土壤氮素与环境质量综述
第8章-土壤氮、磷循环与环境效应-环境土壤学
一、土壤磷的含量、形态分级 及其植物有效性
1.1 土壤中磷的含量
➢地壳中磷的平均含量约为0.122% (按P计， 下同）。 ➢一般岩石含磷量变动在1.0-1.2 g/kg。 玄武岩发育的土壤全磷含量通常较高，而 花岗岩发育的土壤全磷含量较低。 ➢我国土壤全磷含量一般为0.022-0.109%, 最低可小于0.004%，高的可达0.175%。 ➢在自然土壤中的全磷含量决定于母质类 型、成土作用和土壤磷的淋失情况，而在 耕作土壤中主要受耕作施肥的影响。
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施用氮肥对土壤健康质量的影响
➢ 对于氮肥来说，最易引起土壤变化的性质就是pH。连续施 用氮肥会导致土壤pH降低，在酸性土壤上问题尤为明显。
➢ 酸 性 土 壤 交 换 性 钙 含 量 低 ， 每 加 入 100kg 硫 酸 铵 就 需 要 110kg的碳酸钙去中和由于氮肥所产生的酸度。如果不施加 石灰校正土壤酸度，锰和铝的过量释放将会产生对植物的 毒害作用
• 有机氮的矿化（有机氮水解；氨化） • 硝化（亚硝化；硝化）
土壤氮素的损失
• 反硝化——生物脱氮 • 化学脱氮（亚硝酸分解；氨挥发） • 粘粒对铵的固定 • 生物固定 • 氮素淋洗
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土壤氮素有效化 ——有机氮矿化：
定义：含氮的有机合化物，在多种微生物的作用下
降解为简单的氨态氮的过程。它包括：
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土壤氮素损失 ——化学脱氮过程
主要是一些特殊环境条件下的化学反应，如：
a. 氨态氮挥发
NH4+ + OH- NH3 + H2O 在碱性条件下进行
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。
氮素化肥对生态环境的影响
河北科技师范学院本科毕业论文文献综述氮素化肥对生态环境的影响院（系、部）名称：生命科技学院专业名称：农业资源与环境****：***学生学号：**************：***2011年6月1日河北科技师范学院教务处制摘要：我国是化肥使用大国，近年来每年使用量稳定在4000万吨以上，氮素化肥的大量施用，在大幅度提高作物产量的同时，也造成了严重的环境污染，制约着农产品质量的提高。
本文主要阐述了我国氮素化肥的使用现状及其对生态环境的影响。
关键词：氮素；化肥；现状；环境影响随着农村经济建设的飞速发展，农村的环境问题也日益突出，点源与面源污染并存，生活污染与工业污染叠加，各种污染物相互交织，制约了农村经济的发展，危害了群众的健康。
我国是人口大国，资源相对匮乏，施用化肥是提高农作物产量的重要措施，在我国，化肥对作物增产的作用占30％-40％，所以化肥也是近年来最基础最重要的肥料。
据最近调查显示[1]，我国化肥平均施用量达450kg/hm2，超过发达国家公认的安全上限(225kg/hm2)的1倍，位居世界第一。
许秀成预测[2]，到2030年化肥施用量将达6800万t，其中N肥将达3890万t，与2000年化肥销售情况相比，需增加年供应量N肥1280万t。
我国现阶段氮肥品种主要是碳酸氢铵（简称碳铵）、尿素和氨水，另有少量硫胺、氯化铵等。
其中碳铵占氮肥生产总量的54%，尿素占15%，其他品种只占0.2%[3]。
但是目前，由于氮素肥料的不合理施用，各种营养元素配比不科学，重氮轻磷钾，氮肥需求量占化肥总量接近70%[4]，化肥施用技术比较落后，经验施肥比较比较普遍[5~6]，造成化肥大量流失，其中氮肥的流失量最大，有70％左右进入环境[7,8]。
据统计，目前我国氮肥当季利用率仅为30％-35％，磷肥利用率仅为15％-20％，钾肥利用率也不超过65％[9]。
这不仅造成了巨大的经济损失，还导致农田土壤和大气的污染。
更为严重的是过量的化肥随着降雨、灌溉和农田径流进入水体，严重污染地表水和地下水，对人体健康及生态造成了危害。
《施氮水平对土壤氮组分及玉米产量和氮素利用效率的影响》范文
《施氮水平对土壤氮组分及玉米产量和氮素利用效率的影响》篇一一、引言随着现代农业的快速发展，施氮肥已成为提高作物产量和品质的重要手段。
然而，过量的氮肥施用不仅会造成资源浪费，还可能对环境产生负面影响。
因此，研究不同施氮水平对土壤氮组分、作物产量及氮素利用效率的影响，对于合理施肥、提高作物产量和保护环境具有重要意义。
本文以玉米为例，探讨施氮水平对土壤氮组分及玉米产量和氮素利用效率的影响。
二、材料与方法1. 试验地点与材料试验于某农业试验基地进行，供试作物为玉米，供试土壤为当地典型农田土壤。
2. 试验设计设置四个施氮水平：低氮（LN）、中氮（MN）、高氮（HN）和超高氮（SHN）。
每个处理设置三个重复。
3. 测定指标与方法（1）土壤氮组分：包括铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）和总氮（TN）等。
（2）玉米产量：收获时测定各处理的玉米产量。
（3）氮素利用效率：包括氮肥农学效率、生理利用率和吸收利用率等。
三、结果与分析1. 土壤氮组分的变化不同施氮水平下，土壤NH4+-N、NO3--N和TN含量均有所变化。
随着施氮水平的提高，NH4+-N和NO3--N含量均呈现先增加后降低的趋势，而TN含量则持续增加。
其中，SHN处理下土壤NH4+-N和NO3--N含量最高，但过高浓度的氮素可能导致部分氮素流失或固定，不利于作物的吸收利用。
2. 玉米产量的变化施氮水平对玉米产量有显著影响。
随着施氮水平的提高，玉米产量呈现先增加后稳定的趋势。
MN处理下玉米产量最高，继续增加施氮量并不能进一步提高玉米产量，反而可能导致资源浪费。
3. 氮素利用效率的变化（1）氮肥农学效率：MN处理的氮肥农学效率最高，表明在中等施氮水平下，玉米对氮肥的利用效率最好。
（2）生理利用率：各处理间生理利用率差异不大，但均随着施氮水平的提高呈先增加后稳定的趋势。
（3）吸收利用率：随着施氮水平的提高，玉米对氮素的吸收利用率呈先增加后降低的趋势，表明适量施氮有利于提高玉米对氮素的吸收能力。
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n素的功能主治
土壤中n素的功能主治1. 引言土壤是生物生存和发展的基础，其中的营养元素对植物的生长和发育起着重要作用。
其中之一的氮素（N素）在土壤中具有多种功能和主治作用。
本文将重点介绍土壤中N素的功能主治，并以列点的方式进行阐述。
2. 土壤中N素的功能主治•促进植物生长：氮素是构成植物生命体的基本元素之一，它参与植物中的蛋白质、核酸和氨基酸的合成，是植物体内重要的组成部分。
土壤中充足的氮素可以促进植物的生长和发育，提高植物的叶绿素含量，增加叶片的光合作用，从而增加产量和改善植物的品质。
•促进植物根系发育：氮素的吸收和运输对植物根系的发育至关重要。
土壤中适量的氮素可以刺激根系的生长，增加根系的分枝和表面积，提高植物对土壤中其他养分的吸收能力。
同时，氮素还可以促进植物根系的活力，增加对土壤中的水分的吸收能力，提高植物对干旱的适应性。
•影响作物产量和品质：土壤中氮素的供应水平对作物的产量和品质有着重要影响。
适宜的氮素水平可以提高作物的产量，增加农产品的质量，改善食品的口感和营养价值。
然而，过量的氮素供应可能导致作物过度生长，降低作物的品质，增加农药的使用以及环境污染的风险。
•影响土壤肥力：土壤中的氮素循环过程对土壤肥力具有重要影响。
氮素的吸附、释放和转化可以促进土壤养分的循环利用，增加土壤中有机质的分解速率，提高土壤的肥力。
合理的氮素管理可以提高土壤氮素的利用效率，降低氮素的损失，减少对环境的负面影响。
•作为生态系统的调节者：土壤中的氮素参与了多种生态过程，如氮循环、氮沉降和植物与土壤微生物的相互作用。
适当的氮素水平可以影响土壤生态系统的结构和功能，维持土壤生态系统的稳定性。
然而，过量的氮素供应可能破坏生态平衡，导致土壤酸化、水体富营养化等环境问题。
3. 结论土壤中的氮素在植物的生长和发育中起着重要作用。
适宜的氮素供应可以促进植物生长，改善农作物的产量和品质，提高土壤肥力，同时维持生态系统的稳定性。
然而，氮素的过量供应可能引发环境问题，因此合理的氮素管理对于农业可持续发展和环境保护具有重要意义。
氮素在植物中的利用综述
氮素在植物中的利用综述
氮素是植物生长发育过程中必不可少的营养元素之一，它参与了蛋白质、核酸、酶等重要物质的合成，是植物生长发育的关键因素。
在自然界中，氮素以硝酸盐和铵盐的形式存在于土壤中，植物通过根吸收的方式获取土壤中的氮素。
氮素对植物的影响主要体现在以下几个方面：
1. 促进植物生长：氮素是植物体内最大的元素之一，参与了蛋白质、核酸等生物大分子的合成，是维持植物正常生长发育的重要组成部分。
缺乏氮素会导致植物生长缓慢、体型矮小、叶片黄化等表现。
2. 提高植物的抗逆能力：氮素可以增强植物的抗病虫害、抗胁迫能力，提高植物的适应性。
适量的氮素供应可以增加植物体内抗氧化酶、保护酶的活性，提高植物对逆境的抵抗力。
3. 促进植物的开花结果：氮素是植物体内调节花芽分化和开花的重要因子。
适量的氮素供应可以促进花芽分化，提高植物的开花率和果实的质量。
在农业生产中，氮素的供应对提高作物产量和品质至关重要。
过量施氮易导致农田环境污染和氮素的浪费，而缺乏氮素则会限制作物的生长和产量。
为了合理利用氮素，减少氮素的浪费和环境污染，农业生产中广泛采用了一系列氮素管理措施，包括合理施肥、控制氮素损失等。
调整施氮量的时间和方式，采用分蓄封闭灌溉、覆膜等措施，可以减少氮素的挥发和淋失，提高氮素利用率，降低对环境的污染。
还可以通过通过调整土壤中的微生物群落结构，促进土壤中硝化还原过程的平衡，提高氮素的有效利用率。
对氮素的合理利用和高效供应，对于促进植物生长发育，提高农作物产量和品质，减少环境污染，具有重要的意义。
研究氮素在植物中的利用机制，对于优化氮素管理策略，提高农业生产效益具有重要的指导意义。
连续流动分析法测定土壤硝态氮实验综述报告
连续流动分析法测定土壤硝态氮实验综述报告一、引言土壤氮素是影响农作物生长的重要因素之一，其中硝态氮是植物最主要的氮源。
准确测定土壤中的硝态氮含量对于科学合理地施肥和提高农作物产量具有重要意义。
目前，连续流动分析法是一种用于分析土壤中硝态氮含量的常用方法之一。
本综述将对连续流动分析法测定土壤硝态氮的原理、实验方法、优缺点以及在土壤肥料科学研究中的应用进行综述，旨在为相关研究提供参考。
二、原理连续流动分析法是一种自动连续进行样品分析的分析技术。
该方法利用连续流动的方式，通过预处理、分析和清洗模块，将样品溶液送入光谱仪或电化学分析仪进行分析。
对于土壤硝态氮的测定，连续流动分析法通常采用离子选择电极、分光光度计等设备，通过特定的反应和测量原理，实现对土壤中硝态氮的快速、准确测定。
三、实验方法采集土壤样品在进行土壤硝态氮的测定前，首先需要采集土壤样品。
通常选择代表性的田间土壤样品，通过深度取样或表层取样的方式收集样品。
然后将土壤样品送样至实验室，进行初步处理。
样品处理土壤样品处理是测定土壤硝态氮的关键步骤。
在处理样品时，通常需要将土壤颗粒和有机物质与水混合，并进行振荡、过滤等操作，以获得适合连续流动分析仪器分析的土壤提取液。
连续流动分析将经过处理的土壤提取液置于连续流动分析仪器中，设置合适的参数（如温度、流速等），进行土壤硝态氮的测定。
在测定过程中，连续流动分析仪器会自动进行进样、反应和检测，并输出相应的数据结果。
数据处理获取硝态氮含量数据后，进行相应的统计分析和处理，得出样品中硝态氮的含量，并进行结果的准确性和可靠性验证。
优点1. 高效快速：连续流动分析法具有快速自动分析的特点，能够对大批量样品进行高效分析。
2. 灵敏度高：该方法对硝态氮具有较高的灵敏度，可以准确测定样品中较低浓度的硝态氮。
3. 自动化程度高：连续流动分析法采用自动化仪器进行分析，大大降低了人为误差。
缺点1. 仪器设备成本高：连续流动分析仪器设备成本相对较高，对于一些小型实验室可能不太容易承担。
试述氮素在土壤中的损失途径及防治措施
试述氮素在土壤中的损失途径及防治措施一、引言氮素是植物生长必需的重要营养元素之一，然而在土壤中往往出现氮素损失的情况。
本文将试述氮素在土壤中的损失途径及相应的防治措施。
二、氮素在土壤中的损失途径2.1蒸发损失氮素化合物在土壤中可以发生蒸发作用，使得土壤中的氮素以氨气的形式逸失到大气中。
尤其是在高温、高湿的条件下，蒸发损失更为严重。
2.2淋溶损失在降雨或灌溉的作用下，土壤中的氮素可以随水分一起流失。
这种淋溶损失尤其常见于土壤排水不畅的情况下，使得氮素带走到下方地层或水体。
2.3固定损失一部分土壤中的氮素会通过固定作用而无法被植物吸收利用，例如与土壤微生物结合形成有机氮，或被土壤矿物质吸附。
2.4水解损失氮素化合物经过微生物分解作用，可以水解为氨气或亚硝酸盐，进一步加速氮素的损失。
三、氮素损失的防治措施为了减少氮素在土壤中的损失，采取以下防治措施是非常重要的。
3.1增加有机质含量通过施加有机肥料或回收农作物残留物，可以提高土壤的有机质含量，增加土壤的保水性和团聚性，减少氮素的淋溶损失。
3.2合理施用氮肥在农田经营中，合理施用氮肥是减少氮素损失的关键。
根据作物的需求量，遵循科学的施肥原则，进行分次追肥，避免一次性过量施肥引起氮素的浪费和损失。
3.3利用微生物有机肥微生物有机肥中富含大量的微生物和有机质，可以增加土壤的活性和肥力，促进土壤氮素的转化与利用，减少氮素的损失。
3.4优化灌溉管理合理控制灌溉水量和灌溉频率，避免农田过度湿润或排水不畅。
同时，合理利用排灌水，进行适当的再利用，以减少氮素的淋溶损失。
3.5精细管理通过精细管理农田，包括合理的间作制度、适时翻耕和植物覆盖等，可以减少土壤侵蚀和氮素的流失，保持土壤质量和肥力。
四、结论氮素在土壤中的损失途径多样，但通过科学合理的防治措施，可以有效降低氮素损失，提高土壤的肥力和农作物的产量。
因此，在农田管理和施肥过程中，应充分考虑氮素的损失途径，并采取相应的防治措施，以实现可持续农业的发展。
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。
贵州农业土壤氮素流失对环境的影响及防治对策
布在 大于 ６ 的 坡 地 上 ， 中坡 度 大 于 ２ 。 耕 地 有 。 其 ５的
６ ． ８万 ｈ ， ９１ ｍ。 占总耕地 的 １ ． ０ ， ９ ８ 而坡度 在 ３ 。 ５以 上 的耕 地 有 ２ ． ８万 ｈ ， ８１ ｍ 占总 耕 地 的 ５ ７ ［ 。 ．４ ６ ］ 高 比例 的坡耕 地 造成 严 重 的水 土 流失 ， 引起 土 壤 氮 素 的大量 流失 ， 环境 风险较 高 ， 两 江上 游生 态 屏 障 对 构 成威胁 。为此 ， 本研 究 根 据 贵 州 农 业 土壤 氮 素 流 失 特征及 其对 环 境 的影 响 ， 出贵 州 农 业 土壤 氮 素 提 流 失 的防治措 施 ， 而为有 效减 少农 田氮素 损失 、 从 优 化农 业非 点源 污染 管理 与控制 提供参 考 。
１ 贵 州 农 业 土 壤 中 氮 素 的 含 量 及 流 失 特 征
黄棕 壤 主要 分 布在 西 部 的威 宁、 章 、 雍 、 赫 纳 毕
节、 水城 、 盘县等县 （ ） 主要分 布在 海拔 １８ ０ｍ 的 市 ， ０ 地区或 １９ ０ ２ ５０ ｍ 的 高寒 地 区 ， 黔 中 、 东 ０ ～ ０ 在 黔
素淋溶 的主要 形式 ， 土壤 深层 和 地下 水 中 的淋 溶 向 不但 导致 了土壤 肥力 的下 降 ， 而且 污 染 了地下 水 ， 对 人体 健康 带来 了严重 威胁 。贵州 是全 国唯一 没有 平 原 支撑 的 喀 斯 特 山地 省 ， 省有 ８ ． ２ 的耕 地 分 全 １ Ｏ
１４ ０ １５ ０ｍ 以 上 的 山 地 也 有 分 布 。 其 面 积 为 ０ ０
９ ．４ ｈ ， 中耕 地面 积 为 ２ ． ３万 ｈ ， ８ ６万 ｍ２其 ６６ ｍ２ 占全 省 耕地面积 的 １ ． 。黄棕 壤 中全 氮量 可 高 达 ６ ０ ０３ ． ～ １ ． ／ ｇ但 因有 机 质 的 Ｃ Ｎ 高 ， 上气 温 低 ， ０ ０ｇ ｋ ， ／ 加 土壤
第三章 土壤中碳、氮
• 有机氮肥在土壤中的残留率较无机氮
肥高，利用率和损失率低于无机氮肥
土壤氮损失对环境的影响
（1）径流和淋洗损失对地表水和地 下水的影响
（2）气态损失对大气的污染 （3）硝酸盐累积对农产品的污染
第三节 土壤中硫素与环境质量
• 硫：①在地壳中排13位，
硫的形态
单质硫、硫化物、易溶性
无机硫
硫酸盐、吸附性硫酸盐、 与碳酸钙共沉淀的硫酸盐
其他形态的硫酸盐沉淀
磷酸盐溶液提取
有机硫 有机硫：非石灰性土壤
中90％以上，表土>底土
硫在土壤中的行为
➢吸附与解吸：静电吸持和配位基交换
①只能在带正电荷的表面进行
②永久电荷土壤、可变电荷土壤
➢氧化还原：
SO42-(有机质) 微生物 H2S 非生物氧化
六、全球气候变化对土壤碳 循环的影响
• 影响植物生长 • 改变植物残体的分解速率
气候变化与土壤CO2释放
化石燃料：5GtC; 土壤呼吸：50～76GtC
• 有机物质矿化、生物呼吸——土壤呼吸 • 减缓土壤呼吸作用—减少耕作：改变通
气性和水分含量；破坏土壤团聚体；有 机质输入量减少
气候变化与土壤CH4释放
碳密度(kg/m2) 8.85 12.28 10.18 11.41 11.46 10.31 17.55 44.61
三、土壤碳的形态与活性
• 土壤有机碳的固体形态：粗有机质、 与土壤矿物质结合的细颗粒态
• 生物形态：微生物碳Cmic • 溶解态：DOC
土壤碳的活性（有效性）
• 有机质氧化稳定性（Kos） ＝难氧化有机质/易氧化有机质
• 土壤碳的移动度 ＝可被KMnO4氧化的碳/残余碳
土壤中氮、硫、磷的循环与环境质量
土壤氮素循环对环境的影响
1.土壤中氮的损失 无机氮肥的损失：氨挥发、硝化-反硝化、淋洗、
径流、侧渗以及通过作物地上部直接损失。 有机氮损失：主要取决与本身的化学性质和C/N比
3．游离态氮（N2）
氮循环主要过程
土壤中氮的转化过程
1．有机态氮的矿化过程
（1）水解过程
水解 水解
蛋白质 多肽 氨基酸、酰胺等
朊酶
肽酶
条件：① 真菌、细菌、放线菌等；
②在通气良好； ③ 温度较高；
④ 水分60~70%； ⑤ pH值适中；
⑥ C/N比适当
（2）氨化过程
氨化微生物
RCHNH2COOH + O2
RCH2COOH + NH3 + E
酶
条件：
① 真菌、细菌、放线菌等；
② 在通气良好； ③对低温特别敏感；
④ 水分60~70%； ⑤ pH值要求在4.8~5.2
⑥C/N比适当。
2．氨的硝化过程
氨、胺、酰胺 （1）亚硝化作用
硝态氮化合物
亚硝化微生物
2HN4 + 3O2
2NO2- + 2H2O + 4H+ + 158千卡
•土壤有机质含量
土壤氮素和土壤有机质二者呈正相关关系。土壤氮素的 含量大致占土壤有 机质含量的5%左右。
•质地
质地 砂性土 壤性土 粘性土
N% 低
高
•地形及地势
土壤氮素的存在形态
1．有机态氮 （1）可溶性有机氮 < 5%，主要为： 游离氨基酸、胺盐
（速 效 氮）及酰胺类化合物 （2）水解性有机氮50~70%，用酸碱或酶处理而得。包
《土壤氮素与环境》课件
土壤氮素的作用
土壤氮素是植物生长和发育的重要营养元素之一，对提高作物产量和品质具有重要作用。
土壤中的氮素可以促进植物的光合作用、蛋白质合成和其他生理生化过程，从而影响植物的生长和发 育。同时，土壤中的氮素也可以影响土壤微生物的活性、种群结构和功能，进而影响整个生态系统的 健康和稳定性。
02
土壤氮素循环
铵的转化
铵在土壤中的吸附、解吸、移动等过程。
土壤氮素的流失
径流流失
雨水或灌溉水携带土壤中的氮素通过地表径 流流失。
淋溶流失
土壤中的氮素通过渗滤作用进入地下水或河 流。
气态流失
土壤中的氮素以氨气、氮氧化物等形式挥发 到大气中。
03
土壤氮素与植物生长
土壤氮素对植物生长的影响
土壤氮素是植物生长的重要营养元素之一，对植物的生长、发育和产量具 有显著影响。
05
土壤氮素的管理与保护
提高土壤氮素利用效率的措施
合理施肥
根据作物需求和土壤养分状况，制定科学的施肥 计划，平衡氮、磷、钾等营养元素的施用。
推广缓控释肥料
缓控释肥料能够根据作物需求释放养分，提高养 分利用率，减少养分流失。
优化灌溉方式
合理安排灌溉时间和水量，避免过度灌溉导致养 分淋失。
控制土壤氮素流失的措施
土壤氮素的固定
固氮作用
大气中的游离态氮被微生物或植物吸收，转化为有机 氮的过程。
生物固氮
通过豆科植物、蓝绿藻等生物活动将氮气转化为氨的 过程。
非生物固氮
通过闪电、火山活动等自然现象将氮气转化为氨的过 程。
土壤氮素的转化
硝化作用
在土壤微生物的作用下，氨转化为硝酸盐的过 程。
反硝化作用
在缺氧条件下，硝酸盐被还原为氮气，释放到 大气中的过程。
氮素在土壤中的损失途径及防治措施
氮素在土壤中的损失途径及防治措施1. 氮素的重要性哎呀，说到氮素，大家可能不以为然，觉得这只是化肥的一部分，其实不然！氮素可是土壤健康的“守护神”呀！它是植物生长的必需元素，缺了它，植物就像缺了水的鱼，活不久。
尤其是小麦、玉米这些主粮，离不开氮素的滋养。
想象一下，农田里一片生机盎然，作物茁壮成长，这背后可全靠氮素的辛勤“工作”呢。
1.1 氮素的损失途径可惜，氮素在土壤中并不是“稳如老狗”，它也有它的脆弱之处。
首先，雨水一来，氮素就可能随之流失。
这就像我们小时候放风筝，风一大，风筝飞得老高，线一松，哎呀，风筝就不见了。
氮素流失的情况就像这样，让人心痛。
再说，氮素也容易挥发，特别是氨气。
在肥料施用不当的情况下，氨气就会逃出土壤，变成空气中的“浪子”。
这种情况下，农民的辛苦钱就像打了水漂，真是让人心疼呀！1.2 其他损失方式除了雨水和挥发，氮素还有另外一个“死敌”——微生物。
土壤中的一些微生物像是“饥饿的狼”，它们会把氮素分解成其他的形态，导致植物无法吸收。
换句话说，这些微生物简直就是土壤中的“隐形盗贼”，让人防不胜防。
2. 防治措施说到防治，别着急，这可是个大话题。
首先，我们可以采取一些简单有效的措施来减少氮素的损失。
比如，农民可以选择合理的施肥时间。
一般来说，选择在干燥天气施肥，可以减少氮素流失的几率，就像在干燥的天气里晒衣服，衣服才不会湿透。
2.1 增加有机肥除了施肥时间，我们还可以增加有机肥的使用。
有机肥不仅能提高土壤的肥力，还能有效锁住氮素。
就像在冰箱里放了保鲜膜，食物才能新鲜持久。
尤其是农田里的腐殖质，它就像土壤中的“保姆”，照顾着氮素，让它不轻易流失。
2.2 植物轮作另外，进行植物轮作也是个好办法。
每年换不同的作物种植，不仅能减少土壤病虫害的发生，还能让土壤中的氮素得到更好的利用。
就像我们经常换口味吃饭，才能保持营养均衡，植物也一样。
3. 未来展望当然，以上这些措施只是“开胃小菜”，对于大规模的氮素损失，我们还需要更深入的研究。
农业氮肥使用对环境污染及农田土壤质量影响评估方法探讨
农业氮肥使用对环境污染及农田土壤质量影响评估方法探讨农业氮肥（nitrogen fertilizers）是促进植物生长的重要工具，广泛应用于农田中。
然而，过度使用氮肥可能会对环境和农田土壤质量造成负面影响，这需要进行科学的评估方法来监测和控制农业氮肥的使用。
本文将讨论农业氮肥使用对环境污染及农田土壤质量的影响，并探讨评估方法。
首先，农业氮肥使用对环境污染有所贡献。
氮肥在农田中被作物吸收，但部分未被作物利用的氮肥会滞留在土壤中，并通过不同途径进入环境系统。
其中主要的途径包括土壤侵蚀、地下水渗透、水体径流以及大气氮氧化物排放。
这些未被利用的氮肥可能会导致水体中的富营养化问题，并对水生生态系统造成破坏，如水藻过度生长和氧气亏缺。
此外，氮肥的使用也可能导致空气中的氮氧化物浓度升高，引发大气污染，对人类健康和全球气候变化产生影响。
其次，农业氮肥使用也对农田土壤质量产生影响。
过量使用氮肥会导致土壤中的养分不平衡，过剩的氮肥可能会对土壤微生物活性产生抑制作用，破坏土壤生态系统的平衡。
此外，农田中过度施用氮肥还可能增加土壤酸化的风险，降低土壤的肥力和农田可持续性。
因此，评估农业氮肥使用对农田土壤质量的影响非常重要。
评估农业氮肥使用对环境污染及农田土壤质量的影响需要综合考虑多个因素。
首先，需要收集土壤和水体样本来分析其养分含量和质量。
这可以通过采集土壤和水体样本，并进行理化分析来实现。
其次，还需要考虑农田的管理措施和农作物的生长情况。
例如，农业氮肥的使用量、施用时间和施用方法等因素都会对环境和土壤产生影响。
因此，需要进行农田调查和监测，了解农业氮肥使用的实际情况。
最后，还需要考虑环境和土壤的生态效应。
这可以通过进行生态学研究和模拟实验来实现，以评估农业氮肥使用对生物多样性和生态系统功能的影响。
在评估的过程中，应使用科学的方法和工具，例如多元统计分析和模型模拟。
这些方法可以帮助我们理解农业氮肥使用对环境和农田土壤质量的影响，并提供科学依据和建议以减少对环境的不良影响。
氮循环过程对土壤健康和农业可持续发展影响探讨
氮循环过程对土壤健康和农业可持续发展影响探讨引言：氮素是植物生长中的关键营养元素之一，对于维持土壤肥力和农作物的生长发育至关重要。
然而，过度或不当的氮素施用会导致氮素积累、土壤酸化和环境污染等问题。
因此，了解氮循环过程对土壤健康和农业可持续发展的影响是至关重要的。
一、氮循环过程概述氮循环过程是指氮在土壤和生物体之间的转化和迁移过程，包括氮素的吸收、固定、转化和释放等环节。
主要的氮循环途径包括农艺循环（作物吸收、农业副产品回收利用等）、自然循环（大气氮通过闪电、与植物共生固氮菌固定、酸雨氮素沉降等）和人为循环（化肥施用、有机肥施用等）。
二、氮循环对土壤健康的影响1. 土壤肥力：氮素是植物生长的重要营养元素之一，适量的氮素供应可以促进植物体的生长发育，提高农作物产量和品质。
合理施肥和农艺管理可以提高土壤氮素利用率，减少氮素的损失，维持土壤肥力水平。
2. 土壤酸化：氮素转化过程中，氨化作用和硝化作用会释放出氢离子，导致土壤酸化。
长期过量施氮会显著增加土壤酸度，降低土壤pH值，影响土壤微生物活性和养分循环，对土壤健康产生不利影响。
3. 土壤生物多样性：氮素的施用和氮素循环过程会影响土壤微生物群落结构和功能，进而影响土壤生物多样性的维持。
适度氮素供应可以促进土壤微生物多样性，增强土壤生态系统功能。
三、氮循环对农业可持续发展的影响1. 环境保护：过量的氮素施用和不当的农业废弃物管理会造成氮素积累和流失，导致土壤和水体的污染，甚至引发蓝藻暴发等环境问题。
因此，合理使用肥料、优化氮素施用方式等措施对于减少氮素污染具有重要意义。
2. 农业可持续性：氮素作为农业生产中的关键要素，适度的氮素施用可以提高农作物产量和品质，增加农民收益。
同时，合理的氮素管理可以减少氮素的损失和浪费，降低生产成本，提高农业的可持续性。
3. 土壤保护：氮素的循环过程不仅影响土壤肥力，还与土壤有机质的储存和分解密切相关。
合理管理土壤的氮素循环可以促进土壤有机质的稳定性，改善土壤结构和保护土壤健康。
氮素在植物中的利用综述
氮素在植物中的利用综述氮素（N）是植物生长发育的必需元素之一，是构成生物体内核酸、蛋白质和其他重要分子的重要组成部分。
植物获得氮素的途径主要有两种，土壤中可利用氮和难利用氮的转化成可利用氮。
土壤中可利用氮包括氨态氮和硝态氮，氮的亚麻酸还原和硝化是两个基本反应。
细菌通过对土壤中有机氮的氨化和硝化过程，转化成可利用氮的形式，利用菌与根际微生物群体的共生关系可帮助植物吸收可利用的氮。
同时，土壤中还存在其他形式的氮化合物，如硝酸胺、硝酸等，但其利用率相对较低。
氮素在植物体内的利用主要包括以下几个方面：1. 氮素的吸收：植物根系通过根毛吸收土壤中的氮元素。
土壤中可利用的氮元素和植物根毛表面的活性物质相互作用，形成复合物进入植物体内。
2. 氮素的转运：植物根系吸收后的氮元素需要通过植物体内的转运系统转移到整个植物体内的不同部位，在植物体内不断分配。
3. 氮素的利用：氮素进入植物体内后，首先用于构建各种生物大分子，如蛋白质、核酸、糖类等，从而参与正常的生长发育过程。
4. 氮素的代谢：植物利用氮素通过代谢活动产生能量，并合成维生素、激素等生物活性物质，帮助植物维持正常生长发育。
5. 氮素的调节：植物体内的氮素和其他元素之间存在一定的互补关系和竞争关系，氮素含量的多少会影响到植物其他元素的吸收和利用。
植物合理利用氮素对提高作物产量和品质并减少肥料浪费具有明显好处。
合理施用氮肥可以显著提高作物产量和品质，但过量施用氮肥则容易产生农业环境问题，如水体、土壤和大气的氮污染。
一些英文文章认为，施肥效果与施肥时间、氮素肥料类型、土壤、气候等因素有关，需要根据实际情况进行调节。
总之，氮素是植物生长发育的必要元素之一，但其利用率事关农业和生态环境的可持续发展。
因此，我们需要严格控制氮肥的使用量和施肥时间，在增加作物产量的同时减少氮肥造成的环境污染。
211177081_氮沉降对我国草地生态系统土壤呼吸的影响研究（综述）
1前言土壤呼吸是土壤大气碳循环中的第二大通量。
土壤呼吸及其动态变化对全球变化的响应主要与全球碳储量以及气候和陆地生态系统之间的反馈有关。
土壤呼吸分为自养呼吸和异养呼吸，其中，自养呼吸为植物在正常的新陈代谢过程中通过根系生长所排放出来的部分，异养呼吸为微生物在分解土壤和凋落物有机质过程中释放出来的碳[1]。
近几十年来，有许多研究侧重于氮添加对陆地生摘要：土壤呼吸是陆地生态系统碳收支的重要组成部分。
全球变化驱动因素，如气候变暖和氮沉积，将通过对自养呼吸和异养呼吸产生影响，进而影响生态系统的土壤呼吸，改变陆地碳循环。
当下，随着人类活动的加剧，导致向陆地生态系统输入的氮含量显著增加，对土壤呼吸产生了深刻影响，但影响结果不尽相同。
将近年来氮沉降对草地土壤呼吸的影响研究进行综述；分析了氮素添加对土壤呼吸影响的不确定性，综合来看，氮沉降对草地土壤呼吸的影响结果主要有3种———促进、抑制和无影响；并对未来的研究方向进行了探讨和展望。
可为草地生态系统氮沉降研究提供一定参考。
关键词：氮；草地；土壤呼吸中图分类号：S812.2文献标识码：A 文章编号：1008-1631（2023）02-0064-04收稿日期：2022-08-31基金项目：国家自然科学基金项目（31860141，31360119）；西藏生态安全联合实验室开放基金项目（STAQ-2021Y-4）；中央引导地方项目（XZ202101YD0016C ）；西藏高原森林生态教育部重点实验室项目作者简介：盛基峰（1998-），男，河南邓州人，硕士研究生在读，研究方向为高寒草地氮沉降。
E-mail ：*****************。
通讯作者：叶彦辉（1980-），男，河南漯河人，副教授，博士，主要从事青藏高原氮沉降和高原经济林培育研究。
E-mail ：****************。
Effects of Nitrogen Deposition on Soil Respiration of Grassland Ecosystem in China （Review ）SHENG Ji-feng 1，2，LI Yao 3，YU Mei-Jia 3，HAN Yan-ying 3，YE Yan-hui 1，4*（1.Institute of Plateau Ecology ，Tibet Agriculture and Animal Husbandry College ，Linzhi 860000，China ；2.Tibet Key Laboratory of Ecological Security of Alpine Vegetation ，Linzhi 860000，China ；3.Tibet Agricultual and Animal Husbandry College ，Linzhi 860000，China ；4.Tibet Key Laboratory of Forest Ecology of Plateau ，Ministry of Education ，Linzhi 860000，China ）Abstract ：Soil respiration is an important part of carbon budget in terrestrial ecosystems.The driving factorsof global change ，such as climate warming and nitrogen deposition ，will affect the autotrophic respiration and heterotrophic respiration ，thereby affecting the soil respiration of the ecosystem and changing the terrestrial carbon cycle.At present ，with the intensification of human activities ，nitrogen input into the terrestrial ecosys-tem has significantly increased ，which has a profound impact on soil respiration ，but the impact results are different.The effects of nitrogen deposition on grassland soil respiration in recent years are reviewed.The un-certainty of the effect of nitrogen addition on soil respiration is analyzed.To sum up ，there are three main results of nitrogen deposition on grassland soil respiration:promotion ，inhibition and no effect.And future re-search directions are discussed and prospected.This can provide a certain reference for the study of nitrogen deposition in grassland ecosystem.Key words ：Nitrogen ；Grassland ；Soil respiration盛基峰1，2，李垚3，于美佳3，韩艳英3，叶彦辉1，4*（1.西藏农牧学院高原生态研究所，西藏林芝860000；2.西藏高寒植被生态安全重点实验室，西藏林芝860000；3.西藏农牧学院，西藏林芝860000；4.西藏高原森林生态教育部重点实验室，西藏林芝860000）氮沉降对我国草地生态系统土壤呼吸的影响研究(综述)DOI ：10.12148/hbnykx.20230041河北农业科学，2023，27（2）：64-67Journal of Hebei Agricultural Sciences编辑杜晓东第2期态系统中土壤呼吸的影响，但影响结果存在争议，有正效应、负效应和没有影响3种，这些差异主要与生态系统类型、施肥水平、试验持续时间和土壤条件有关。
植物生产环境-氮肥的合理施用
氮肥的合理施用氮素是限制作物产量和品质的主要元素之一。
称为生命元素。
一、土壤氮素（一）土壤氮素的含量我国土壤全氮含量变化很大，变幅0.4--3.8g/kg,平均为1.3g/kg,多数和土壤在0.5--1.0g/kg。
土壤中的氮素含量与气候、地形、植物、成土母质、农业利用的方式及年限。
（二）土壤氮素的来源耕作土壤中氮的来源主要有：生物固氮、降水、尘埃、施入的肥料、土壤吸附空气中的NH3、灌溉水和地下水的补给，其中生物固氮和施肥是主要来源方式。
（三）土壤氮素的形态（四）土壤氮素的转化1.矿化作用矿化作用是指在土壤中的有机物经过矿化作用分解成无机氮素的过程。
矿化作用主要分为两步：水解作用和氨化作用。
水解作用是指在蛋白质水解酶、纤维素水解酶、木酵素菌等各种水解酶的作用下将高分子的蛋白质、纤维素、脂肪、糖类分解成为各种氨基酸。
氨化作用是指土壤中的有机氮化物在微生物——氨化细菌的作用下进一步分解成为铵离子（NH4+）或氨气（NH3）。
2.硝化作用土壤中的氨（NH3）或铵离子（NH4+）在硝化细菌的作用下转化为硝酸的过程叫硝化作用。
硝化作用产生的硝态氮是作物最容易吸收的氮素。
3.反硝化作用反硝化作用是硝酸盐或亚硝酸盐还原为气体分子态氮氧化物的过程中。
4.土壤中的生物固氮作用土壤中的生物固氮作用是指通过一些生物所有的固氮菌将土壤空气中气态的氮被植物根系所固定而存在于土壤中的氮，生物固氮作用一般发生在豆科植物的根系。
5.土壤对氮素的固定与释放土壤中的氮素在处于铵离子状态时可以从土壤溶液中被颗粒表面所吸附，另一方面被土壤吸附的铵离子还可以被释放出返回土壤溶液中。
在一定条件下铵离子在固相和液相之间处于一种动态平衡状态。
6.氮素在土壤中的淋溶作用土壤中以硝酸或亚硝酸形态存在的氮素在灌溉条件下，随着灌溉水的下渗作用。
7.氨的挥发作用铵转化成氨气损失掉的过程。
二、氮肥的性质和施用氨态氮肥 NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2SO4根据氮素的形态分硝态氮肥与硝铵态氮肥 NH4NO3酰胺态氮肥 CO(NH2)2速效氮肥根据肥效分缓（长）效氮肥（一）铵态氮肥的特点与施用1.铵态氮肥的特点氮素形态以氨或铵离子形态存在的氮肥称为铵态氮肥。
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- H20
厌氧 微生物
HN03
厌氧微生物 +4H+ - 2H2O
2HNO2
+4H+ -2H2O
H2N2O2
2020/4/2
15
反硝化作用：硝酸盐等较复杂含氮化合物 转化为N2、NO、N2O
2020/4/2
16
土壤氮素损失 ——化学脱氮过程
主要是一些特殊环境条件下的化学反应，如：
a. 氨态氮挥发
定义：将土壤中的氨、胺、酰胺等微生物的作用下氧化
为硝酸的生物化学过程。
第一步：亚硝化作用
2HN4+ + 3O2 亚硝化微生物 2NO2- + 2H2O + 4H+ + 158千卡
速率：硝化作用＞亚硝化作用＞铵化作用。
第二步：硝化作用因此，正常土壤中，很少有亚硝态氮和铵态
氮及氨的积累。
硝化微生物
2NO2- + O2
2NO3- + 40千卡
2020/4/2
13
硝化作用：NH4+或NH3经NO2-氧化为NO3-
2020/4/2
14
土壤氮素损失 ——反硝化（生物脱氮过程）
过程： NO3-
硝酸盐 还原酶
NO2-
硝酸盐 还原酶
氧化氮
氧化亚氮
NO
还原酶
N20
还原酶
N2
N2
+ 2H+ -2H2O
2NO
- 4H+
+2H2O
• 生物固定
• 氮素的淋洗
硅铝片
NH4+ 硅铝片
2020/4/2
淋 洗
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4. 土壤氮素管理与环境质量
现状：氮肥生产效率趋于下降，农业环境污染则趋于加重 任务：保障粮食安全和农产品供应，减少农业环境污染环境 目标：降低农田中化肥氮损失、提高氮肥利用率 途径：
– 适宜施氮量，避免盲目过量施氮 – 氮肥深施、早作上表施氮肥(特别是尿素）立即适量灌水、前氮后
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
碱解氮：测得的有效氮。
速效氮：土壤溶液中的铵、交
换性铵和硝态氮因能直接被植物 根系所吸收，常被称为速效态氮。
速
有
全
效 氮
效
氮
氮
2020/4/2
8
中国不同地区耕层土壤的全氮含量
2020/4/2
9
3. 土壤中氮素的转化
有 机 矿化作用 态 生物固定 氮
第三章 土壤中碳、氮、硫、磷 与环境质量
第二节 土壤氮素与环境质量
主要内容
1. 土壤中氮素的含量及其来源 2. 土壤中氮素的形态 3. 土壤中氮素转化过程 4. 土壤氮素管理与环境质量
2020/4/2
2
1. 土壤氮素的含量及其来源
含量：
一般土壤含量范围：0.02%~0.50% 我国耕地含量：0.04%~0.35% 表层高，心、底土低
NH3
N2、NO、N2O
挥发损失
反硝化作用
硝化作用
铵态氮
硝态氮
硝酸还原作用
吸附固定
淋洗损失
有
生 物
机
固态 定氮
吸附态铵或 固定态铵
水体中的 硝态氮
2020/4/2
10
土壤氮素的有效化
• 有机氮的矿化（有机氮水解；氨化） • 硝化（亚硝化；硝化）
土壤氮素的损失
• 反硝化——生物脱氮 • 化学脱氮（亚硝酸分解；氨挥发） • 粘粒对铵的固定 • 生物固定 • 氮素淋洗
2020/4/2
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土壤氮素有效化 ——有机氮矿化：
定义：含氮的有机合化物，在多种微生物的作用下
降解为简单的氨态氮的过程。它包括：
a. 水解：
水解
蛋白质 朊酶
水解
多肽 肽酶
氨基酸
b. 氨化：
氨化微生物
RCHNH2COOH + O2 酶
RCH2COOH + NH3 + 能量
2020/4/2
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土壤氮素有效化 ——硝化过程：
在土壤中主要以游离态存速在效。氮：土壤溶液中的铵、
•
亚硝态氮(NO2-
—
N)：主交要换在性嫌铵气和性硝条态件氮下因才能有直可接能存在， 被植物根系所吸收，常被称
而且数量也极少。在土壤为里速主效要态以氮游。离态存在。
• 其他，氨态氮、氮气及气态氮氧化合物。
2020/4/2
7
几个概念
全氮：土壤中氮素的总量。
来源：
A 生物固氮：包括自生固氮 、共生固氮和联合固氮； B 降水：1.5-10.5 kg/hm2.a； C 灌水； D 施肥；有机肥、无机化肥
目前肥料是农田土壤氮肥的主要来源。
2020/4/2
3
➢ 氮素是土壤中活跃营养元素，作物需求量大。和植物 需求相比，全世界大部分土壤缺氮，氮肥的应用有力 地促进农业生产的发展，开创了农业历史的新纪元。
无机态氮
• 铵态氮(NH4+)； • 硝态氮(NO3-)； • 亚硝态氮(NO2-)。
2020/4/2
5
有机态氮
占全氮的绝大部分，95%以上。 • 可溶性有机氮 < 5%，
主要为： 游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物； • 水解性有机氮50~70%，用酸碱或酶处理而得。
包括：蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类； • 非水解性有机氮30~50%，
主要可能是杂环态氮、缩胺类 。
2020/4/2
6
无机态氮
数量少、变化大，表土中占全氮 1~2% ，最多不超过5~8%。
• 铵态氮(NH4+ — N)：可被土壤胶体吸附，一般不易流失， 但在旱田中，铵态氮很少，在水田中较多。
在土壤里有三种存在方式：游离态、交换态、固定态。
• 硝态氮(NO3- — N) ：移动性大；通气不良时易反硝化损失；
➢ 土壤中氮可以通过一系列化学反应和物理过程以各种 形态进入大气和水体，对局部乃至全球环境产生种种 负面影响。围绕施用氮肥产生的效益与弊端的讨论一 直是土壤、肥料、地球物质循环、农产品品质、环境 科学等多个研究领域密切关注的问题。
2020/4/2
4
2. 土壤中氮素的形态
有机态氮
• 可溶性有机氮 < 5%； • 水解性有机氮50~70%； • 非水解性有机氮30~50%。
NH4+ + OH- NH3 + H2O 在碱性条件下进行
b. 亚硝酸分解反应
3HNO2 HNO3 + 2NO + H2O 条件：酸性愈强，分解愈快。
2020/4/2
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土壤氮素损失 ——其他损失途径
• 粘粒矿物对铵的固定
北方的土壤中，能固铵的粘粒矿物较多，但其土壤中铵极少，而 南方水田的铵态较多，而能固定铵的粘土矿物不多。因此，铵的 粘土矿物固定在我国的意义不大。
移 – 使用改性氮肥，延长肥效 – 利用作物与微生物共生固氮
……
2020/4/2
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施用氮肥对环境质量的影响
➢ 据估计，我国农业中氮损失正以惊人速度增加，如 1969-1973年农业中氮（化肥和有机肥）年损失500万 吨，其中肥为200万吨，是同期化肥氮用量69%；
➢ 1994-1998年，氮年损失2300万吨，其中化肥氮为1900 万吨，为同期化肥氮的84%。