土壤氮素知识
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。
土壤微生物分解氮素
土壤微生物分解氮素
土壤微生物是土壤中重要的生物群体之一，它们在土壤中扮演着分解有机物质、循环养分、维持土壤生态平衡等重要角色。
在土壤中，氮素是植物生长所必需的营养元素之一，但植物无法直接吸收氮气，需要通过土壤中微生物的作用将氮气转化为植物可吸收的形式。
土壤微生物分解氮素的过程可以分为两个阶段：氮化和硝化。
氮化是指将有机氮转化为铵态氮的过程，主要由一些硝化细菌和硝化古菌来完成。
这些微生物通过分解有机物质或利用氨、尿素等化合物，将氮转化为铵态氮。
在铵态氮的基础上，硝化细菌和硝化古菌再将其转化为硝态氮，这个过程被称为硝化。
硝态氮是植物最主要的氮源之一，植物可以通过根系吸收硝态氮，用于生长和发育。
总之，土壤微生物在土壤中的活动对于氮素的循环和植物生长都具有重要的影响。
合理的土地管理和农业生产方式可以促进土壤微生物的发展，提高土壤质量和农产品的产量和品质。
最新土壤氮素与氮肥ppt课件
（续）表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用 品种 转化及结果 施用 氯化铵 NH4＋＋Cl－ 基肥 (配施石灰和 使土壤酸化(生理酸,硝化酸, 有机肥)，追肥，适于 代换酸)、脱钙板结 稻田和一般作物， 不宜忌氯作物 硫 铵 NH4＋＋SO42－ 基肥(配施石灰和 使土壤酸化(游离酸生理酸, 有机肥)，追肥，种肥 硝化酸，代换酸)、板结 适于各种作物 不宜稻田
有机氮 无机氮
矿化作用 固定作用
1.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 氨基酸 NH4＋－N＋有机酸 （有效化）
土壤中铵态氮肥变化示意图
Hale Waihona Puke 氨气吸收吸附
挥发
NH4+
NH4+
硝化作用
铵态氮肥
铵态氮肥
硝态氮
土壤 胶粒
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 NH3＋H2O NH4＋＋OH－ 基肥, 追肥及深施 氨水 对土壤和作物影响不大 基肥, 追肥, 深施 碳铵 NH4＋＋HCO3－ 基肥, 追肥, 深施 对土壤没有副作用，适于各种土壤和大对数作物
3、土壤中氮的形态 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%) 非水解性 难利用 占30～50% 离子态 土壤溶液中 （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
本章小结： 1. 植物的氮素营养 （掌握吸收与同化、失调症） 2. 土壤中的氮素及其转化 （掌握主要转化的含义） 3. 氮肥的种类性质与施用 （掌握） 4. 氮肥的合理施用（掌握）
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。
第七章土壤与植物氮素营养及化学氮肥
第七章土壤与植物氮素营养及化学氮肥第一节土壤氮素营养一、土壤中氮素的来源及其含量（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(二)、土壤氮素的含量1 土壤氮素的含量土壤中氮素的含量受自然因素如母质、植被、气候等影响，同时也受人为因素如利用方式、耕作、施肥及灌溉等措施的影响。
我国自然植被下土壤表土中氮素的含量与有机质含量密切相关。
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一般农业土壤耕层氮素含量在0.5-3.0g/kg之间。
较高的氮素含量往往被看成为土壤肥沃程度的重要标志。
表层含氮量最高，以下各层随深度增加而锐减。
(三)、土壤中氮的形态1. 无机氮吸附态土壤胶体吸附(1～2％) 固定态2：1型粘土矿物固定水溶性速效氮源<全氮的5%2. 有机氮水解性缓效氮源占50～70%(>98%) 非水解性难利用占30～50%离子态土壤溶液中（1）土壤无机态氮:位于粘土矿物晶层间的固定态铵是数量最大的一部分。
（1）土壤无机态氮交换性NH4+、溶液中NH4+和NO3-最易被植物吸收，一般为几个mg/kg，具有重要的农学意义。
土壤无机氮还包括NO2-,一些含氮气体，如NH3、N2O、NO、NO2等。
N2O是温室气体之一。
（2）土壤有机态氮一般情况下土壤有机态氮构成了土壤全氮的绝大部分。
土壤有机态氮的组成较为复杂，以前已分离鉴定出的含氮化合物单体有氨基酸、氨基糖，嘌呤、嘧啶以及微量存在的叶绿素及其衍生物、磷脂、各种胺、维生素等。
绝大多数有机态氮存在于土壤固相中，只有很少量的存在于土壤液相中。
(四)、土壤中氮的转化NH3 N2、NO、N2O矿化作用硝化作用生物固定有机质铵态氮硝态氮有机氮生物固定硝酸还原作用吸附态铵水体中的硝态氮或固定态铵（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）与生物固持作用矿化作用：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解生成氨的过程。
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。
71土壤的氮素营养
1、有机态N的矿化 有机态N的矿化大体上可分为两个阶段
（1）氨基化阶段（氨基化作用） 复杂的含N有机化合物（蛋白质、核酸、氨基糖及其
多聚体等）在微生物酶的作用下，逐化分解成简单的氨基 化合物
蛋 白 质R C H N H 2 C O O H + C O 2+ 中 间 产 物 + 能 量
尿素：CO(NH2)2 1、理化性质
（1）白色结晶，易溶于水
（2）干燥时具有良好的物理性状，但在高温、高湿 条件下易潮解
（3）尿素本身不含缩二脲，但在生产过程中会产生缩 二脲
2、尿素施入土壤中的转化
CO(NH2)2在土壤中脲酶的作用下水解转化为 (NH4)2CO3
在一般用量条件下尿素对土壤酸碱反应影响不大
三、硝化作用 土壤中的铵或氨，在有氧的条件下，经亚硝化细菌和
硝化细菌的作用氧化为硝酸盐的过程称硝化作用。
影响硝化作用的条件 ： 1、土壤通气 一般在田间持水量的50-60%时，硝化作用最旺盛。
2、土壤反应 土壤pH与硝化作用具有很好的相关性
3、土壤温度 一般来讲硝化作用最适宜的土温20-25℃ 4、施肥 5、根系 四、反硝化作用 指硝酸盐、亚硝酸盐被还原为气态氮的过程。
1、除C H O外，N是作物体内含量较多的元素，在作 物体内的总含量为0.3％－5％。
2、不同的植物含N量不同。含N量最多的是豆科作物 和豆科绿肥作物。
3、不同器官含N量不同：对同一作物来讲，幼嫩器官 及种子含量高；叶子高于茎、杆、根。
4、生长时期不同，N在植物体内的分布不同。
7.2.2 氮的生理功能
二、土壤N素的形态
土壤氮素的调控措施
土壤氮素的调控措施
1.合理施肥。
根据不同作物的需求和土壤的氮素含量，选择合适的肥料种类和施肥方式，避免过量施肥，减少氮素的浪费和排放。
2. 种植绿肥。
在耕作休闲期间种植绿肥作物，可以促进土壤生物活动，增加有机质含量，提高土壤保水能力和肥力，同时减少氮素的流失和渗漏。
3. 采取农业生态化措施。
采用轮作、间作、混作等措施，增加农田的生态多样性，降低病虫害发生率，提高作物的抗病能力和产量，减少化肥的使用量和氮素的排放。
4. 加强土壤保护。
加强农田水土保持措施，改善土壤结构和通气性，减少土壤侵蚀和流失，保持土壤肥力和生态环境的平衡。
5. 推广生态农业技术。
在农业生产中推广生态农业技术，如有机农业、生态农业等，避免使用化学农药和化肥，减少土壤污染和氮素的排放，保护农业生态环境。
综上所述，土壤氮素的调控需要从多个方面入手，采取综合措施，实现土壤肥力和生态环境的双重保护。
- 1 -。
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、农业灌溉与施肥等,而目前肥料就是农田土壤氮 肥的主要来源。
下面就从土壤中氮素的主要表现形态与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 ^解性 (>98%) 非水解性(1~2%) 固定态 速效氮源 <全氮的5%缓效氮源占 50-70% 难利用 占30~50%土壤溶液中 土壤胶体吸附2:1型粘土矿物固定包括游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物等包括蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类包括杂环态氮、缩胺类注明:其中无机氮包括:铵态氮(NH 4+ — N)、硝态氮(NO 3- - N)、亚硝态氮(NO 2-- N)三种主要形态。
一般情况下,土壤中存在的主要就是有机态氮,占土壤总氮的90~98%。
土壤中氮的形态广水溶性速效氮源v 全氮的5%有机氮Y 水解性缓效氮源占40%~60% (>98%)〔非水解性 难利用 占40%~5。
％「离子态 土壤溶液中无机氮v 吸附态土壤胶体吸附〔固定态 2z 1型粘土矿物固定——矿化作用_ 工一有机氮 ^==== 无机氮(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就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。
它的矿化量与矿化速 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 就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:RCH 20H+ NH 3 + CO 2 + 能量 一水解一T RCHNH 2cOOH + H 2ORCHOHCOOH +NH 3 + 能量一氧化一TRCHNH 2COOH + O 2RCOOH + NH 3 + CO 2 + 能量一 一还原—TRCHNH 2COOH+ H 2由此可见,氨化作用可在多种多样条件下进行。
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。
土壤肥料学-第2章-氮素营养与氮肥-1
酰胺的形成有促进氮素 在体内运转的作用
四、氮素缺乏与过多症状
1、缺氮症状
缺氮时植株矮小；
叶色变淡，呈浅绿或黄绿色，色泽均一；
分蘖少，叶片直立，茎杆细瘦，根量少；
缺氮先从老叶开始黄化，逐渐扩展到上部叶片
缺氮使作物提早成熟，籽粒不饱满，产量、品 质下降。
冲刷严重、贫瘠的表层可低到0.5g/kg以下。
土壤氮素含量被看成是土壤肥沃程度的重要标志
二、土壤氮素形态
固定态铵 铵态氮
数量最大 最易被植物吸收
交换性铵
溶液中的铵
无机态氮
硝态氮 亚硝态氮
土 壤 氮 素 有机态氮
氮氧化合物 与有机质或粘土矿物结合 与多价阳离子结合 存在于生物体（如微生物）中
三、土壤氮转化
多种维生素和激素的成分，既可促进作物的生长发 育，又能提高农产品的质量。
三、作物对氮的吸收与利用
作 物 从 土 壤 中 吸 收 的 氮 NO3--N： 旱田作物的主要吸收形态 NH4+-N： 水田作物的主要吸收形态 酰胺
小分子有机N化合物
尿素 氨基酸
氮的吸收及同化
形态 吸收方式
主动吸收
同化及分配 可通过木质部运往地上部
优点
可以不必像施用液氨那样深
不需要高压施用设备
缺点
易挥发性使之必须与土壤很好的融合以防止氨
挥发损失
如果没有靶入土壤，可导致全部的氨都损失掉
3、碳酸氢铵（NH4HCO3）
N 含氮量为17％
不稳定；易溶于水
优点：
可作基肥和追肥；在土壤中无残留；为植 物提供CO2 缺点：
温暖潮湿的环境中不稳定，易分解；如果 不耙入土壤可造成损失
土壤氮素的影响因素
土壤氮素的影响因素
土壤氮素的影响因素有以下几个：
1. 土壤有机质含量：有机质是土壤中氮素的重要来源，土壤有机质含量高，意味着土壤中的氮素含量也较高。
2. 土壤pH值：土壤pH值对氮素的转化和有效性有一定影响。
在酸性土壤中，氮素的吸附和固定能力较强，容易形成不可利用的氮素形态；而在碱性土壤中，氮素的流失和淋溶较为严重。
3. 土壤含水量：土壤含水量对氮素的转化和迁移有重要影响。
水分过多或过少都会影响土壤中氮素的利用和吸收。
4. 土壤通气性：良好的土壤通气性有利于土壤中氮素的转化和迁移。
缺氧条件下，氮素易被还原为氨氮形态，从而导致氮素的损失。
5. 土壤微生物活动：土壤微生物是氮素转化的重要参与者，它们通过分解有机质和固定氮气等过程，影响土壤中氮素的有效性和利用率。
6. 施肥措施：合理的施肥措施能够提高土壤中氮素的供应量和利用率。
不同肥料的施用方式和比例，以及施肥的时间和方式等，都会对土壤氮素的含量和有效
性产生影响。
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;。
土壤氮素循环 -回复
土壤氮素循环-回复土壤氮素循环是指氮素在土壤中不断循环利用的过程。
氮素是植物生长所必需的营养元素之一，因此土壤中的氮素循环对于农业生产和生态系统的健康至关重要。
本文将详细介绍土壤氮素循环的各个环节，包括氮素的吸收、固定、矿化、硝化、还原和损失等步骤。
首先，植物通过根系吸收土壤中的氮素。
土壤中的氮素可以以无机形式（如铵态氮和硝态氮）或有机形式（如腐殖质中的氮）存在。
植物通过根系吸收无机氮，将其转化为植物体内的有机氮。
在这个过程中，植物还会分泌根系分泌物，促进土壤中的氮素吸收和矿化。
随着植物的生长和死亡，植物体内的氮素会通过凋落物、根系分泌物和根残余物的分解释放到土壤中。
这些有机物质中的氮素会经过微生物的矿化作用，转化为无机氮。
微生物在这一过程中分解有机质，释放出氮素和其他元素，提供给植物再次吸收利用。
无机氮可以分为两种形式：铵态氮和硝态氮。
铵态氮是一种相对稳定的形式，主要通过无机肥料和有机肥料的施用进入土壤。
硝态氮是一种相对活跃的形式，主要由硝化细菌将铵态氮氧化而来。
在硝化过程中，铵态氮首先被氧化成亚硝酸盐，然后再被氧化成硝酸盐。
这些硝酸盐可以被植物吸收利用，同时还容易通过土壤流失进入地下水。
除了硝化，还有一些微生物可以将硝酸盐还原为氨或N2等形式，这个过程被称为还原。
还原是氮素循环中的另一个重要环节。
还原作用可以减少土壤中硝态氮的数量，减少硝酸盐的流失，从而降低对环境的负面影响。
然而，氮素在土壤中的循环过程中也会存在一定的损失。
土壤侵蚀和土壤流失是氮素损失的主要途径之一。
当土壤表面被剥夺时，土壤中的氮素也会随之流失。
此外，农田中过量的氮素施用和排放也会导致氮素的损失。
这些问题影响着土壤氮素循环的平衡与稳定。
为了保持土壤氮素循环的有效性，我们需要合理管理土壤氮素。
首先，正确施用氮肥。
农民应根据作物需求和土壤条件来确定氮肥的施用量，避免过量施用导致氮素的损失。
其次，合理利用有机肥料。
有机肥料中的有机氮可以通过微生物作用释放出来，提供给植物吸收。
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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土壤氮素知识
Scarsbrook(1965)把有效氮定义为：在根区内易被植物根系所吸收的化学形态的氮。
这种氮有多种来源，在农业生产中，它主要来自肥料，生物固氮以及由垃圾、作物残渣和土壤有机质中有机氮的矿化作用。
在大部分土壤和气候条件下，有相当数量的土壤有机氮在作物生长期间被矿化。
土壤表层的全氮量通常在0.08~0.4%之间，但几乎全部呈有机氮。
如果在一个生长季内，这种氮有1~3%被矿化，那么每公顷有8~120公斤的氮，能有效地被作物吸收利用。
作物能吸收、利用的氮有铵态氮(NH4-N)、硝态氮(NO3-N)、亚硝态氮(NO2-N)、分子态氮(N2)以及某些可溶性的含氮有机化合物，如各种氨基酸、酰胺和尿素等。
但在自然生态系统和农业生态系统中，高等植物主要是吸收NH4-N和NO3-N。
氮被吸收之后在作物体内主要进行如下的转化：
无机氮(NH4-N、NO3-N)→低分子有机氮(氨基酸、酰胺、胺类)↔高分子有机氮组分(蛋白质、核酸)。
植物吸收NH4-N的机理是根吸收一个NH4+产生一个H+，而NH3进入体内后与呼吸基质氮化时产生的酮酸化合，形成氨基酸和酰胺，同时释放出H+于土壤溶液中。
这就是铵盐使土壤变酸的原因。
铵离子的同化主要在根部进行，但它也可以随苹果酸盐转移到地上部分而被同化。
NO3-N由植物主动吸收进入根部细胞后，或者就在根部还原，或者一部分以NO3-N形态通过木质部迅速转移至径或叶片中被还原。
NO3-N的还原作用分两步进行，第一步是NO3-N在细胞质中经硝酸还原酶催化还原为NO2-N，第二步是NO2-N在叶片的叶绿体或根部的其它细胞中经亚硝酸还原酶催化还原为NH3。
简式为：NO3- + 8H+ + 8e-→NH3 + 2H2O + OH-
尿素能被作物的根和叶所吸收，但同化机理尚不清楚。
有两种见解：一种见解认为，尿素在作物体内脲酶的作用下被分解为氨，氨再进一步形成氨基酸。
由于氨对脲酶有抑制作用，如果尿素水解时所形成的氨不进一步转化，脲酶活性达到最高值后就会逐渐减小，尿素的水解速率也会随之降低。
另一种见解认为，尿素是直接被同化的。
因为有些作物如麦类、黄瓜、莴苣等体内不含脲酶仍能很好的吸收尿素。
尿素被吸收后，可直接转化为氨甲酰磷酸，后者再与鸟氨酸缩合而形成瓜氨酸，最后形成精氨酸。
作物对尿素的吸收与NH4-N和NO3-N不同，它对呼吸作用的依赖程度不大，而主要受环境中尿素浓度的影响。
氮素循环：由两个重叠循环构成，一是大气层的气态N循环，氮的最大贮库是大气，整个N循环的通道多与大气直接相连。
另一
个是土壤N的内循环，即在土壤植物系统中，氮在动植物体、微生物体、土壤有机质、土壤矿物质各分室中的转化和迁移，包括有机氮的矿化和无机氮的生物固持作用、粘土对铵的固定和释放作用、硝化和反硝化作用、腐殖质形成和腐殖质稳定化作用等。
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
7. 铵和氨的化学固定作用
8. 腐殖质稳定作用。