土壤氮素知识

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