有机态氮的矿化作用 ppt课件

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pp作t课件用
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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。
• (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。
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pp供t课件应程度(暂时无效化) 14
(三）氨的挥发损失
• (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。
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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
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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
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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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。
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。
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%
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50.0%
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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
结果：氮素损失（无效化），并污染水体（富营养化）
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四、土壤的供氮能力及氮的有效性
有效氮：能被当季作物利用的氮素，包括
无机氮(<2％)和易分解的有机氮 旱地：全氮、碱解氮、
供氮能力
土壤矿化氮、硝态氮
稻田：全氮、碱解氮、铵态氮
全氮
土壤供氮潜力
无机氮
土壤供氮强度
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课后练习
一.填空题
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）
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（二）土壤粘土矿物对NH4＋的固定 1. 定义
生物固定
生物固定
有机氮
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3. 影响条件 土体的C/N比、温度、
湿度、pH值
4. 结果：减缓氮的供应（暂时无效化）；
可减少氮素的损失
（六）硝酸还原作用
NO3－
嫌气条件 (硝酸还原酶)
NH4＋
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（七）反硝化作用
NO3－
N2 、NO、NO2
1. 生物反硝化作用
(1)定义：
(2)过程：硝酸盐 NO3－ 还原细菌 NO2－反硝化细菌 N2 、N2O、NO (3)最适条件：含氮量5～10％，新鲜有机质丰富
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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（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
pH5～8，温度30～35oC
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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％
0.05％～0.3％
1.一般农业土壤表层含氮量为
。
2.土壤氮素形态有两种，即 有机态氮 和 无机态氮 。
二.简答题
土壤中氮素的转化包括哪两个过程？
答：(1)土壤有机态氮的矿化过程。 (2)土壤有效态氮素的无效化过程。
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课后练习
• 三、名词解释 • 1、氨化作用 在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨
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
的过程。
• 2、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
• 3、氨的挥发损失 在中性或碱性条件下，土壤中的NH4＋转化 为NH3而挥发的过程。
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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。
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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。
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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％。
4. 结果：造成氮素损失（无效化）
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（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。
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最适条件：铵充足、通气良好、
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
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