土壤氮素轉(zhuǎn)化

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1、土壤氮素轉(zhuǎn)化主要內(nèi)容：土壤中氮素的含量及其來源土壤中氮素的形態(tài)土壤氮素轉(zhuǎn)化過程有效化無效化氮素轉(zhuǎn)化在農(nóng)田土壤中的應(yīng)用10/4/202121.土壤氮素的含量及其來源含量：一般土壤含量范圍：0.02%~0.50%我國耕地含量：0.04%~0.35%表層高，心、底土低；來源：生物固氮：包括自生固氮、共生固氮和聯(lián)合固氮。降水：1.5-10.5kg/hm2.a灌水；施肥；①有機肥；②無機化肥；目前肥料是農(nóng)田土壤氮肥的主要來源。10/4/202132.土壤中氮素的形態(tài)有機態(tài)氮可溶性有機氮<5%；水解性有機氮50~70%；非水解性有機氮

2、30~50%。無機態(tài)氮銨態(tài)氮(NH4+)；硝態(tài)氮(NO3-)；亞硝態(tài)氮(NO2-)。10/4/20214有機態(tài)氮占全氮的絕大部分，95%以上?？扇苄杂袡C氮<5%，主要為：游離氨基酸、胺鹽及酰胺類化合物；水解性有機氮50~70%，用酸堿或酶處理而得。包括：蛋白質(zhì)及肽類、核蛋白類、氨基糖類；非水解性有機氮30~50%，主要可能是雜環(huán)態(tài)氮、縮胺類。10/4/20215無機態(tài)氮數(shù)量少、變化大，表土中占全氮1~2%，最多不超過5~8%。銨態(tài)氮(NH4+—N)：可被土壤膠體吸附，一般不易流失，但在旱田中，銨態(tài)氮很少，在水田中較多。在土

3、壤里有三種存在方式：游離態(tài)、交換態(tài)、固定態(tài)。硝態(tài)氮(NO3-—N)：移動性大；通氣不良時易反硝化損失；在土壤中主要以游離態(tài)存在。亞硝態(tài)氮(NO2-—N)：主要在嫌氣性條件下才有可能存在，而且數(shù)量也極少。在土壤里主要以游離態(tài)存在。其他，氨態(tài)氮、氮氣及氣態(tài)氮氧化合物。速效氮：土壤溶液中的銨、交換性銨和硝態(tài)氮因能直接被植物根系所吸收，常被稱為速效態(tài)氮。10/4/20216全氮有效氮：能被當(dāng)季作物利用的氮素，包括無機氮(<2％)和易分解的有機氮堿解氮：測得的有效氮。全氮：土壤中氮素的總量。速效氮：土壤溶液中的銨、交換性銨和硝態(tài)氮因

4、能直接被植物根系所吸收，常被稱為速效態(tài)氮。有效氮速效氮幾個概念10/4/202173.土壤中氮素的轉(zhuǎn)化銨態(tài)氮硝態(tài)氮礦化作用硝化作用生物固定硝酸還原作用NH3N2、NO、N2O吸附態(tài)銨或固定態(tài)銨水體中的硝態(tài)氮揮發(fā)損失反硝化作用吸附固定淋洗損失有機態(tài)氮生物固定有機態(tài)氮10/4/20218土壤氮素的有效化有機氮的礦化（有機氮水解；氨化）硝化（亞硝化；硝化）土壤氮素的損失反硝化——生物脫氮化學(xué)脫氮（亞硝酸分解；氨揮發(fā)）粘粒對銨的固定生物固定氮素淋洗3.土壤中氮素的轉(zhuǎn)化10/4/20219土壤氮素有效化——有機氮礦化：定義：含氮的有

5、機合化物，在多種微生物的作用下降解為簡單的氨態(tài)氮的過程。它包括：水解：氨化：蛋白質(zhì)多肽氨基酸水解水解肽酶朊酶RCHNH2COOH+O2RCH2COOH+NH3+能量酶氨化微生物RCHNH2COOH+O2RCH2COOH+NH3+能量酶氨化微生物10/4/202110定義：將土壤中的氨、胺、酰胺等微生物的作用下氧化為硝酸的生物化學(xué)過程。第一步：亞硝化作用第二步：硝化作用土壤氮素有效化——硝化過程：2NO2-+O22NO3-+40千卡硝化微生物2HN4++3O22NO2-+2H2O+4H++158千卡亞硝化微生物速率：硝化作用

6、＞亞硝化作用＞銨化作用。因此，正常土壤中，很少有亞硝態(tài)氮和銨態(tài)氮及氨的積累。10/4/202111土壤氮素?fù)p失——反硝化（生物脫氮過程）過程：NO3-NO2-NON20N2氧化亞氮還原酶硝酸鹽還原酶硝酸鹽還原酶氧化氮還原酶-H202NOHN032HNO2H2N2O2厭氧微生物+4H++4H+-2H2O-2H2O+2H+-2H2O+2H2ON2-4H+厭氧微生物N2O10/4/202112主要是一些特殊環(huán)境條件下的化學(xué)反應(yīng)，如：氨態(tài)氮揮發(fā)NH4++OH-?NH3?+H2O在堿性條件下進(jìn)行亞硝酸分解反應(yīng)3HNO2?HNO3+2

7、NO?+H2O條件：酸性愈強，分解愈快。土壤氮素?fù)p失——化學(xué)脫氮過程10/4/202113土壤氮素?fù)p失——其他損失途徑粘粒礦物對銨的固定北方的土壤中，能固銨的粘粒礦物較多，但其土壤中銨極少，而南方水田的銨態(tài)較多，而能固定銨的粘土礦物不多。因此，銨的粘土礦物固定在我國的意義不大。生物固定氮素的淋洗淋洗硅鋁片硅鋁片NH4+10/4/202114銨態(tài)氮硝態(tài)氮礦化作用硝化作用生物固定硝酸還原作用NH3N2、NO、N2O吸附態(tài)銨或固定態(tài)銨水體中的硝態(tài)氮揮發(fā)損失反硝化作用吸附固定淋洗損失有機態(tài)氮生物固定有機態(tài)氮10/4/2021154

8、.氮素轉(zhuǎn)化在農(nóng)田土壤中的應(yīng)用現(xiàn)狀：氮肥生產(chǎn)效率趨于下降，農(nóng)業(yè)環(huán)境污染則趨于加重任務(wù)：保障糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)，減少農(nóng)業(yè)環(huán)境污染環(huán)境目標(biāo)：降低農(nóng)田中化肥氮損失、提高氮肥利用率途徑：適宜施氮量，避免盲目過量施氮氮肥深施、早作上表施氮肥(特別是尿素）立即適量灌水、前氮后移使用改性氮肥，延長肥效利用作物與微生物