土壤中的氮素及其转化
土壤中氮的形态和转化
土壤中氮的形态和转化1、土壤中氮的形态土壤中的氮素形态分为无机态氮和有机态氮两类，二者合为土壤全氮。
1.有机态氮水溶性有机氮 : 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。
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。
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。
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。
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。
亚硝态氮：土壤中的亚硝态氮是硝化作用的中间产物。
二、土壤中氮素的转化铵态氮硝态氮吸附态铵或固定态铵水体中的硝态氮氨化作用硝化作用生物固定硝酸还原作用NH 3N 2、NO 、N 2O 挥发损失反硝化作用吸附固定淋洗损失有机氮有机氮生物固定土壤氮素形态较多，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。
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 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。
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，氨化作用都可以旺盛进行。
氨化作用产生的铵可被植物和微生物吸收利用，是农作物的优良氮素营养。
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。
（土壤学讲义）第10章土壤养分循环
第十章土壤养分循环第一节土壤氮素循环第二节土壤磷和硫的循环第三节土壤中的钾钙镁第四节土壤中的微量元素循环第五节土壤养分平衡及有效性循环第一节土壤氮素一、陆地及土壤生态系统中的氮循环（一）陆地生态系统中的氮形态大气中氮以分子态氮（N2）和各种氮氧化物（NO2、NO、N2O）等形式存在。
其中N2占78% ，生物作用下转化为土壤和水体生物有效态（铵态氮和硝态氮）（二）氮素循环由两个重叠循环构成：一是大气层的气态氮循环几乎所有的气态氮对大多数高等植物无效，只有若干种微生物或少数与微生物共生的植物可以固定大气中的氮素，使它转化成为生物圈中的有效氮。
二是土壤氮的内循环1-矿化作用 2-生物固氮作用 3-铵的粘土矿物固定作用4-固定态铵的释放作用 5-硝化作用6-腐殖质形成作用 8-腐殖质稳定化作用7-氨和铵的化学固定作用二、土壤氮的获得和转化（一）土壤氮的获得1、大气中分子氮的生物固定2、雨水和灌溉水带入的氮3、施用有机肥和化学肥料（二）土壤中N的转化1、氮的形态---无机态氮和有机态氮（1）土壤无机态氮铵态氮（NH4+-N）硝态氮（NO3--N）（2）有机态氮 --主要存在形态，占全N的95%以上水溶性有机氮按溶解度大小分水解性有机氮非水解性有机氮2、土壤氮素的转化（1）有机氮的矿化矿化过程分两个阶段：第一阶段：氨基化阶段即复杂的含氮化合物(如氨基糖、蛋白质、核酸等)经微生物酶的系列作用下，逐渐分解而形成简单的氨基化合物。
第二阶段：氨化作用即在微生物作用下，各种简单的氨基化合物分解成氨的过程。
氨化作用于可在不同条件下进行：O2 RCOOH +NH3+CO2+QRCHNH2COOH + 2H---RCH2COOH +NH3+QH2O RCHOHCOOH+NH3+Q（2）铵的硝化硝化作用：是指土壤中大部分NH4+通过微生物作用氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。
2NH4++3O2-------2NO2-+2H2O+4H++Q2NO2-+O2-------2NO3-+Q（3）无机态氮的生物固定定义：矿化作用生成的铵态氮、硝态氨和某些简单的氨基态氮，通过微生物和植物的吸收同化，成为生物有机体组成部分，称为无机态N的生物固定（又称为生物固持）（4）铵离子的矿物固定定义：是指离子直径大小与2：1型粘土矿物晶架表面孔穴大小接近的铵离子，陷入晶架表面的孔穴内，暂时失去了它的生物有效性，转变为固定态铵的过程。
土壤氮素与氮肥PPT演示课件
10
田间水稻缺氮
11
生长矮小，根系细长，分枝（蘖）减少。
24
三、氮肥的种类、性质和施用
氮肥
铵态氮肥 硝态氮肥 酰胺态氮肥
25
（一）、铵态氮肥
包括：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵
1. 共同特性（均含有NH4＋ ）
（1）. 易溶于水，易被作物吸收
（2）. 易被土壤胶体吸附和固定
（3）. 可发生硝化作用 NH4＋
NO3－
（4）. 碱性环境中氨易挥发 NH4＋ + OH－
NH3
26
氨气 挥发
铵态氮肥
吸收 铵态氮肥 吸附
土壤 胶粒
NH4+ NH4+
硝化作用 硝态氮
土壤中铵态氮肥变化示意图
27
2.在土壤中的转化和施用
表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用
品种
转化及结果
施用
液氨 氨水
NH3＋H2O
NH4＋＋OH－ 基肥, 追肥及深施
对土壤和作物影响不大
基生物 水解、氧化、还原、转位
20
NH4＋－N＋有机酸 （有效化）
2.硝化作用
（1）. 定义：在通气的条件下,土壤中的NH4＋ ，在微
生物的作用下氧化成硝酸盐的现象
（2）. 过程：
NH4＋＋ O2
亚硝化细菌
NO2－ ＋ 4H＋
2NO2－＋O2
硝化细菌
氮素转化模型_mcmc算法_概述说明以及解释
氮素转化模型mcmc算法概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在当今科学研究中，模型的应用已经成为一种普遍的方法，氮素转化模型是其中具有重要意义的一个领域。
氮素转化模型可以帮助我们更好地理解和预测氮素的转化过程，对于农业生产、环境保护和生态系统管理等方面具有重要的实际应用价值。
MCMC算法则是在统计建模和贝叶斯分析中常用的方法之一。
通过利用随机采样方式和马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）采样技术，MCMC算法可以对复杂的概率模型进行推断和参数估计。
在氮素转化模型中应用MCMC算法可以提供关键性的参数估计结果，并为进一步研究和改进提供基础。
本文旨在对氮素转化模型和MCMC算法进行综述，并详细解释了它们之间的关系以及如何应用于氮素转化模型中。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分：引言、氮素转化模型、MCMC算法概述、氮素转化模型的MCMC算法解释以及结论部分。
在引言部分，我们将简要介绍本文的研究内容，包括对氮素转化模型和MCMC 算法的概述。
同时还将阐明文章的结构，以便读者更好地理解全文组织和内容安排。
在氮素转化模型部分，我们将详细定义和背景知识，介绍氮素转化模型的原理和应用领域。
通过深入了解氮素转化过程和相关模型，有助于读者对后续章节的理解和技术方法的应用。
在MCMC算法概述部分，我们将介绍MCMC的基本概念、算法步骤以及其在实际案例中的应用。
这一部分作为后续章节中MCMC算法与氮素转化模型结合的基础，将为读者提供必要的背景知识。
在氮素转化模型的MCMC算法解释部分，我们将详细探讨MCMC算法在氮素转化模型中的具体应用，并解释参数估计方法及实现过程。
此外，我们还将讨论该算法存在的优势和局限性。
最后，在结论部分，我们会对全文进行总结回顾，并展望未来研究中可能存在的发展方向和挑战。
1.3 目的本文的主要目的是概述氮素转化模型和MCMC算法，并解释它们之间的关系以及如何应用于氮素转化模型中。
通过本文的阐述，读者能够对氮素转化模型和MCMC算法有一个全面且深入的了解，并理解其在科学研究和实际应用中的重要性。
土壤氮素转化.ppt.ppt
3．交通通讯变化的影响 (1)新式交通促进了经济发展，改变了人们的通讯手段和 ，出行 方式转变了人们的思想观念。
(2)交通近代化使中国同世界的联系大大增强，使异地传输更为便 捷。
(3)促进了中国的经济与社会发展，也使人们的生活 多。姿多彩
解析：从图片中可以了解到各国举的灯笼是火车形状， 20世纪初的这一幅漫画正反映了帝国主义掠夺中国铁路 权益。B项说法错误，C项不能反映漫画的主题，D项时 间上不一致。 答案：A
[典题例析] [例2] (2010·福建高考)上海是近代中国茶叶的一个外销
中心。1884年，福建茶叶市场出现了茶叶收购价格与上海
筹办航空事宜
处
三、从驿传到邮政 1．邮政 (1)初办邮政： 1896年成立“大清邮政局”，此后又设 ， 邮传邮正传式部脱离海关。 (2)进一步发展：1913年，北洋政府宣布裁撤全部驿站； 1920年，中国首次参加 万国。邮联大会
2．电讯 (1)开端：1877年，福建巡抚在 架台设湾第一条电报线，成为中国自 办电报的开端。
1．李鸿章1872年在上海创办轮船招商局，“前10年盈和，成
为长江上重要商局，招商局和英商太古、怡和三家呈鼎立
之势”。这说明该企业的创办
()
A．打破了外商对中国航运业的垄断
B．阻止了外国对中国的经济侵略
C．标志着中国近代化的起步
D．使李鸿章转变为民族资本家
解析：李鸿章是地主阶级的代表，并未转化为民族资本家； 洋务运动标志着中国近代化的开端，但不是具体以某个企业 的创办为标志；洋务运动中民用企业的创办在一定程度上抵 制了列强的经济侵略，但是并未能阻止其侵略。故B、C、D 三项表述都有错误。 答案：A
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！。
铵态氮硝态氮生物固定生物固定有机氮
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）
（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 硝化细菌
NO2－ ＋ 4H＋
2NO2－＋
O2
2NO3－
3. 影响条件：土壤通气状况、土壤反应、
2. 过程： 铵态氮
生物固定
硝态氮
生物固定
有机氮
3. 影响条件 土体的C/N比、温度、
湿度、pH值
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
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。 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％。
水溶性
速效氮源
<全氮的5%
1. 有机氮
(>98%)
水解性
难利用
缓效氮源
占30～50%
占50～70%
离子态
2. 无机氮 吸附态
土壤溶液中
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
固定作用
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。
土壤微生物与氮素转化过程研究进展(刘)
1.1.1土壤微生物与氮素转化过程研究进展（1500字）土壤微生物与氮素转化的关系：氮循环(Nitrogen Cycle)(Arrigo2005)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。
构成氮循环的主要环节是生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。
其中氨化作用、硝化作用、反硝化作用以及固氮作用都有微生物完成，因此自然界中氮循环的微生物作用一直是世界研究的前沿课题。
氨化作用(ammonification)是微生物分解有机氮化物产生氨的过程。
产生氨，一部分供微生物或植物同化，一部分被转变成硝酸盐。
很多细菌、真菌和放线菌都能分泌蛋白酶，在细胞外将蛋白质分解为多肤、氨基酸和氨(NH3)。
其分解能力强并释放出NH3的微生物称为氨化微生物。
分解作用较强的主要是细菌，如某些芽抱杆菌、梭状芽抱杆菌和假单抱菌等。
硝化作用(nitrification)是硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。
先是亚硝化单胞菌将钱氧化为亚硝酸;然后硝化杆菌再将亚硝酸氧化为硝酸。
反硝化作用(denitrification)也称脱氮作用，是反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程。
微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途:植物利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用:NO3-、NH+、有机态氮，许多细菌、放线菌和霉菌也能利用硝酸盐作为氮素营养;但是也有许多细菌利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮(N2)，称为反硝化作用或脱氮作用:NO3-→NO2- →N2。
例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸。
生物固氮作用(biologicalnitrogenfixation)是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，只发生在少数的细菌和藻类中。
因地壳含有极少的可溶性无机氮盐，所有生物几乎都需要依赖固氮生物固定大气中的氮而生存，因此生物固氮对维持自然界的氮循环起着极为重要的作用。
氮在土壤中的工作原理
氮在土壤中的工作原理氮是一种奇特的元素，存在每一次呼吸的空气中，也在每一个活细胞中。
它是无处不在的，相当神秘。
氮很容易从一种形式转换到另一种形式。
氮有四种主要形式：1.硝态氮（NO3）---硝酸盐为玉米提供生长能量，促进植物茎和叶生长。
易有淋失的损失。
2.铵态氮（NH4）---铵态氮及其酰胺态氮（尿素）为玉米提供生殖能量，促进花，花和果实的形成。
易有挥发的损失。
3.氨基酸/蛋白质---生物氮的形式。
它可以通过土壤微生物、植物或由动物及海洋生物生产。
当氮以氨基酸或蛋白质的形式出现时，它就不会淋失或挥发的损失。
4.腐殖质---当土壤微生物将氨基酸类型的氮与碳基质中的植物可用矿物质结合时得到腐殖质。
腐殖质是储备土壤肥力，就像一个储备能力良好的储藏室。
氮与土壤EC值氮是土壤中的一种主要电解质，可携带电荷，帮助养分输送和植物生长。
这意味着土壤中的可溶性氮会增加导电性。
就像在人体中的血液和体液中也有一定的电解质平衡，这些电解质在我们身体中携带微弱的电荷。
在土壤中，电解质做同样的事情，电解质供应充足，与植物生长非常密切。
足够的电解质供应与营养供应相对应，从而驱动植物生长。
当土壤有足够的可用养分，特别是氮时，这些养分会产生电荷。
通过简单的手持式仪表，我们就可以测量土壤的导电性。
电导率计是帮助识别隐藏的营养缺乏的优秀诊断工具。
作为肥料施用的营养物质越多，电导率读数越高。
土壤导电性约为700μS/cm时，玉米生长良好。
非常高的电导率对种子发芽就特别困难，如果超过2000μS/cm，就有烧根风险。
腐殖质水平越高，电导率读数越温和，即减少（指针）上下（左右）摆动。
氮效率提高的6种方式1.使用氨基酸/蛋白质形式的氮。
所有生命物种中的每一个活细胞都具有相同的基础形成，氨基酸具有完全相同的元素成分，五个元素：氮，碳，氢，氧和钙。
2.增加氮库腐殖质。
腐殖质是土壤储蓄账户中的肥力，具有储备性和流动性。
当腐殖质上30个以上，是处于最佳的状态。
土壤肥料学-第7章 大量元素肥料
（二）植物对铵态氮的吸收与同化 同化 (1) 部位：在根部很快被同化为氨基酸 (2) 过程：
氨
酮酸
酮戊二酸
谷氨酸
还原性胺化作用
氨
酰胺
各
转氨基作用
种 新 的 氨 基 酸
水稻幼苗对NH4+的吸收与H+释放的关系
NH4+的吸收 (μmol/L)
2. 氮是核酸和核蛋白的成分（核酸中的氮约占植株全 氮的10％）——合成蛋白质和决定生物遗传性的物质 基础
3. 氮是酶的成分——生物催化剂
4.氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质45～60％）— —光合作用的场所
5. 氮是多种维生素的成分（如维生素B1、B2、 B6等）－－辅酶的成分 6. 氮是一些植物激素的成分（如IAA、CK） －－生理活性物质 7. 氮也是生物碱的组分（如烟碱、茶碱、可 可碱、咖啡碱、胆碱－－卵磷脂－－生物膜）
第7章 大量元素肥料
?
主要内容
要求
1. 植物的氮、磷、钾素营养
熟悉
2. 土壤中的氮、磷、钾素及其转化 掌握
3.氮、磷、钾肥的种类、性质与施用 掌握
第一节 氮肥
第一部分：植物的氮素营养
一、植物体内氮的含量与分布 1. 含量：占植物干重的0.3～5％
影响因素： 植物种类：豆科植物>非豆科植物 品种：高产品种>低产品种 器官：种子>叶>根>茎秆
麻类：纤维量减少，纤维拉力下降
苹果树：枝条徒长，花芽分化不充足；易发生病虫害； 果实不甜，着色不良，晚熟
水稻氮过量，一般抽穗迟而不齐，无效分蘖增加，穗小， 每穗粒数少。尤其是穗颈附近的颖花退化，抽穗明显延迟
植物的氮素营养与氮肥笔记
第三章植物的氮素营养与氮肥第一节植物的氮素营养一、植物体内氮的含量与分布1. 含量：占植物干重的0.3～5％影响因素：植物种类：豆科植物>非豆科植物品种：高产品种>低产品种器官：种子>叶>根>茎秆组织：幼嫩组织>成熟组织>衰老组织，生长点>非生长点生长时期：苗期>旺长期>成熟期>衰老期，营养生长期>生殖生长期2. 分布：幼嫩组织>成熟组织>衰老组织，生长点>非生长点原因：氮在植物体内的移动性强在作物一生中，氮素的分布是在变化的：营养生长期：大部分在营养器官中（叶、茎、根）生殖生长期：转移到贮藏器官（块茎、块根、果实、籽粒），约占植株体内全氮的70％注意：作物体内氮素的含量和分布，明显受施氮水平和施氮时期的影响。
通常是营养器官的含量变化大，生殖器官则变动小，但生长后期施用氮肥，则表现为生殖器官中的含氮量明显上升。
二、植物体内含氮化合物的种类（氮的生理功能）1. 氮是蛋白质的重要成分（蛋白质含氮16～18％）——生命物质2. 氮是核酸和核蛋白的成分（核酸中的氮约占植株全氮的10％）——合成蛋白质和决定生物遗传性的物质基础3. 氮是酶的成分——生物催化剂4.氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质45～60％）——光合作用的场所5. 氮是多种维生素的成分（如维生素B1、B2、B6等）－－辅酶的成分6. 氮是一些植物激素的成分（如IAA、CK）－－生理活性物质7. 氮也是生物碱的组分（如烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱－－卵磷脂－－生物膜）氮素通常被称为生命元素三、植物对氮的吸收与同化吸收的形态无机态：NO3-－N、NH4+－N （主要）有机态：NH2 －N、氨基酸、核酸等（少量）（一）植物对硝态氮的吸收与同化1. 吸收：旱地作物吸收NO3-－N为主，属主动吸收吸收后：10%～30%在根还原；70%～90%运输到茎叶还原；小部分贮存在液胞内(硝酸根在液泡中积累对离子平衡和渗透调节作用具有重要意义。
土壤氮氧循环的原理
土壤氮氧循环的原理土壤是地球生态系统中不可或缺的组成部分，承载着许多生物生长和繁衍所必需的养分。
其中，氮和氧元素在土壤中的循环过程尤为重要。
本文将深入探讨土壤氮氧循环的原理，以揭示其在土壤生态系统中的重要性和作用。
土壤中的氮氧元素来源主要包括大气沉降、氮固定作用、微生物分解、植物吸收等多种途径。
当氮氧元素进入土壤后，就会参与到土壤中的循环过程中。
其中，氮元素主要以氨氮、硝酸氮和有机氮的形式存在，通过细菌和真菌的作用，发生着氨化、硝化、固氮、反硝化等一系列化学反应，将氮元素在不同形式之间互相转化，从而为土壤中生物生长提供养分。
氧元素在土壤中的循环过程主要涉及到土壤通气和有机质分解两个方面。
氧气通过土壤孔隙和根系的通气作用，参与到土壤中的微生物呼吸和分解有机质的过程中，维持土壤中适宜的气体含量和氧化还原环境。
此外，有机质中的碳、氮等元素的分解过程也会释放氧气，促进氧元素在土壤中的周转和循环。
土壤氮氧循环的原理在土壤生态系统中扮演着重要的角色。
首先，氮氧元素的周转和循环过程为土壤中生物的生长和代谢提供了必要的能量和养分，维持了土壤中生物多样性和生态平衡。
其次，氮氧元素的转化过程也直接影响着土壤中的有机质分解速率和养分释放速度，对土壤的肥力和生产力具有重要影响。
此外，土壤中氮氧元素的循环过程还能影响大气中N2O和CH4等温室气体的释放，对全球气候变化产生一定的影响。
然而，土壤氮氧循环的原理也面临着一些挑战和问题。
例如，氮肥的过量施用和化肥的不合理利用会导致土壤中氮元素的积累和排放，对环境造成污染。
另外，土壤中氧气的供应也会受到土壤结构和通气性的限制，影响土壤中微生物的呼吸过程和有机质的分解速率。
因此，如何有效地管理土壤中的氮氧元素循环过程，减少有害物质的释放，提高土壤的养分利用率和生产力，成为当前土壤生态系统保护和可持续发展中的重要课题。
为了更好地理解土壤氮氧循环的原理，需要继续加强对土壤生态系统中生物、物理和化学过程的研究。
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。
氮转化功能基因
氮转化功能基因
氮转化功能基因是一类参与氮素转化代谢的基因。
氮是植物生长过程中必需的营养元素，但在土壤中氮元素的形式很多，包括氨态氮、硝态氮等。
植物需要通过氮转化功能基因来将不同形态的氮元素转化为可利用的形式。
这些基因包括氨化酶基因、硝化酶基因、还原酶基因等。
氨化酶基因参与氨态氮的转化过程，将氨气转化为氨根离子，为植物提供营养。
硝化酶基因则参与硝态氮的转化，将硝酸盐还原为亚硝酸盐，再进一步还原为氨态氮。
还原酶基因参与氮的还原过程，将硝态氮还原为氨态氮。
这些基因的存在维持了土壤中氮元素的平衡，同时也为植物提供了必要的氮源。
氮转化功能基因在现代农业中具有重要意义。
通过对这些基因的研究，可以了解植物对氮的利用和吸收机制，为农业生产提供依据和指导。
此外，针对这些基因的调控和编辑也可以提高作物的氮利用效率，减少氮肥的施用量，达到节约资源和保护环境的目的。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
①铵态氮肥，如氨水、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等；②硝态氮肥，如硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾等；③酰胺态氮肥，如尿素。
另外还有一类不同于以上的是长效氮肥（缓释/控释氮肥），如合成有机肥料（脲甲醛，脲乙醛等）和包膜肥料等。
1.铵态氮肥
共同性质：①易溶于水，易被作物吸收；②易被土壤胶体吸附和固定；③可发生硝化作用；④碱性环境中氨易挥发。
2.硝态氮肥
共同性质：①易溶于水，易被作物吸收（主动吸收）；②不被土壤胶体吸附, 易随水流失；③易发生反硝化作用；④促进钙镁钾等的吸收；⑤吸湿性大，具助燃性（易燃易爆）；®硝态氮含氮量均较低。