土壤中氮素转化过程及植物吸收方式土壤部分初稿

1、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0.040.35 %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、农业灌溉和施肥等，而目前肥料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和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速效氮源 < 全氮的5%包括游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物等有机氮Tf水解性缓效氮源占5070%包括蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类(>98%)非水解性难利用占3050%包括杂环态氮、缩胺类厂一离子态土壤溶液中无机氮-吸附态土壤胶体吸附(1 2%)J -固定态2:1型粘土矿物固定注明：其中无机氮包

2、括：铵态氮（NH4+ N）、硝态氮（N6 N）、亚硝态氮（NO- N）三种主要形态。一般情况下，土壤中存在的主要是有机态氮，占土壤总氮的9098%（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。 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。 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：RCHOH NH3 + CQ + 能量 一水解

3、一-> RCHNH2COOH- H2O RCHOHCOOHNH3 + 能量 一氧化一-> RCHNF2COO+ 02RCOO+ NH3 + CO + 能量 还原一-> RCHNHCOO+ H2由此 可见 ，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 以进 行。氨化 作用 产生 的铵 态 氮能 被植 物和 微生 物吸收 利用， 是农 作物 的优 良氮 素 营养 。未 被作 物吸 收利用 的铵 ，可 被土 壤 胶体 吸收 保存 。但 在旱地 通气 良好 的 条件 下， 铵态 氮可 进一步 为微 生物 转化

4、 。 硝 化 过程 指 氨或 铵 盐在 微生 物作 用下 转化 成硝 酸态 氮化 合物 的过 程 它是 由两 组微 生物 分两步 完成 的。 第一 步 铵先 转化 成亚 硝酸 盐，紧 接着 亚硝 酸 盐又 转化 成硝 酸盐 ，消化 过程 是一 个氧 化 需氧 过程 ，只 有在 通气良 好的 情况 下 才能 进行 。所 以水 稻田在 淹水 期间 主要 为 铵态 氮 ，硝态 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 为硝 态氮 。 硝态 氮 也是 为植 物吸 收 利用 的优 良氮 源，所以可 以利 用土 壤硝 化 作用 强度 来了 解旱 地 土壤 的供

5、氮性 能。 反硝 化作 用 指 土壤 中硝 态氮 被还 原 为氧 化氮 和氮 气，扩 散至 空气中 损失 的过 程。 反硝 化作用 主要 由反 硝化 细 菌引 起。 在通 气不 良的条 件下 ，反 硝 化细 菌可 夺取 硝态 氮及其 某些 还原 产物 中 的化 合氧 ，使 硝态 氮变为 氮气 损失 。2. 无机态氮的转化过程无机 态氮 包括 硫酸 铵 、硝 酸铵 、碳 酸铵 、碳酸 氢铵 、氢 氧化 铵 等。 由于 这 些都 属于 不稳 定的 化合物 ，易 氨化 释放 出 氨， 同时 也遵 循硝 化过程 和反 硝化 作 用； 但应 指出 ，施 用时需 在保 护地 的密 闭 环境 中施 用， 除

6、应 注意土 壤适 当湿 度 和通 透性 外， 还应 掌握少 施、 勤施 和深 施 。如 施用 不当 ，极 易熏坏 叶片 ，甚 至 造成 全株 死亡 。尿素 虽属 有机 氮肥 ， 但因 结构 简单 ，其 转化过 程与 无机 氮肥 基本相 同， 以 尿素 为例 简要 说明 ：尿素 施入 土壤 后， 以 分子 状态 存在 ，还 可以分 子状 态被 作物 吸收， 但 数量 很少。尿素 分子 与土 壤中 黏粒 矿物 或腐 殖 质上 的功 能团 以氢 健 相互 作用 力 结合， 在很 大程 度上 可以 避免尿 素在 浇水 后淋 溶 流失 。另 外， 尿素 在土壤 中可 以在 脲 酶的作用下转化为铵态氮，供

7、作物吸收和土壤胶体吸附。土壤中大多数细菌、 放线菌、真菌都能分泌脲酶，其转变如下： C0( NH2)2 + 2H2O( NHQ 2CQ脲酶碳酸铵可以进一步水解产生碳酸氢铵和氢氧化铵：®( NH) 2CC3 + TONH4HCO + NHOH碳酸氢铵和氢氧化铵也可以在硝化细菌的作用下进一步转为硝态氮：硝化细菌_(NH4) 2CCB + NH4HCC3 + NH4OHNO3-在碱性或碱性土壤中，尿素水解后生成铵态氮，表施会引起氨的挥发，因此应深施 覆土。尿素撒施在水田表面后，水解后的氨挥发量在 10%-30%在碱性土壤中，氨挥发损 失的氮约12%-60%在高温高湿下，尿素的氨挥发可使植株

8、灼伤，硝化速率加快，所以， 尿素深施、以水带肥非常重要。由于尿素在土壤中转化可积累大量的铵离子，会导致pH升高2-3个单位，再加上尿素本身含有一定数量的缩二脲，其浓度在500ppm时，便会对作物幼根和幼芽起抑制作用，因此尿素不易用作种肥、苗肥和叶面肥。其他施用期的尿 素含量也不宜过多或过于集中。幼苗期作物受缩二脲危害后形成叶绿素合成障碍，叶片 出现失绿、黄化甚至白化的斑块或条纹。植物氮含量占其干重的0.3-5%。植物中蛋白质、核酸及叶绿素都还有不同量的氮元素。(一)植物对氮的吸收形态包括：无机态：NH+ N、NO N (主要)有机态：NH N氨基酸、 核苷酸等(少量)植物对铵态氮的吸收与同化：(1)吸收过程：被动渗透和接触脱质子(2)同化过程：部位：在根部很快被同化为氨基酸 过程:反应过程：植物对硝态氮的吸收与同化：（ 1）吸收：植物主动吸收 NO3-N（2）同化：吸收后，1030%在根同化，7090%运输到茎叶同化小部分贮存在液胞内3）影响硝酸盐还原