氮循环(Nitrogen cycle)和农业物质循环讲解

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N循环(氮循环)

海洋之所以能消化所有生物的排泄物，将污水转化为净水，全靠海洋中居住着数量有如恒河沙数般多的益菌，它们吃掉这些溶入水中的污物，将毒素变为无害于生物的物质。

而在鱼缸内，我们就是要模仿这种生态系统，也是各位新手常听到的N-Cycle(氮循环)。

Nitrogen Cycle (N-Cycle) 氮循环究竟是怎样进行的呢? 除了氧、二氧化炭等为人所熟悉的气休外，其中一种叫做氮(Nitrogen, 以后称简称化学名N2)。

而鱼儿的排泄物会在水中产生有机氮(Organic N2)。

Organic N2会在水中变成阿蒙尼亚(以后简称化学名NH4)。

NH4对生物来说是致命的毒素，幸好NH4水中较容易转化成亚硝酸盐(以后以后简称化学名NO2)，同时靠着水中的硝化细菌也能够将之变为NO2。

但是，NO2本身对生物来说也是一种剧毒，稍高的NO2浓度也能轻易杀死生物。

而水中的好氧菌(其中一种硝化细菌)在氧气充足的环境下就能硝化NO2并将之变成硝酸盐(以后简称化学名NO3)。

NO3对鱼儿来说并非O致命的毒素，因此鱼儿能忍受NO3浓度较高的环境，但是对珊瑚等软体生物来说却是致命物质，稍高浓度的NO3值也使珊瑚不再"开花"，继而死亡。

而在海中，厌氧菌(其中一种硝化细菌)就能硝化NO3并将之变回N2，无害的氮；同时，海中的藻类和苔类植物也视NO3为养份而消化掉并排出Organic N2。

硝化细菌的生存、繁殖条件?在N-Cycle中，硝化细菌扮演着主要的角色，而我们就是要了解好氧菌和厌氧菌这两种硝化细菌的生存绦件。

好氧菌，释如其名，它是一种"喜欢"氧气的细菌，在"呼吸"氧气的环境下，它可以"吃掉"NH4及NO2，化为生存的能量，最后"排出"NO3。

所以，即使有大量NH4或NO2，但是在没有氧气的环境下，好氧菌会"窒息"，并不能存活；同样，虽然有大量氧气提供，却没有NH4或NO2等"食物"，好氧菌也不能生存。

生态学中的氮循环

生态学中的氮循环氮是地球上最常见的元素之一，它存在于空气中、土壤中、水中和所有有机物中。

在生物系统中，氮是生命所需的重要元素之一，它参与了多种生物代谢过程。

而生态学中的氮循环则是指各种生物、非生物和化学过程将氮的不同形态转换为有机氮和无机氮（氨、硝态氮、亚硝态氮等）的物质循环过程。

氮循环的主要环节：氮固定、氨化、硝化、反硝化和矿化氮固定是氮循环中最重要的过程之一。

氮固定过程将空气中的氮通过生物固定（如豆科植物根圈内的根瘤菌）或非生物固定（如雷电、太阳辐射）的方式，固定成无机氮形式（氨、硝酸盐等）。

氨化则是生态系统中的重要过程之一，是指将营养物转换为氨的过程。

氨化由微生物媒介的蛋白质分解过程产生，并通过根际微生物将其转化为其他有机氮化合物。

硝化则是把氨或有机氮化合物转化为硝酸盐的过程，其中涉及到两种硝化菌：氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸氧化细菌（NOB）。

AOB将氨转化为亚硝酸盐，而NOB则将亚硝酸盐转化为硝酸盐。

反硝化则是指由某些细菌进行的还原硝酸盐为氮气或亚氮化物（比如利用反硝化过程减轻一些农牧业产生的氮排放）的过程。

最后是矿化，这是生态系统中最基本的过程之一，它表示将有机物中的不同形式的氮转化为无机氮的过程。

此过程最常见于生物自然死亡、食物链的生物的排泄和泥沙沉淀等。

氮循环的生态意义氮循环是生态系统中重要的生态过程，有关氮素的呈现形式对于地表生物环境的稳定性、动态平衡的维护和生物生长发育、繁殖等都具有重要的影响。

不论是到草原、森林等自然生态系统还是到农田、城市等人为生态系统，氮循环的生态意义都不可忽略。

首先，氮循环是调控生态环境的重要手段。

当氮素形态和量的变化影响地表生物土壤的生物化学过程时，氮循环可以通过不断转化状态、主导形态与量的变化等方式来调节土壤微生物群落的数量、组成与作用，以达到生态稳定的目的。

其次，氮循环是生态系统能量流过程中产生能量的重要途径。

尤其是在地下水循环和地下生态系统中，氮循环对于维持自然生物系统的运转、人工生产以及国土环境生态安全保障具有极为重要的生态意义。

农田生态系统中的物质循环与能量流动

农田生态系统中的物质循环与能量流动农田生态系统是一个复杂而又有序的整体，其中物质循环起着至关重要的作用。

在农田里，物质循环涵盖了多种元素，例如氮、磷、钾等大量元素以及铁、锰等微量元素。

以氮元素为例，氮是植物生长发育不可或缺的元素，它参与植物体内许多重要化合物的合成，如蛋白质、核酸等。

在农田生态系统中，氮的来源较为多样。

一部分氮来源于大气中的氮气，通过固氮微生物的作用将氮气转化为可被植物吸收利用的氨态氮或硝态氮。

豆科植物的根瘤菌就是一种典型的固氮微生物，它们与豆科植物共生，为植物提供氮素。

农民施用的氮肥也是农田氮素的重要来源。

植物吸收了氮元素后，会将其用于自身的生长、发育和繁殖。

当植物的叶片、茎秆等部分凋落或者被收割后，这些含氮的有机物质又会重新回到土壤中。

土壤中的微生物开始发挥作用，它们分解这些有机物质，将其中的氮元素释放出来。

一部分氮可能会以氨的形式挥发到大气中，但大部分会经过微生物的转化，再次变成植物可吸收的形态，从而完成氮元素在农田生态系统中的循环。

磷元素同样在农田物质循环中有特殊的地位。

磷是植物体内许多重要生物分子的组成部分，如磷脂、ATP等。

农田中的磷主要来源于土壤中的磷矿石以及磷肥的施用。

植物根系从土壤中吸收磷元素，磷在植物体内参与能量代谢、光合作用等重要生理过程。

当植物残体归还土壤后，土壤中的磷酸酶等酶类会分解含磷的有机物质，使磷元素重新回到土壤中，继续被植物吸收利用。

能量流动在农田生态系统中也是一个关键的过程。

与物质循环不同，能量在生态系统中是单向流动的。

太阳能是农田生态系统能量的根本来源。

绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，储存在有机物质中。

光合作用的过程中，植物利用叶绿素吸收光能，将二氧化碳和水转化为葡萄糖等有机物质，并释放出氧气。

这个过程是农田生态系统能量输入的起点。

植物所固定的能量一部分用于自身的呼吸作用，以维持生命活动的正常进行。

呼吸作用会消耗一部分能量，将有机物质分解为二氧化碳和水，并释放出能量。

《氮的循环》课件

平衡的重要性
硝化作用和反硝化作用之间的平衡对于维持自然界的氮素循环和生态平衡具有重要意义。
影响因素
影响硝化作用和反硝化作用的平衡的因素包括环境条件、微生物活性、土壤和水域的特性等。
平衡的维护
维护硝化作用和反硝化作用的平衡需要采取一系列措施，包括合理使用化肥、控制土壤和水域的污染等。
05
氮的循环与环境
细菌完成。
氨化是将含氮有机物转化为氨的过程，是许多植物和微生物的重要营养来源
。
氮的循环的重要性
氮的循环对维持地球生态平衡具有重要意义，是生物圈中氮素循环的重要环节。
氮的循环对农业生产也具有重要意义，通过合理利用和管理氮肥，可以提高农作物的产量和质量。
同时，氮的循环也对全球气候变化产生影响，如过量排放含氮气体可能导致温室效应加剧。
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应加剧，进而影响全球气候。
减少氮气排放、改善氮的循环利用是减缓全球气候变化的重要措
施之一。
氮的循环与水体富营养化
水体富营养化是指水体中营养物质（如氮、磷等）过多，导致水生生物大量繁殖的现象。
氮的循环过程中，过量的氮气排放和流失会导致水体富营养化。
控制氮的排放和合理利用是防治水体富营养化的重要措施之一。
硝酸盐
氨在有氧条件下被氧化成硝酸盐，这是植物生长所需的氮肥之一
，对农业非常重要。
硝酸
氨氧化成硝酸的过程会产生大量能量，这是人类利用能源的一种方式，如通过汽车尾气中的一氧化氮和氧气反应生成硝酸。
氮气
在自然环境中，氨通过生物固氮作用和闪电等自然现象转化成氮气，重新回到大气中，完成氮的循环。
04
反硝化作用
01

氮循环的主要过程

氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环.氮在自然界中的循环转化过程.是生物圈内基本的物质循环之一.如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤,为动植物所利用,最终又在微生物的参与下返回大气中,如此反覆循环,以至无穷.空气中含有大约78%的氮气,占有绝大部分的氮元素.氮是许多生物过程的基本元素；它存在于所有组成蛋白质的氨基酸中,是构成诸如DNA等的核酸的四种基本元素之一.在植物中,大量的氮素被用于制造可进行光合作用供植物生长的叶绿素分子.加工,或者固定,是将气态的游离态氮转变为可被有机体吸收的化合态氮的必经过程.一部分氮素由闪电所固定,同时绝大部分的氮素被非共生或共生的固氮细菌所固定.这些细菌拥有可促进氮气和氢化和成为氨的固氮酶,生成的氨再被这种细菌通过一系列的转化以形成自身组织的一部分.某一些固氮细菌,例如根瘤菌,寄生在豆科植物（例如豌豆或蚕豆）的根瘤中.这些细菌和植物建立了一种互利共生的关系,为植物生产氨以换取糖类.因此可通过栽种豆科植物使氮素贫瘠的土地变得肥沃.还有一些其它的植物可供建立这种共生关系.其它植物利用根系从土壤中吸收硝酸根离子或铵离子以获取氮素.动物体内的所有氮素则均由在食物链中进食植物所获得.氨氨来源于腐生生物对死亡动植物器官的分解,被用作制造铵离子(NH4+).在富含氧气的土壤中,这些离子将会首先被亚硝化细菌转化为亚硝酸根离子(NO2-),然后被消化细菌转化为硝酸根离子(NO3-).铵的两步转化过程被叫做氨化作用.铵对于鱼类来说有剧毒,因此必须对废水处理植物排放到水中的铵的浓度进行严密的监控.为避免鱼类死亡的损失,应在排放前对水中的铵进行硝化处理,在陆地上为硝化细菌通风提供氧气进行硝化作用成为一个充满吸引力的解决办法.铵离子很容易被固定在土壤尤其是腐殖质和粘土中.而硝酸根离子和亚硝酸根离子则因它们自身的负电性而更不容易被固定在正离子的交换点（主要是腐殖质）多于负离子的土壤中.在雨后或灌溉后,流失（可溶性离子譬如硝酸根和亚硝酸根的移动)到地下水的情况经常会发生.地下水中硝酸盐含量的提高关系到饮用水的安全,因为水中过量的硝酸根离子会影响婴幼儿血液中的氧浓度并导致高铁血红蛋白症或蓝婴综合征(Blue-baby Syndrome).如果地下水流向溪川,富硝酸盐的地下水会导致地面水体的富营养作用,使得蓝藻菌和其它藻类大量繁殖,导致水生生物因缺氧而大量死亡.虽然不像铵一样对鱼类有毒,硝酸盐可通过富营养作用间接影响鱼类的生存.氮素已经导致了一些水体的富营养化问题.从2006年起,在英国和美国使用氮肥将受到更严厉的限制,磷肥的使用也将受到了同样的限制.这些措施被普遍认为是为了治理恢复被富营养化的水体而采取的.在无氧（低氧）条件下,厌氧细菌的“反硝化作用”将会发生.最终将硝酸中氮的成分还原成氮气归还到大气中去.氮气(N2)的转化有三种将游离态的N2（大气中的氮气）转化为化合态氮的方法：生物固定–一些共生细菌（主要与豆科植物共生）和一些非共生细菌能进行固氮作用并以有机氮的形式吸收.工业固氮–在哈伯-博施法中,N2与氢气被化合生成氨(NH3)肥.化石燃料燃烧–主要由交通工具的引擎和热电站以NOx的形式产生.另外,闪电亦可使N2和O2化合形成NO,是大气化学的一个重要过程,但对陆地和水域的氮含量影响不大.由于豆科植物（特别是大豆、紫苜蓿和苜蓿）的广泛栽种、使用哈伯-博施法生产化学肥料以及交通工具和热电站释放的含氮污染成分,人类使得每年进入生物利用形态的氮素提高了不止一倍.这所导致的富营养作用已经对湿地生态系统产生了破坏.。

氮循环(Nitrogen Cycle)

氮循环（Nitrogen Cycle）氮是自然界中的丰富元素，主要以氮气(N2)的形式存在于大气中，以有机氮的形式存在于沉积物中，以溶解氮的形式存在于海水中。

这三种氮的量的变动都很小。

其他形态的氮则不停地进行着复杂的流动和交换，而且受人类活动的强烈影响。

自然界中氮的分布和氮的流动交换情况见表1和表2。

氮气占大气总体积的78％以上。

氮在大气中主要以氮的分子态存在,还以氨（NH3）、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等氮的化合态的形式存在。

这些化合态的氮在云、气溶胶粒子、雨滴中转化为铵(NH嬃)和硝酸根(NO婣)，随降水降落地面。

大气中的N2和 O2可在雷电作用下反应生成NO婣。

土壤和水体中某些细菌和微生物也可吸取大气中的氮，并把它和氢结合成为氨。

这样生成的氨以及大气中降落的铵类化合物在微生物的硝化作用下，最终变为硝酸盐。

硝酸盐很容易被植物根系吸收，在植物体内合成多种有机化合物如蛋白质。

然后通过食物链的传递成为动物体的蛋白质。

动、植物死亡后，残体被微生物分解，氮又以氨的形式回到土壤和水体中。

动物排出的粪便含尿素和氨，尿素也可被微生物转变为氨。

土壤中的硝酸盐在微生物的反硝化作用下还原为氮和氧化亚氮 (N2O)而逸入大气中。

氨也可由于挥发而进入大气。

土壤中的硝酸盐和氨极易溶于水，所以很容易随地表径流和地下水排入水体中。

人类活动的干预：指人为的固氮作用，即化学氮肥的生产和应用，大规模种植豆科植物等有生物固氮能力的作物,以及燃烧矿物燃料生成NO和NO2。

人为的固氮量是很大的，估计约占全球年总固氮量的20～30％。

随着世界人口的增多，这一比例将会继续上升。

农田大量施用氮肥,使排入大气的N2O不断增多。

在没有人为干预的自然条件下，反硝化作用产生并排入大气的N2和N2O,与生物固氮作用吸收的N2和平流层中被破坏的N2O是相平衡的。

N2O是一种惰性气体,在大气中可存留数年之久。

它进入平流层大气中以后，会消耗其中的臭氧，从而增加到达地面的紫外线辐射量。

氮循环_精品文档

氮循环氮循环是自然界中重要的生物化学循环之一，主要涉及氮在大气、土壤、水体和生物体之间的转化过程。

氮是构成生物体的基本成分之一，对维持生物体的生长和繁殖起着重要的作用。

尽管氮在地球上的存在量是相对丰富的，但氮的利用和转化并不容易，因为大气中的氮气（N2）对大多数生物体是不可利用的。

氮的循环过程可以分为氮固定、氮硝化、氮还原和氮脱氧四个主要环节。

首先是氮固定的过程。

氮固定是指将大气中的氮气转化为可供生物利用的形式，主要由两种方式完成：生物固氮和非生物固氮。

生物固氮主要是通过一些特殊的细菌和蓝藻完成的，它们能够将大气中的氮气固定为氨（NH3）或硝酸盐（NO3-）等形式。

非生物固氮是指氮的人为固定过程，主要包括工业固氮和农业固氮。

工业固氮是指通过工业化的过程将氮气转化为氨或尿素等化合物，用于农业生产或其他用途。

农业固氮是指通过农业实践，如植物和微生物的共生关系，将氮气转化为可供植物吸收的形式。

接下来是氮硝化的过程。

氮硝化是指将氨或亚硝酸盐（NO2-）转化为硝酸盐的过程。

这个过程主要由一些氧化细菌完成，最终产生的硝酸盐可供植物吸收。

氮硝化是一个氧化过程，需要氧气作为电子受体，而产生的亚硝酸盐则是进一步氧化的中间产物。

然后是氮还原的过程。

氮还原是指将硝酸盐还原为亚硝酸盐、氨或一氧化氮（NO）等形式的过程。

这个过程主要由一些还原细菌完成，还原细菌可以利用硝酸盐作为电子受体来进行能量代谢。

在有缺氧的环境下，氮还原是一个重要的能量供应途径，同时还可以产生一些氮气。

最后是氮脱氧的过程。

氮脱氧是指将氨、亚硝酸盐或硝酸盐等形式的氮还原为氮气的过程。

这个过程主要由一些脱氧细菌完成，这些细菌能够利用还原形式的氮来进行能量代谢，并产生氮气作为代谢产物。

氮脱氧是一个重要的过程，可以防止氮积累过多从而对环境造成污染。

总之，氮循环是一个复杂而重要的生物化学循环，通过氮固定、氮硝化、氮还原和氮脱氧等过程，实现了氮在大气、土壤、水体和生物体之间的循环转化。

氮循环的原理与应用

氮循环的原理与应用氮素是植物生长的重要营养元素，但自然界中可以直接吸收的氮素却很少。

而氮循环就是将空气中的氮气转化为植物可利用的氮素的一系列过程。

本文将从氮的循环原理以及应用方面分别进行探讨。

1. 氮循环的原理氮循环包含氮固定、氨化、硝化、反硝化和尿素分解等多个步骤。

其中，氮固定是将空气中的氮气转化为氨等可利用形态的氮素的过程。

氮固定有两种形式：一是非生物固氮，指直接利用高温、高压等物理因素将氮气转化为氨；二是生物固氮，主要由一些细菌、蓝藻等微生物完成。

氨化是将氮气转化为氨的过程。

氨化可由一些嗜热菌、真菌和蓝藻等微生物完成。

例如，菌根菌和一些土壤细菌能通过固氮和氨化将氮气转化为氨。

硝化是将氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐等化合物的过程。

硝化由两种细菌完成：一种嗜好亚硝酸盐，一种嗜好硝酸盐。

反硝化是将硝酸盐或亚硝酸盐转化为氮气或氮氧化物的过程。

反硝化作用由一些厌氧细菌完成，如厌氧亚硝酸盐还原菌和厌氧硝酸盐还原菌等。

尿素分解是利用尿素酶，将尿素分解为氨和二氧化碳等物质的过程。

外源性尿素可以被微生物迅速分解为氨和二氧化碳等无机物质，最终被植物吸收利用。

2. 氮循环的应用2.1 氮肥的应用作物需要充足的氮素来促进生长和产量。

一些化肥企业将气态氮固定为氨氮，并制成氨肥、尿素、尿素磷酸二铵复合肥等氮肥，供农民使用。

通过肥料施用，可补充耕地的土壤氮素，提高产量。

2.2 生物固氮应用利用微生物进行生物固氮是一种环保、高效的氮素补充方式。

例如，可根据不同耕地种植不同的草籽，如豌豆、苜蓿、根瘤菜等，与土壤中的根瘤菌共生，进行生物固氮。

通过这种方式，可减少肥料施用，降低环境污染，提高耕地的自然肥力。

2.3 植物与微生物的相互作用提高土壤中微生物活性和多样性，植物可以吸收更多的氮素。

例如，根际微生物能够转化固定氮，植物则能利用这些营养物质进行生长。

同时，植物还能通过根系释放有机质，促进土壤中微生物群落的生长繁殖，从而增加土壤肥力。

氮循环的过程

氮循环是指氮元素在生物体内外的循环过程。

氮是生物体必需的元素之一，对于生物多样性和地球生态系统至关重要。

氮循环的过程主要包括以下几个环节：
1.无机氮循环：氮原子在无机环境中参与的一系列循环过程。

主要包括：
氨化作用：在水体中，氨在微生物作用下合成，为动植物提供氮源。

硝化作用：在土壤中，氨在硝化细菌作用下转化为亚硝酸盐，然后进一步转化为硝酸盐。

反硝化作用：硝酸盐在反硝化细菌作用下转化为氮气返回大气中。

2.生物固氮：生物体内的固氮作用，由某些固氮微生物（如豆类根瘤菌）利用大气中的氮气形成氨，为植物提供氮源。

3.植物吸收和利用：植物通过根部吸收土壤中的氨、硝酸盐等氮素，通过植物体内的一系列生化过程将其转化为有机物质，如氨基酸、蛋白质等，为植物生长提供养分。

4.动物和微生物摄取：动物通过食物链摄取植物中的有机氮，而微生物则通过分解动植物遗骸、粪便等有机物获取氮素。

5.有机氮循环：有机氮在生物体内参与的循环过程，主要包括尿素循环、氨基酸循环等。

这些过程将氮转化为有机
化合物，供动植物细胞使用。

6.代谢产物排出：动植物组织中的有机氮在生命过程中被代谢和分解，以氨、硝酸盐、尿素等形式排出生物体外，回到无机氮循环中。

氮循环是一个复杂的过程，涉及多种生物和非生物因素，以及大气、水体、土壤等多种环境因素。

这个循环过程对地球生态系统的稳定和生物多样性具有重要意义。

3.3.1 自然界中的氮循环 (教学课件)高一化学鲁科版(2019)必修第一册

盐化合物；NO2和碱反应化合价发生了变化，所以二者均不是酸性氧化物。 (2)N2和O2反应，不管量和条件如何变化，均只能生成NO。
完成课后相关练习
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酸，氨基酸最后转化成蛋白质。动物以植物为食物而获得植
物蛋白，并将其转化为动物蛋白。动植物遗体中的蛋白质被
微生物分解成
NH
4
、NO
3
、和
NH3，又回到土壤、大气和
水体中，被植物再次吸收利用。另外，在放电条件下，空气
中少量的氮气与氧气化合生成氮氧化物，这些氮氧化物随降
水转化成硝酸等进入土壤和水体中。
影响氮在自然界中循环的另一个方面是人类的活动。人们通过化学方法把空气中的氮气转化为氨，再根据需要把氨转化成各种含氮化合物( 如盐、硝酸)。某些含氮化合物进入土壤、大气和水体中进行转化。化石燃料燃烧、农作物的秸秆燃烧等所产生的氮氧化物通过大气进入土壤和水体，参与氮的循环。
二、氮循环中物质的性质及物质之间的转化
。
②NO2→NO： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 。
氮气的性质及工业制法 (1)氮气的密度与空气的接近，只能用排水法收集。 (2)在高温、高压、放电等条件下，N2 能与 H2、O2、Mg 等发生化学反应。
①氮气与氢气反应：
，该反应是工业合
成氨的原理。 ②氮气与氧气反应：N2＋O2=放==电==2NO。 ③氮气与镁反应：3Mg＋N2=点==燃==Mg3N2。
人工固氮现在普遍采用的是氨的工业合成。大多数植物只能吸收化合态的氮元素，而不能直接吸收空气中的氮气。经过大量的实验研究，科学家发现在一定的条件下氮气与氢气可以直接化合生成氨，而氨的水溶液及氨形成的盐含有能被植物吸收的铵态氮。工业上，以氮气和氢气为原料，在高温、高压和有催化剂存在的条件下合成氨。

氮的循环完整ppt课件

①2NH3+ 3Cl2= N2+ 6HCl （氨气不足） ② 8NH3+ 3Cl2= 6NH4Cl+N2（氨气过量）
NH3在纯氧中点燃即可燃烧，通常产物是N2和水
4NH3＋3O2＝2N2＋6H2O
氨在纯氧中燃烧氨氧化炉（中间是铂铑合金网）
4、氨的实验室制法
1. 原理：
2NH4Cl+Ca(O△H)2==
3NO2＋H2O
2HNO3＋NO
上述两个反应可多次循环，综合两式，整理得总反应式
4NO ＋3O2 ＋2H2O
4HNO3
NO 和O2的体积比为4:3，等体积混和，剩余O2 ¼
体积，为原混合气体的 1/8
迁移
将NO2和O2混和气体同时通入水中发生的反应？
3NO2＋H2O
2HNO3＋NO
①
2NO ＋O2
法是
。
3.浓硝酸都有氧化性的原因是
。
4.将浓硝酸分解的气体收集在一支试管中,再
将试管到插在水中,可能出现的现象
是
,原因是：
化学方程式为
。
5.向FeCl2溶液中,滴加KSCN溶液,产生的现象
是
,再滴加几滴硝酸的现象
是
,原因是
,离子方
程式为
。
N2＋O2 放电 2NO ＋O2 3NO2＋H2O
2NO （无色，难溶于水） 2NO2 （红棕色，有刺激性气味） 2HNO3＋NO
练习
一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后，
剩余气体的体积约为原体积的多少？
分析： 2NO ＋O2
2NO2
答案：1/8
稀硝酸中，有无色气体，溶液变黄或浅绿；浓硝酸中，无明显现象

氮循环_精品文档

氮循环简介氮循环是指自然界中氮元素在不同生物体之间循环的过程。

氮元素是构成生命体的重要组成部分，也是构成蛋白质和核酸等生物大分子的必要元素。

氮循环包括氮气固定、氨化、硝化、反硝化和氮素的吸收利用等过程。

这些过程通过不同的微生物、植物和动物之间的相互作用来完成。

氮气固定氮气固定是指将大气中的氮气转化为植物和其他生物可利用的氮源的过程。

氮气是地球大气的主要组成部分（约占78%），但植物无法直接利用大气中的氮气。

氮气固定主要通过两种途径进行：生物固氮和非生物固氮。

生物固氮生物固氮是指一些特定的微生物将大气中的氮气转化为氨氮的过程。

这些微生物包括某些细菌、蓝藻和一些真菌等。

它们通过一种特殊的酶–氮酶的作用，将氮气还原成氨氮。

这些微生物多数生活在土壤中与根际生态系统相互作用。

植物通过与这些微生物共生关系，获得了固氮的能力。

非生物固氮非生物固氮是指一些非活体催化剂将氮气转化为氨氮的过程。

工业上常用的非生物固氮催化剂是铁钛合金。

非生物固氮主要是通过人工合成的方式进行，将氮气与氢气在高温高压下反应得到氨气。

这种氮气固定方式广泛应用于化肥生产等领域。

氨化和硝化氨化是指氮元素从无机化合物转化为有机氮化合物的过程。

在氮循环的过程中，氨化是非常重要的一环。

氨化过程主要由一些微生物完成，包括一些土壤细菌和真菌等。

这些微生物通过分解有机物质，将其中的无机氮转化为氨氮。

硝化是指氨氮被氧化为硝酸盐的过程。

硝化过程同样由一些微生物完成。

首先，氨氮被氧化成亚硝酸盐，再进一步被氧化成硝酸盐。

亚硝酸盐和硝酸盐是大多数植物的主要氮源。

反硝化反硝化是指硝酸盐还原为氮气的过程。

这个过程由一些特定的细菌完成。

这些细菌在缺氧环境中，利用有机化合物代谢产生的能量将硝酸盐还原为氮气释放出去。

这样，硝酸盐中的氮再次回归到大气中，形成闭合的氮循环。

氮素的吸收利用氮素是植物生长所必需的营养元素之一。

植物通过根系吸收土壤中的氮素，并将其转化为氨基酸等有机氮化合物，用于蛋白质的合成和生长发育。

Nitrogen cycle氮循环

• are chemosynthetic bacteria i.e. they can synthesize organic compound from inorganic materials with energy obtained from the oxidation of inorganic materials 為化合細菌, 它們利用來自氮化無機物的能量將無機物質轉化成有機化合物 are active in alkaline and well aerated soil 在鹼性及有充足氧氣的泥土較活躍
Nitrogen fixation 固氮作用
• • Free living nitrogen fixing bacteria 自由生活的固氮細菌 atmospheric nitrogen --> ammonium ions for synthesizing its own protein 將大氣中的氮轉化成銨離子用作合成自身的蛋白質
•
•
•
symbiotic nitrogen fixing bacteria (Rhizobium) in root nodules of leguminous plants 豆科植物根瘤內的共生固氮細菌 atmospheric nitrogen -------> ammonium ions supplied to the plant for protein synthesis 將大氣中的氮轉化成銨離子供植物用作合成蛋白質 bacteria obtain shelter and carbohydrates from the plant 細菌由植物獲得保護及碳水化合物
Nitrogen cycle 氮循環
Leaching淋溶淋溶 Nitrate in soil 泥土中的硝酸鹽

氮的循环 PPT课件

2、氮的氧化物
+1 +2 +3 +4 +4 +5
N2O、NO、 N2O3、 NO2、N2O4、N2O5 (1)一氧化氮：无色、有毒、难溶于水的气体。氧化氮遇空气立即变为红棕色。
2NO + O2 = 2NO2
(2)二氧化氮：红棕色、有毒、有刺激性气味的气体，易溶于水。
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
（2）特性： ①不稳定性:
密封保存在棕色试剂瓶中,并放在冷暗处！
4NO2↑ + O2↑ +2H2O
4HNO3
△
或光照
硝酸应如何保存？久置浓硝酸为什么呈黄色？
浓硝酸因溶有NO2而呈黄色。
②强氧化性：
实验2、
剧烈反应,铜不断溶解，产生红棕色气体，溶液变为绿色。反应从慢到快，铜在不断的溶解，产生无色气体在试管上部变为红棕色，溶液变为蓝色。
②与碱反应生成氨气 NH4+ + OH- = NH3· H2O NH4+ + OHNH3↑+ H2O
产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.
检验NH4+离子的方法：
取试样加NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，证明（NH4）2SO4 NH4HCO3
天上
N2
NO NO2
人间
NH3
HNO3
地下
NH3 、NH4
+、 NO
—
3
二、氮循环中的重要物质
.. … … N
放电
１、氮气
（1）物理性质：
N
无色、无气味的气体；难溶于水；密度比空气稍小。（2）化学性质：氮气的化学性质很不活泼。氮气可用作保护气，充填灯泡。 N2 + O2 2NO

《生态系统氮循环》PPT课件

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小组小结
1、各个生态系统中氮的循环和转化都可分为氮的输入、转化和输出三个部分。
2、各个生态系统氮循环的主要反应都是固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用。
3、不同生态系统中氮循环的主导反应不同。
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参考文献
[1]胡晓霞,丁洪等。菜地氮素循环及其环境效应研究进展[J].中国农学通报. 2010,26(10):287-294. [2]刘淼,梁正伟.草地生态系统氮循环研究进展[J].中国草地学报. 2010,32(5):91-95. [3]王晓姗,刘杰.于建生.海洋氮循环细菌研究进展[J].科学技术与工程. 2009,9(17):5057-5062. [4]张玉树,丁洪,秦胜金.农业生态系统中氮素反硝化作用与N2O排放研究进展[J]. 中国农学通报.2010,26(6):253-259. [5]陈伏生,曾德慧,何兴元.森林土壤氮素的转化与循环[J].生态学杂志. 2004,23(5):126-133. [6]周念清,王燕,钱家忠等.湿地氮循环及其对环境变化影响研究进展[J]. 同济大学学报.2010,38(6):865-869.
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森林生态系统中的氮循环
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森林生态系统中氮循环的特征
1、在森林生态系统中,土壤中贮存的氮是整个生态系统氮的主体,而且最为活跃。
2、森林土壤氮的转化与循环可以分为氮的输入、转化和输出三个部分,具体包括凋落物的归还、施肥、大气沉降、自生固氮、氨化、硝化、反硝化、植物吸收、NH3 的挥发、NO3、淋溶等过程和途径。
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生态系统中氮素循环
生态系统中的氮循环主要由四部分组成：
氮循环
固氮作用
反硝化作用
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农业生态学7N循环ppt课件

• 生物固氮
– 一些共生细菌（主要与豆科植物共生）和一些非共生细菌能够将大气中的游离氮转化成铵态氮并加以利用
• 氨化作用
– 微生物分解有机氮化物产生氨的过程
• 硝化作用
– 氨在微生物（如硝化细菌）作用下氧化为硝酸的过程。通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。
• 反硝化作用
– 也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮或一氧化二氮的过程。
氮循环
• 氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环过程。
• 自然界中氮元素的存在形式
– N2（游离氮） – NxOy（无机结合氮） – NH4+（铵态氮）NH3（氨态氮） – NO3-、NO2-（硝态氮）
自然生态系统的氮循环
氮循环的关键过程
农业生态中的氮循环
• 自然生态系统的氮循环 • 农业生态系统的氮循环 • 氮肥的负面影响 • 全球变化与氮沉降
氮的重要性
• 蛋白质（氨基酸） • 核糖核酸（核苷酸）
• 叶绿素
农作物缺氮时的表现
• 植株矮小，细弱 • 叶呈黄绿、黄橙等非
正常绿色，基部叶片逐渐干燥枯萎 • 根系分枝少
• 禾谷类作物的分蘖显著减少，甚至不分蘖，幼穗分化差，分枝少，穗形小，作物显著早衰并早熟，产量降低。
• 然而，由于人为活动造成的氮沉降持续进行，生态系统中氮素不断积累，各种生命过程都将发生改变。这可能会产生一系列环境问题。
• 淡水水体富养Biblioteka ：蓝藻爆发• 海水水体富养化：赤潮
• 作为营养源和酸源,大气氮沉降数量的急剧增加将严重影响陆地及水生生态系统的生产力和稳定性，对土壤和水体环境、农业和森林生态系统以及生物多样性等方面都会造成影响。

给农作物施氮肥,从物质循环的角度分析

给农作物施氮肥,从物质循环的角度分析因为农田生态系统是人工生态系统，人们不断种植农作物。

把农作物当中的粮食给收取，这样呢农田态系统当中的氮元素就会少了一部分，就需要不断的往里面补充物质。

这也就是我们所说的施氮肥。

这样才能满足植物生长所需要的氮元素。

才能保证物质的循环正常进行。

在自然界，氮循环不需要人为干预，土壤中基本上能保持一定的含氮量。

这是因为自然界生物（主要是动物和植物）直接或间接地从土壤中获取氮元素，生物死亡后，其遗体仍然停留在原地，腐烂后，其中的氮有相当大的一部分回归土壤。

生物群落中氮能够实现自然循环。

但在农田中就是另一回事了。

农田属于人工生态系统，有了人的干预，元素的自然循环就大不一样了。

一是农田中都是单一植物的密集种植，对土壤中氮、磷、钾等元素短时间、超大量的需要，使土壤中氮等元素在种植期内大量减少。

二是种植完成后，除了收获物（种子、果实等）外，秸杆、枯亡的茎和叶也从土壤中被除去，另作他用，无法通过腐烂补充土壤中的氮、磷、钾等元素的缺失。

磷和钾多少还可以通过草木灰来补充一些，氮就没办法补充了。

加上氮本身就是惰性元素，很难在自然条件下变成农作物能够吸收的化合物，只好通过施加氮肥来补充。