土壤中氮的形態(tài)和轉(zhuǎn)化（精編版）

1、土壤中氮的形態(tài)和轉(zhuǎn)化徐斌一、土壤中氮的形態(tài)土壤中的氮素形態(tài)分無機(jī)態(tài)及有機(jī)態(tài)兩大類，但以有機(jī)態(tài)為主，按其溶解度大小和水解難易分為3類：第一，水溶性有機(jī)氮；第二，水解性有機(jī)氮；第三，非水解性有機(jī)態(tài)氮；它們?cè)谝话闼釅A處理下不能水解，但可在各種微生物的作用下逐漸分解礦化。土壤無機(jī)態(tài)氮很少，一般表土不超過全氮的1 %2%。土 壤無機(jī)態(tài)氮主要是錢態(tài)氮和硝態(tài)氮。它們都是水溶性的，都能直接為植物吸收利用。錢態(tài)氮為陽離子，能為土壤膠體所吸收成為交換性陽離子，但也有一部分在進(jìn)入粘粒礦物晶架結(jié)構(gòu)中后，被閉蓄于晶層間的孔穴內(nèi)成為固定態(tài)鍍。1 ?有機(jī)態(tài)氮按其溶解度大小和水解難易分為3類：第一、水溶性有機(jī)氮一般不超過全氮

2、的5%。它們主要是一些游離的氨基酸、胺鹽及酰胺類化合物，分散在土壤溶液中，很容易水解，釋放出離子，是植物速效性氮源。第二、水解性有機(jī)氮占全氮總量的50% 70%。主要是蛋白質(zhì)多肽和氨基糖等化合物。用酸堿等處理時(shí)能水解成為較簡(jiǎn)單的易溶性化合物。第三、非水解性有機(jī)態(tài)氮占全氮的30% 50%。它 們?cè)谝话闼釅A處理下不能水解，但可在各種微生物的作用下逐漸分解礦化。2.無機(jī)態(tài)氮rch0hc00h+nh3 + 能氧化一- 土壤無機(jī)態(tài)氮很少，一般表土不超過全氮的1%2%。土 壤無機(jī)態(tài)氮主要是鞍態(tài)氮和硝態(tài)氮及亞硝態(tài)氮。它們都是水溶性的，都能直接為植物吸收利用。第一，硝態(tài)氮土壤中硝態(tài)氮主要來源于施人土壤中的硝態(tài)

3、氮肥和微生物的硝化產(chǎn)物。第二，錢態(tài)氮土壤中的鍍態(tài)氮又分為三種，錢態(tài)氮為陽離子，能為土壤膠體所吸收成為交換性陽離子，但也有一部分在進(jìn)入粘粒礦物晶架結(jié)構(gòu)中后，被閉蓄于晶層間的孔穴內(nèi)成為固定態(tài)錢。第三，亞硝態(tài)氮土壤中的亞硝態(tài)氮是硝化作用的中間產(chǎn)物。二、土壤中氮的轉(zhuǎn)化土壤氮素形態(tài)較多，各種形態(tài)的氮素處于動(dòng)態(tài)變化之中，不同形態(tài)的氮素互相轉(zhuǎn)化，對(duì)于有效氮的供應(yīng)強(qiáng)度和容量有重要意義。1 ?有機(jī)態(tài)氮的轉(zhuǎn)化土壤中的有機(jī)態(tài)氮是較復(fù)雜的有機(jī)化合物，必須要經(jīng)過各種礦化過程，變?yōu)橐兹艿男螒B(tài)，才能發(fā)揮作物營(yíng)養(yǎng)的功能。它的礦化量和礦化速率就成為決定土壤供氮能力的極其重要的因素。土壤有機(jī)氮的礦化過程是包括許多過程在內(nèi)的復(fù)朵過

4、程。水解過程蛋口質(zhì)在微生物分泌的蛋口質(zhì)水解酶的作用下，逐步分解為各種氨基酸。 氨化過程氨基酸在多種微生物作用下分解成氨的過程稱為氨化過程。如：rch20h+nh3 + c02+ 能量一水解一 -rchnh2 c00h + h20 rc00h+nh3 +c02 +能量還原一-rchnh2 c00h + h2由此可見，氨化作用可在多種多樣條件下進(jìn)行。無論水田、旱田，只要微生物活動(dòng)旺盛，氨化作用都可以旺盛進(jìn)行。氨化作用產(chǎn)生的鍍可被植物和微生物吸收利用，是農(nóng)作物的優(yōu)良氮素營(yíng)養(yǎng)。未被作物吸收利用的錢，可被土壤膠體吸收保存。但在旱地通氣良好的條件下，鍍態(tài)氮可進(jìn)一步為微生物轉(zhuǎn)化。 硝化過程指氨或釵鹽在微生物

5、作用下轉(zhuǎn)化成硝酸態(tài)氮化合物的過程。它是由兩組微生物分兩步完成的。第一步鍍轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，緊接著亞硝酸鹽又轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，消化過程 是一個(gè)氧化過程，只有在通氣良好的情況下才能進(jìn)行。所以水稻田在淹水期間主要為氨態(tài)氮，硝態(tài)氮很少，旱地土壤一般硝化作用速率快于氨化作用，土壤中主要為硝態(tài)氮。硝態(tài)氮也是為植物吸收利用的優(yōu)良氮源，所以可以利用土壤硝化作用強(qiáng)度來了解旱地土壤的供氮性能。反硝化作用指土壤中硝態(tài)氮被還原為氧化氮和氮?dú)?，擴(kuò)散至空氣中損失的過程。反硝化作用主要由反硝化細(xì)菌引起。在通氣不良的條件下，反硝化細(xì)菌可奪取硝態(tài)氮及其某些還原產(chǎn)物中的化合氧，使硝態(tài)氮變?yōu)榈獨(dú)鈸p失。2 ?無機(jī)態(tài)氮的轉(zhuǎn)化過程無機(jī)態(tài)氮包扌

6、舌硫酸鍍、硝酸讓、碳酸鍍、碳酸氫彼、氫氧化彼等。由于這些都屬于不穩(wěn)定的化合物，易氨化釋放出氨，同時(shí)也遵循硝化過程和反硝化作用，在這里不再詳述。但應(yīng)指出，施用時(shí)，尤其在保護(hù)地的密閉環(huán)境中施用，除應(yīng)注意土壤適當(dāng)濕度和通透性外，還應(yīng)掌握少施、動(dòng)施和深施。如施用不當(dāng)，極易熏壞葉片，甚至造成全株死亡。尿素雖屬有機(jī)氮肥，但因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其轉(zhuǎn)化過程與無機(jī)氮肥基本相同，因此，以尿素為例簡(jiǎn)要說明：尿素施入土壤后， 以分子狀態(tài)存在， 還可以分子狀態(tài)被作物吸收，但數(shù)量很少。尿素分子與土壤中黏粒礦物或腐殖質(zhì)上的功能團(tuán)以氫健的形式相結(jié)合，在很大程度上可以避免尿素在澆水后淋溶流失。另外，尿素在土壤中可以在腺酶的作用下轉(zhuǎn)化為

7、鍍態(tài)氮，供作物吸收和土壤膠體吸附。土壤中大多數(shù)細(xì)菌、放線菌、真菌都能分泌腺酶，其轉(zhuǎn)變?nèi)缦拢篶o (nh2)2 + 2h2o 腺酶一-a (nh4)2co3 碳酸錢可以進(jìn)一步水解產(chǎn)生碳酸氫鍍和氫氧化鍍：(nh4)2co3 + h2o - nh4hc03 + nh40h 上述反應(yīng)式說明，尿素同無機(jī)態(tài)氮中的碳酸錢、碳酸氫毀、氫氧化錢一樣，易分解釋放出鍍。因此尿素施在表層易引起氮素流失( 以氨氣形式揮發(fā) ) ，形成氨害，甚至全株死亡，這種由于施用不當(dāng)所引起的損失在保護(hù)地密閉環(huán)境中并不少見。所以施用尿素一定要開溝、挖穴，施在10厘米以下，并封土踩實(shí)，防止氨氣外逸。尿素轉(zhuǎn)化的快慢取決于腺酶的活性, 服酶的活性又與土壤肥力的高低、水分含量、土壤溫度等因素有關(guān)。土壤肥沃、水分、溫度適宜，轉(zhuǎn)化就快，反之就慢，其中尤以溫度的影響更為明顯。在一般用量和施肥深度下，土