土壤中氮素轉(zhuǎn)化過程及植物吸收方式(土壤部分初稿)

1、土壤中氮素轉(zhuǎn)化過程及植物吸收方式我國(guó)耕地土壤全氮含量為%之間， 且土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)。其氮素來源包括：生物固氮、降水、農(nóng)業(yè)灌溉和施肥等，而目前肥料是農(nóng)田土壤氮肥的主要來源。下面就從土壤中氮素的主要表現(xiàn)形態(tài)和轉(zhuǎn)化過程等進(jìn)行詳細(xì)的介紹：（一） 土壤中氮素的主要形態(tài)水溶性速效氮源 全氮的5%包括游離氨基酸、胺鹽7包括蛋白質(zhì)及肽類、核蛋白類、氨包括 雜環(huán)態(tài)氮、縮胺類及酰胺類化合物等有機(jī)氮水解性基糖類（98%）非水解性離子態(tài)無機(jī)氮吸附態(tài)（12%）固定態(tài)緩效氮源占5070%難利用 占3050%土壤溶液中土壤膠體吸附2 :1型粘土礦物固定注明：其中無機(jī)氮包括：鏤態(tài)氮（NH4+ N）、硝態(tài)氮（NO3- N

2、）、亞硝態(tài)氮（NO- N）三種主要形態(tài)。般情況下，土壤中存在的主要是有機(jī)態(tài)氮，占土壤總氮的9098%土壤中氮的形態(tài)水溶性 速效氮源 v全氮的5% 有機(jī)氮Y水解性緩效敘源占40%6。% （98%） I非水解性唯利用占40%50%離子態(tài) 土壤溶液中無機(jī)氮 1 吸附態(tài) 土壤膠體吸附固定態(tài) 2： 1型粘土礦物固定一.一獷化作用_ . 一有機(jī)氮.丁竹HI'無機(jī)氮（二）土壤中氮素的轉(zhuǎn)化過程有機(jī)態(tài)氮生曾定氮態(tài) I 硝£11 十-If一Ta吸附態(tài)錢或水體中的固定態(tài)錢硝態(tài)氮有機(jī)態(tài)氮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)?易溶的形態(tài)，才能發(fā)揮作物

3、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)雜過程。 水解過程 蛋白質(zhì)在微生物分泌的蛋白質(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：RCH2OH NH3+ CQ +能量 一水解一-> RCHNH2COOH- H2O RCHOHCOOHNH3 +能量 一氧化-> RCHN限COOI+ O2 RCOOHNH3 +CQ -能量 還原一-> RCHNHCOOHb 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

4、盛，氨化作用都可以進(jìn)行。氨化 作用 產(chǎn)生 的銨 態(tài) 氮能 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 銨，可 被土 壤膠 體吸 收保 存 。但 在旱地通 氣良 好的 條件 下 ，銨 態(tài)氮 可進(jìn) 一步 為 微生 物轉(zhuǎn) 化。 硝化過 程 指 氨 或銨 鹽在 微生 物作 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 步銨 先轉(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 需氧 過 程，只 有 在通 氣良 好的 情況 下 才能 進(jìn)行 。所 以水

5、 稻 田在 淹水 期間 主要 為 銨態(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 氣， 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)?氮?dú)?損失 。2 . 無機(jī)態(tài)氮的轉(zhuǎn)化過程無

6、機(jī) 態(tài)氮 包括 硫酸 銨 、硝 酸銨 、碳 酸銨 、 碳酸 氫銨 、氫 氧化 銨 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；但 應(yīng)指 出，施用時(shí)需 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、勤施和深 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，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)

7、 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 健相 互作 用力 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月尿酶的作用下轉(zhuǎn)化為俊態(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、真菌都能分泌月尿酶，其轉(zhuǎn)變?nèi)缦拢?CO (NH2) 2+2H2OIT 2) 2cQ碳酸鏤可以進(jìn)一步水解產(chǎn)生碳酸氫鏤和氫氧化鏤:(NT) 2CQ+H2O NH » 4HCO+NHOH碳酸氫俊和氫氧化俊也可以在硝化細(xì)菌的作用下進(jìn)一步轉(zhuǎn)為硝態(tài)氮：硝化細(xì)NO(NH4) 2CO3 + NH4HCG+ NH4OH

8、兩種形無氮親的住而和某些特性的比權(quán)鐵態(tài)乳素（NI1/-N ） 帶正電荷.是陽(yáng)離子 能與土壤膠粒上的陽(yáng)陽(yáng)干進(jìn) 行交換而被吸附 被上壤股粒吸附后移動(dòng)性 減少.不隨水流失 捶行福正祚甬后:一轉(zhuǎn)變?yōu)橄?態(tài)氮，但不降低肥效珊態(tài)氮素帶負(fù)電荷，是陰圈廣不能進(jìn)行交換吸收而存在于上 壤溶液中孟王窺南病市鬲I福永品嬴 而移動(dòng)，流動(dòng)性大，易流失 避檸反稻花祚甬后;蘢成嬴耳 或艮化氨氣而喪失肥效在堿性或堿性土壤中，尿素水解后生成俊態(tài)氮，表施會(huì)引起氨的揮發(fā)，因此 應(yīng)深施覆土。尿素撒施在水田表面后，水解后的氨揮發(fā)量在10%-30%在堿性土壤中，氨揮發(fā)損失的氮約12%-60%在高溫高濕下，尿素的氨揮發(fā)可使植株灼傷， 硝化速

9、率加快，所以，尿素深施、以水帶肥非常重要。由于尿素在土壤中轉(zhuǎn)化可 積累大量的錢離子，會(huì)導(dǎo)致pH升高2-3個(gè)單位，再加上尿素本身含有一定數(shù)量 的縮二月尿，其濃度在500Ppm時(shí)，便會(huì)對(duì)作物幼根和幼芽起抑制作用，因此尿素 不易用作種肥、苗肥和葉面肥。其他施用期的尿素含量也不宜過多或過于集中。幼苗期作物受縮二月尿危害后形成葉綠素合成障礙，葉片出現(xiàn)失綠、黃化甚至白化 的斑塊或條紋。植物氮含量占其干重的植物中蛋白質(zhì)、核酸及葉綠素都還有不同量 的氮元素。（一）植物對(duì)氮的吸收形態(tài)包括：無機(jī)態(tài)：NH+N NO- N （主要）有機(jī)態(tài)：NH N、氨基酸、 核甘酸等 （少量）植物對(duì)俊態(tài)氮的吸收與同化：（1）吸收過程：被動(dòng)滲透 和接觸脫質(zhì)子（2）同化過程：部位：在根部很快被同化為氨基酸過程：酮戊二酸酮酹 ” K& R ；還原性胺化作用：.工KE ,轉(zhuǎn)基基作用氨.* * ate * *I * 淵胺:事-各種新的氨基酸反應(yīng)過程:NH3+谷氨酸+ATP谷氨酰胺合成酶.谷氨酷胺十ADP + Pi谷氨酰胺+a酮戊二酸+2e-+2N+谷氨酸合成酶與谷氨酸谷氨酸+17酮酸轉(zhuǎn)氨酶 X7種氨基酸合成,蛋白質(zhì)植物對(duì)硝態(tài)氮的吸收與同化:(1)吸收：植物主動(dòng)吸收 NO-N(2)同化： 吸收后，1030%在根同化，7090%運(yùn)輸?shù)角o葉 同化小部分貯存在液胞內(nèi)NOh NO/ N|R' 叫 NH