基酸是蛋白质的组成部分,它在土壤中也是重要的有机氮形态。

胺基酸的分解可以释放出氨态氮,进而被植物吸收利用。

3. 胺类和酰胺类化合物:胺类和酰胺类化合物是土壤中的另一类重要有机氮形态,它们在有机物的分解过程中产生。

这些化合物通常具有较高的稳定性,需要经过一系列的微生物作用才能被转化为氨态氮或硝态氮。

三、其他形态1. 氮气(N2):氮气是大气中最主要的氮形态,它在土壤中通常以气态存在,不容易被植物吸收利用。

然而,一些特殊的土壤微生物(如固氮菌)可以将氮气转化为氨态氮,从而提供给植物使用。

2. 氨基糖和氨基脂类化合物:氨基糖和氨基脂类化合物是土壤中的另一类有机氮形态,它们在土壤有机物的降解过程中产生。

这些化合物通常具有较高的稳定性,需要经过一系列的微生物作用才能被转化为氨态氮或硝态氮。

土壤中的氮素存在着多种形态,包括无机氮形态(氨态氮、硝态氮、亚硝态氮)和有机氮形态(蛋白质、胺基酸、胺类和酰胺类化合物),以及其他形态(氮气、氨基糖和氨基脂类化合物)。

土壤中氮主要形态

土壤中氮主要形态

土壤中氮主要形态土壤中的氮是植物生长所必需的重要元素之一,它在土壤中以不同的形态存在。

本文将介绍土壤中氮的主要形态,并探讨其对植物生长的影响。

一、无机氮形态1. 氨态氮:土壤中的氨态氮主要来自有机物的分解以及氨肥的施用。

氨态氮对植物生长影响较大,能直接被植物吸收利用。

然而,氨态氮在酸性土壤中容易转化为铵态氮,进而被土壤颗粒吸附,降低其有效性。

2. 铵态氮:铵态氮是土壤中常见的无机氮形态之一,主要来自有机物的分解和氮肥的施用。

铵态氮在土壤中容易与土壤颗粒结合,形成不易被植物吸收的“铵态氮-铵态氮铵盐”复合物。

此外,铵态氮还容易被硝化细菌氧化成硝态氮。

3. 硝态氮:硝态氮主要来源于土壤中的硝化作用,即氨态氮经过硝化细菌的作用被氧化成硝态氮。

硝态氮是植物吸收的主要形态,对植物生长起着重要作用。

然而,硝态氮也容易被淋溶和流失,造成氮素的浪费和环境污染。

4. 亚硝态氮:亚硝态氮是硝化过程中的中间产物,其含量较低且不稳定。

亚硝态氮的积累可能是硝化作用受到抑制或硝化细菌活性下降的结果。

二、有机氮形态1. 蛋白质:蛋白质是土壤中重要的有机氮形态,其含量较高。

蛋白质通过微生物的分解作用逐渐转化为氨态氮、铵态氮和硝态氮,为植物提供氮源。

2. 腐殖质:腐殖质是土壤中的稳定有机质,其中包含的氮以有机形态存在。

腐殖质对氮的固持和释放起着重要的调节作用,对土壤肥力和植物生长具有重要影响。

3. 植物残体:植物残体中的有机氮主要以有机形态存在,随着植物的凋落和分解,有机氮逐渐释放为无机氮,为后续作物提供养分。

4. 微生物体:土壤中丰富的微生物也是重要的有机氮来源,微生物体中的氮含量较高,通过微生物的分解作用可以释放为无机氮,为植物提供养分。

土壤中氮的形态对植物生长具有重要影响。

氨态氮和铵态氮对植物生长有直接促进作用,但容易被土壤吸附和硝化细菌氧化,降低其有效性。

硝态氮是植物吸收的主要形态,但容易被淋溶和流失,需合理施肥和管理以减少氮素的损失。

土壤中的氮素及其转化

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。

土壤氮素循环

土壤氮素循环

土壤氮素循环土壤氮素循环是一个复杂而重要的过程,它直接影响着农作物的生长发育和生态系统的健康。

本文将从人类的视角出发,描述土壤氮素循环的过程和影响,并强调其重要性。

一、引言土壤氮素循环是指土壤中氮元素在不同形态之间不断转化和迁移的过程。

氮素是植物生长的必需元素,但过量的氮素会造成环境污染和生态系统失衡。

因此,了解土壤氮素循环的机制对于环境保护和农业可持续发展至关重要。

二、氮素的来源和形态氮素主要来自于大气中的氮气和土壤中的有机氮。

大气中的氮气通过闪电和固氮菌的作用转化为氨氮,然后通过湿沉降和干沉降进入土壤。

有机氮则来自于植物和动物的残体、排泄物以及微生物的分解产物。

在土壤中,氮素存在着不同的形态,包括无机氮和有机氮。

无机氮主要有铵态氮和硝态氮,它们对植物生长具有直接影响。

有机氮则是指土壤中的有机质中的氮元素,它需要通过微生物的分解作用才能转化为植物可利用的形态。

三、氮素循环的过程氮素循环主要包括氮素固定、氮素转化和氮素损失三个过程。

1. 氮素固定:大气中的氮气通过闪电和固氮菌的作用转化为氨氮,进而形成铵态氮。

固氮菌是一类生活在土壤中或与植物共生的微生物,它们能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氨氮。

2. 氮素转化:土壤中的氨氮可以通过硝化作用转化为硝态氮。

硝化是一种微生物介导的过程,其中氨氧化细菌将铵态氮氧化为亚硝酸盐,然后亚硝化细菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。

3. 氮素损失:氮素的损失主要包括硝酸盐淋失、亚硝酸盐和氨氮挥发及氮气还原等过程。

硝酸盐淋失是指土壤中的硝酸盐被水分带走,进入地下水和水体,造成水体富营养化。

亚硝酸盐和氨氮的挥发则会造成空气污染。

土壤氮素循环受到多种因素的影响,包括土壤pH值、温度、湿度、氧气含量、土壤有机质含量以及微生物活动等。

其中,土壤微生物是土壤氮素循环的关键参与者,它们通过分解有机氮和氮素转化的过程,调节着土壤氮素的供应和植物对氮素的利用。

五、土壤氮素循环的意义和挑战土壤氮素循环对于农业生产和生态系统的健康具有重要意义。

土壤氮元素实验报告

土壤氮元素实验报告

土壤氮元素实验报告一、实验目的本实验旨在通过对土壤中氮元素含量的测定,了解土壤的氮素供应状况,并研究土壤氮素含量与作物生长之间的关系。

二、实验原理土壤中的氮素主要有有机氮和无机氮两种形态。

有机氮主要存在于土壤中的有机质中,如腐殖质和微生物体。

无机氮包括铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-),它们是植物直接吸收和利用的氮素形态。

实验中,采用盐酸钠铁法测定土壤中的铵态氮含量,采用硫酸亚铁还原-蒸馏法测定土壤中的硝态氮含量。

三、实验步骤1. 取一定量的土壤样品,将其空气干燥后研磨成细粉末。

2. 取0.5g土壤样品,加入100ml盐酸钠铁溶液中,摇匀,蒸发至干燥。

3. 将干燥后的土壤样品与蒸馏水混合,过滤后用盐酸钠铁溶液进行洗涤,将洗涤液集中收集。

4. 取一定量的洗涤液,加入硫酸亚铁溶液,并加入硫酸溶液进行酸化,使其产生反应生成亚铁离子。

5. 将生成的亚铁离子与硝态氮反应生成氨气,通过导热管送入酸性缓冲溶液中。

6. 用盐酸进行滴定,直到溶液颜色变为橙黄色,记录滴定消耗的盐酸体积。

7. 根据滴定消耗的盐酸体积推算出硝态氮的含量。

四、实验结果和分析根据实验数据,计算出土壤样品中的铵态氮和硝态氮的含量,并计算土壤总氮的含量。

通过与对照组进行比较,可以评估土壤中的氮素供应状态。

五、实验结论根据实验结果分析,得出结论并总结实验中的发现。

并可以进一步展望与讨论。

六、实验改进和优化对于实验过程中存在的问题和不足之处提出改进建议,并分析可能的改进方法,以提高实验结果的准确性和可重复性。

七、实验应用和展望根据实验结果,探讨土壤氮素含量与作物生长之间的关系,以及对农业生产的应用价值。

并展望未来对土壤氮素研究的发展方向。

八、参考文献列出实验中所参考的文献和资料。

以上为土壤氮元素实验报告的基本结构和要点。

根据具体实验内容和结果,进行相应的补充和扩展。

实验报告要包含实验目的、原理、步骤、结果、结论等内容,并进行全面的分析与讨论。

土壤中氮的形态

土壤中氮的形态

土壤中氮的形态一、引言氮是植物生长中最为关键的元素之一,它在土壤中存在多种形态。

了解土壤中氮的形态对于合理施肥、提高农作物产量和保护环境具有重要意义。

本文将从土壤中氮的无机形态和有机形态两个方面进行介绍。

二、无机形态1. 氨态氮氨态氮是土壤中最容易被植物吸收利用的形态之一。

它主要以铵盐的形式存在于土壤中,如氨氮、铵氮等。

铵盐在土壤中较为稳定,不易流失,同时也不易转化为其他形态的氮。

土壤中的氨态氮含量高低对农作物的生长有直接影响,过高或过低的氨态氮含量都会对植物的生长产生负面影响。

2. 硝态氮硝态氮是土壤中另一种重要的无机氮形态。

它主要以硝酸盐的形式存在于土壤中,如硝酸铵、硝酸钾等。

硝态氮对于大部分农作物的吸收利用较为重要,尤其是对于谷类作物和豆类作物。

硝态氮在土壤中的含量受到土壤温度、湿度、通气性和微生物活动等因素的影响,因此其含量的变化较为复杂。

三、有机形态1. 有机氮有机氮是土壤中的一种重要氮源,主要来自于植物和动物的残体、粪便以及微生物的代谢产物等。

有机氮的含量较高的土壤通常具有较好的肥力,因为有机氮能够提供植物所需的养分,并且能够通过微生物的作用逐渐转化为无机氮形态,为植物的生长提供源源不断的氮素供应。

2. 氨基酸和蛋白质氨基酸和蛋白质是土壤中重要的有机氮化合物。

它们是植物和动物体内的蛋白质分解产物,同时也是土壤中微生物代谢产物的重要组成部分。

氨基酸和蛋白质在土壤中的分解过程中会释放出氨态氮和硝态氮,为植物提供养分。

四、土壤中氮的转化过程土壤中的氮转化是一个复杂的过程,包括氮的固定、硝化、脱氮等。

固定作用是指将大气中的氮气转化为土壤中的无机氮形态,主要是通过植物根际的共生菌和自由生活菌的作用实现的。

硝化是指将氨态氮转化为硝态氮的过程,主要由硝化细菌完成。

脱氮是指土壤中硝态氮转化为氮气的过程,主要是通过反硝化细菌的作用实现的。

五、土壤中氮的管理合理施肥是土壤中氮管理的关键。

根据农作物对氮素的需求和土壤中氮的供应情况,科学施肥可以提高氮的利用效率,减少氮的损失。

土壤中氮的形态和转化

土壤中氮的形态和转化

土壤中氮的形态和转化徐斌一、土壤中氮的形态土壤中的氮素形态分无机态及有机态两大类,但以有机态为主,按其溶解度大小和水解难易分为3类:第一,水溶性有机氮;第二,水解性有机氮;第三,非水解性有机态氮;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。

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。

第一,硝态氮土壤中硝态氮主要来源于施人土壤中的硝态氮肥和微生物的硝化产物。

第二,铵态氮土壤中的铵态氮又分为三种,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。

第三,亚硝态氮土壤中的亚硝态氮是硝化作用的中间产物。

二、土壤中氮的转化土壤氮素形态较多,各种形态的氮素处于动态变化之中,不同形态的氮素互相转化,对于有效氮的供应强度和容量有重要意义。

1.有机态氮的转化土壤中的有机态氮是较复杂的有机化合物,必须要经过各种矿化过程,变为易溶的形态,才能发挥作物营养的功能。

土壤氮素的形态及其转化过程

土壤氮素的形态及其转化过程

土壤氮素的形态及其转化过程土壤氮素是指土壤中存在的不同形态的氮元素化合物。

氮素是植物生长和发育所必需的主要营养元素之一,在土壤中通常以无机氮和有机氮的形式存在。

土壤中的无机氮形态主要包括铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)。

铵态氮是由土壤中有机物分解产生的,也可以通过氮肥的施用或者转化过程中产生。

硝态氮则是由土壤中的氨氧化细菌通过氧化铵态氮产生。

硝态氮相对更容易被植物吸收,因为它具有更高的溶解度和更低的电荷密度,可以通过土壤水分迁移更容易到达植物根系。

土壤中的氮素转化过程主要包括氨化、硝化和脱氮三个过程。

氨化是将有机氮转化为铵态氮的过程,这一过程主要由分解有机物的微生物参与。

在氨化过程中,微生物通过分解有机物产生氨,并进一步转化为铵离子。

硝化是将铵态氮转化为硝态氮的过程,这一过程主要由氨氧化细菌参与。

在硝化过程中,氨氧化细菌氧化铵态氮为硝酸盐,产生硝态氮。

脱氮是将土壤中的硝态氮转化为氮气并释放到大气中的过程,这一过程主要由脱氮细菌参与。

土壤中氮素形态和转化过程对植物的生长和发育具有重要影响。

由于铵态氮和硝态氮的溶解度和化学活性不同,它们对植物的吸收和利用方式也不同。

铵态氮主要通过质子泵和电中性离子转运到达植物根系并被吸收,而硝态氮则主要通过硝酸胺盐共转运体转运到达植物根系并被吸收。

土壤中的氮素转化也会影响土壤中的养分循环、植物种群结构以及氮素肥料的利用效率等。

综上所述,土壤中的氮素主要存在于铵态氮、硝态氮和有机氮的形式。

氮素在土壤中通过氨化、硝化和脱氮等转化过程进行相互转化。

氮素的形态和转化过程对植物的生长和发育具有重要影响,也对土壤养分循环和植物种群结构等生态系统功能产生影响。

土壤中氮素转化过程

土壤中氮素转化过程

土壤中氮素转化过程1. 氮素在土壤中的来源和形态1.1 氮素的来源•大气沉降:大气中的氮气通过降雨等形式进入土壤中。

•植物残体和动物粪便:植物和动物的死亡体和排泄物中含有氮素,进入土壤后分解释放出来。

•化肥施用:农业生产中常用的氮肥含有丰富的氮素,施用后进入土壤。

•生物固氮:部分细菌和蓝藻具有固定氮气的能力,将氮气转化为可利用的氨态氮。

1.2 氮素的形态•无机氮:主要有铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)。

•有机氮:主要有蛋白质、氨基酸和有机酸等形式。

2. 氮素的转化过程2.1 氮素的硝化过程1.氨氧化:氨氧化细菌(如亚硝酸盐氧化细菌)将铵态氮氧化成亚硝酸盐(NO2-)。

2.亚硝酸盐氧化:亚硝酸盐氧化细菌将亚硝酸盐进一步氧化成硝酸盐(NO3-)。

2.2 氮素的还原过程1.反硝化:反硝化细菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐,进一步还原为氮气(N2)释放到大气中。

2.3 氮素的固定过程1.生物固氮:一些细菌和蓝藻能够将大气中的氮气固定为氨态氮,进一步转化为有机氮。

2.化学固氮:高温高压下,氮气与氢气反应生成氨,再与氧反应生成硝酸盐。

3. 影响氮素转化的因素3.1 温度•氮素转化反应速率随温度升高而增加。

3.2 湿度•适当的湿度有利于氮素的转化过程。

3.3 pH值•不同形态的氮素在不同pH条件下的转化速率有所不同。

3.4 有机质含量•有机质含量越高,土壤中的氮素转化速率越快。

4. 土壤中氮素转化的意义4.1 植物生长与氮素转化•植物需要氮素作为合成蛋白质和核酸的原料,氮素转化过程为植物提供了可利用的氮源。

4.2 土壤肥力与氮素转化•氮素转化过程中产生的硝酸盐是植物的主要氮源之一,对土壤肥力的提高具有重要意义。

4.3 环境影响与氮素转化•氮素的转化过程中产生的硝酸盐容易溶解于水中,并随水流迁移,可能对水体造成污染。

5. 总结本文主要探讨了土壤中氮素的转化过程,包括氮素的来源和形态、氮素的硝化过程、还原过程以及固定过程等。

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式(土壤部分初稿)

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式(土壤部分初稿)

泥土中氮素转化进程及植物接收方法我国耕地泥土全氮含量为0.04~0.35%之间,且泥土有机质含量呈正相干.其氮素起源包含:生物固氮.降水.农业浇灌和施肥等,而今朝肥料是农田泥土氮肥的重要起源.下面就从泥土中氮素的重要表示形态和转化进程等进行具体的介绍:(一)泥土中氮素的重要形态水溶性速效氮源<全氮的5%包含游离氨基酸.胺盐及酰胺类化合物等有机氮水解性缓效氮源占50~70%包含蛋白质及肽类.核蛋白类.氨基糖类(>98%)非水解性难应用占30~50%包含杂环态氮.缩胺类离子态泥土溶液中无机氮吸附态泥土胶体吸附(1~2%)固定态 2:1型粘土矿物固定注明:个中无机氮包含:铵态氮(NH4+ — N).硝态氮(NO3 — N).亚硝态氮(NO2 — N)三种重要形态.一般情形下,泥土中消失的主如果有机态氮,占泥土总氮的90~98%.(二)泥土中氮素的转化进程泥土中的有机态氮是较庞杂的有机化合物,必需要经由各类矿化进程,变成易溶的形态,才干施展作物养分的功效.它的矿化量和矿化速度就成为决议泥土供氮才能的极其重要的身分.泥土有机氮的矿化进程是包含很多进程在内的庞杂进程.①水解进程蛋白质在微生物排泄的蛋白质水解酶的感化下,慢慢分化为各类氨基酸.②氨化进程氨基酸在多种微生物感化下分化成氨的进程称为氨化进程.如:RCH2OH+NH3+CO2+能量—水解—→ RCHNH2COOH+H2O RCHOHCOOH+NH3+能量—氧化—→ RCHNH2COOH+O2 RCOOH+NH3+CO2+能量——还原—→RCHNH2COOH+H2由此可见,氨化感化可在多种多样前提下进行.无论水田.旱田,只要微生物运动兴旺,氨化感化都可以进行.氨化感化产生的铵态氮能被植物和微生物接收应用,是农作物的优秀氮素养分.未被作物接收应用的铵,可被泥土胶体接收保管.但在旱地通气优越的前提下,铵态氮可进一步为微生物转化.③硝化进程指氨或铵盐在微生物感化下转化成硝酸态氮化合物的进程.它是由两组微生物分两步完成的.第一步铵先转化成亚硝酸盐,紧接着亚硝酸盐又转化成硝酸盐,消化进程是一个氧化需氧进程,只有在通气优越的情形下才干进行.所以水稻田在淹水时代重要为铵态氮,硝态氮很少,旱地泥土一般硝化感化速度快于氨化感化,泥土中重要为硝态氮. 硝态氮也是为植物接收应用的优秀氮源,所以可以应用泥土硝化感化强度来懂得旱地泥土的供氮机能.④反硝化感化指泥土中硝态氮被还原为氧化氮和氮气,集中至空气中损掉的进程.反硝化感化重要由反硝化细菌引起.在通气不良的前提下,反硝化细菌可牟取硝态氮及其某些还原产品中的化合氧,使硝态氮变成氮气损掉.2.无机态氮的转化进程无机态氮包含硫酸铵.硝酸铵.碳酸铵.碳酸氢铵.氢氧化铵等.因为这些都属于不稳固的化合物,易氨化释放出氨,同时也遵守硝化进程和反硝化感化;但应指出,施用时需在呵护地的密闭情形中施用,除应留意泥土恰当湿度和通透性外,还应控制少施.勤施和深施.如施用不当,极易熏坏叶片,甚至造成全株逝世亡.尿素虽属有机氮肥,但因构造简略,其转化进程与无机氮肥基底细同,以尿素为例扼要解释:尿素施入泥土后,以分子状况消失,还可以分子状况被作物接收,但数目很少.尿素分子与泥土中黏粒矿物或腐殖质上的功效团以氢健互相感化力联合,.别的,,供作物接收和泥土胶体吸附.泥土中大多半细菌.放线菌.真菌都能排泄脲酶,其改变如下:①CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3碳酸铵可以进一步水解产生碳酸氢铵和氢氧化铵:②(NH4)2CO3+H2O NH4HCO3+NH4OH碳酸氢铵和氢氧化铵也可以在硝化细菌的感化下进一步转为硝态氮:(NH4)2CO3+NH4HCO3+NH4OH NO3在碱性或碱性泥土中,尿素水解后生成铵态氮,表施会引起氨的挥发,是以应深施覆土.尿素撒施在水田概况后,水解后的氨挥发量在10%30%;在碱性泥土中,氨挥发损掉的氮约12%60%.在高温高湿下,尿素的氨挥发可使植株灼伤,硝化速度加速,所以,尿素深施.以水带肥异常重要.因为尿素在泥土中转化可积聚大量的铵离子,会导致pH升高23个单位,再加上尿素本身含有必定命量的缩二脲,其浓度在500ppm时,便会对作物幼根和幼芽起克制造用,是以尿素不轻易用作种肥.苗肥和叶面肥.其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于分散.幼苗期作物受缩二脲伤害后形成叶绿素合成障碍,叶片消失掉绿.黄化甚至白化的斑块或条纹.植物氮含量占其干重的0.35%.植物中蛋白质.核酸及叶绿素都还有不合量的氮元素.(一)植物对氮的接收形态包含:无机态:NH4+-N.NO3-N(重要)有机态:NH2-N.氨基酸.核苷酸等(少量)植物对铵态氮的接收与同化:(1)接收进程:自动渗入渗出和接触脱质子(2)同化进程:部位:在根部很快被同化为氨基酸进程:反响进程:植物对硝态氮的接收与同化:(1)接收:植物自动接收NO3-N(2)同化:接收后,10~30%在根同化,70~90%运输到茎叶同化小部分贮消失液胞内(3)影响硝酸盐还原的身分:①植物种类:与根系还原才能有关,如:木本植物 > 一年生草本植物油菜 > 大麦 > 向日葵 > 玉米② 光照:光照缺少,硝酸还原酶活性低,使硝酸还原感化变弱,造成植物体内NO3--N 浓渡过高③ 温度:温渡过低,酶活性低,根部还原削减.。

土壤中氮素的转化过程

土壤中氮素的转化过程

土壤中氮素的转化过程
嘿,朋友们!今天咱来好好聊聊土壤中氮素的转化过程,这可有意思啦!
你想想看,土壤就像是一个大宝藏,里面有各种各样的元素,而氮素就是其中特别重要的一个呢!氮素对于植物的生长那可是至关重要的呀,就好比我们人需要吃饭才有劲一样,植物有了氮素才能茁壮成长。

氮素在土壤里会经历一系列神奇的变化呢!首先,有大气中的氮气,这可是氮素的“老家”。

但是氮气可不能直接被植物利用呀,那怎么办呢?这时候就有一些微生物来帮忙啦,它们就像小魔法师一样,能把氮气变成可以被利用的形式,这个过程就叫氮固定,神奇吧!
然后呢,这些被固定下来的氮素会在土壤里跑来跑去,和其他物质发生反应。

就好像我们在外面玩耍会遇到不同的人和事一样。

氮素可能会变成铵态氮,这就像是它换了一身新衣服。

铵态氮可以被植物吸收利用啦,植物吸收了就会快快长大。

但是氮素的旅程还没结束哦!它还有可能会变成硝态氮,这又像是它换了一种新造型。

硝态氮也能被植物利用呢。

哎呀,那氮素会不会一直这样在土壤里变来变去呢?当然不是啦!它也会有损失的时候呢。

比如,可能会随着水流跑掉,就像我们不小心把东西弄丢了一样。

这多可惜呀!
所以说呀,我们要好好保护土壤中的氮素,让它能更好地为植物服务。

就像我们要珍惜自己拥有的东西一样,不能随便浪费。

总之,土壤中氮素的转化过程真的是太奇妙啦!我们可不能小瞧了这小小的氮素,它对于整个生态系统都有着非常重要的作用呢!我们要爱护土壤,让氮素在里面好好地“玩耍”,这样我们的植物才能长得更好,我们的环境才能更美丽呀!。

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土壤氮素的形态及其转化
过程
This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
土壤氮素的形态及其转化过程
摘要:氮是植物生长发育所必需的大量元素,对植物的产量和品质影响很大。

土壤中氮素的形态及其转化过程和结果则直接决定了氮对植物生长的有效性的大小,了解土壤中氮素存在的形态和其转化过程,对于科学合理经济的肥料施用具有现实的启示作用。

关键词:氮素;形态;转化过程
土壤中氮素的含量受自然因素和人为因素的双重影响,较高的氮素含量表明土壤肥力也较高。

自然条件下,土壤没有受到人为因素的影响,有机质日积月累,土壤中氮的含量也较高。

耕地土壤氮素含量及转化过程则更强烈的受到人为耕作、施肥、不同作物等因素的影响,因而相对表现的复杂一些。

一、土壤中氮素的形态
1.无机态氮
无机态氮包括固定态NH4+、交换性NH4+、土壤溶液中的NH4+、硝态氮(NO3-)、亚硝态氮等,这其中以NH4+离子和NO3-离子最容易被植物吸收利用,农业生产中常常用到的碱解氮,也叫水解氮或速效氮,就属于无机态氮中的一部分。

无机态氮并不是全部都能被植物所直接吸收利用,它们中的大部分是被粘土矿物晶层所固定了的固定态铵,不能作为速效氮存在。

固定态铵只有在土壤中经过相
应的转化,转化为铵离子或硝酸离子、硝酸盐类的含氮物,才能为作物利用。

2.有机态氮
有机态氮构成了土壤全氮的绝大部分。

它们与有机质或粘土矿物相结合,或与多价阳离子形成复合体。

有机态氮大都难以分解,并不能为作物所直接吸收利用。

但有机态氮的含量高低依然是衡量土壤肥力高低的重要指标,有机态氮的含量高,可被转化的氮素水平也相应的高,其作为植物氮素营养‘库’的存在是有很大的作用的。

二、土壤中氮素的转化过程
1.氮素的矿化与生物固持作用
氮素的矿化作用,简单的说就是有机态的、不易分解的氮素及含氮化合物在土壤中微生物的参与下分解转化为无机态氮的过程,是一个氮的速效化的过程,也是一个可利用氮素增加的过程。

氮的固持作用,就是土壤中的无机态氮在土壤微生物的作用下转化为细胞体中有机态氮的过程,其对于农业生产上的实质就是可利用的速效氮的减少过程。

2.铵离子的固定与释放
铵离子的固定,其实质就是土壤溶液中的能自由移动的、可交换的铵离子被土壤胶体所吸附,变成不可交换的铵离子的过程,固定了的铵离子不能再被交换到土壤溶液
中去,也就不能被作物利用了。

铵离子的释放过程,则是被土壤胶体所吸附固定了的铵离子被土壤溶液中的其他离子从胶体上又交换出来的过程,这一过程则增加了土壤中速效氮的相对含量。

除了受粘土矿物类型限制外,影响铵固定的因子还有土壤质地、土壤PH、铵的浓度、其他阳离子和有机质等。

固定态铵的固定态铵的含量很少随土壤深度的加大而降低,相反,由于土壤粘粒的淋洗下移,大部分固定态铵的相对含量常随深度的加大而升高。

3.反硝化作用
反硝化作用是硝酸盐或亚硝酸盐还原为气态氮的作用过程,其对植物来说是可利用氮素的损失。

反硝化作用主要是在嫌气条件下进行的一个微生物学过程,因而受到土壤水分和通气状况得明显制约。

在旱地土壤中,因灌水、降雨以及土壤本身的各种特性导致的局部或暂时性嫌气环境是引起反硝化作用的条件。

因施用有机肥而消耗了局部土壤中的氧气也能引起反硝化作用,因为优机质的分解会消耗土壤中的氧气,使土壤处于相对缺氧的环境中。

4.铵的吸附与解吸
铵的吸附是土壤液相中的铵被土壤颗粒表面所吸附的过程,这一过程使土壤中可能直接利用的氮素相对减少,对植物来说是不利的。

铵的解吸则是土壤固相吸附的进入到土壤液相的过程,这一过程则使植物可直接利用的氮素
相对增加。

铵的吸附与解吸是铵在土壤液相与固相之间的一种平衡过程,其平衡特点受土壤阳离子交换量、种类和浓度等因素的影响。

铵的吸附量随土壤中粘粒含量、有机质含量、溶液中铵的浓度的增加而增多。

土壤变的干燥时,吸附态铵部分转化为固定态铵;渍水时,固定态铵也因矿物膨胀而部分转变为吸附态铵。

三、结论
1.土壤中易分解的能源物质过量时,无机态氮的固持速率大,从而导致无机态氮的含量减少,当C/N为20左右时,有机态氮的矿化速率则大,从而时无机态氮的含量增加。

2.干燥通气性好的土壤中,硝化作用的速率较大,矿化作用释放的铵以及肥料铵很快氧化为硝态氮,由于硝态氮不能被土壤胶体吸附,很易随水移动,尽管在土壤水分布足的情况下这种移动有利于土壤深处的硝态氮上移至根区被作物吸收,但过多的水分则可把硝态氮淋洗到土壤深处,从土壤―植物系统中损失掉,并污染地下水。

3.反硝化作用进行的前提是土壤中存在硝态氮,因此硝态氮的浓度以及肥料施用情况也会影响着反硝化过程。

在渍水条件下,土壤中硝态氮的反硝化速率明显增高,成为氮素损失的重要原因。

4.土壤较干旱时,施用氮肥后浇水,能促进肥料的溶解和向作物根部移动,增加肥料的利用率,但如果灌水过多,田间持水量过大,就造成了土壤的通气性降低,使反硝化作用增强,反而会导致肥料的损失。

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