有机态氮的矿化作用ppt课件.ppt

土壤氮素状况 1 学习目标 1 掌握土壤氮素的含量 2 掌握土壤氮素的形态 3 掌握土壤氮素的转化过程 2 一 土壤中氮素的来源及其质量分数 一 来源1 施入土壤中的化学氮肥和有机肥料2 动植物残体的归还3 生物固氮4 雷电降雨带来的NH4 N和NO3 N 3 二 含量土壤中氮素含量受气候条件 地形 土壤 土地利用方式 耕作 施肥 灌水等影响 一般农业土壤表层含氮量为0 05 0 3 少数肥沃的耕地 草原 林地的表层土壤可达到0 5 0 6 以上 而冲刷严重 贫瘠地的表层土壤可低至0 5 以下 土壤氮含量与土壤有机质的含量一般是呈正相关的 土壤全氮量约为土壤有机质含量的5 10 我国土壤含氮量的地域性规律 北增加西长江东增加南增加 4 土壤氮素形态有两种 即有机态氮和无机态氮 其中有机态氮约占土壤全氮量的98 以上 主要是以腐殖酸 蛋白质 氨基酸 尿素 尿酸 胺化物和酰胺等化合物形态存在 土壤有机态氮除了氨基酸等少数结构简单 分子量小的种类能被植物直接吸收外 大多数有机态氮 需要经微生物分解转化成无机态氮后 才能被植物吸收利用 土壤中无机态氮主要有铵态氮和硝态氮 有时还存在极少量的亚硝态氮 土壤中无机态氮是速效氮素 能够直接被植物吸收利用 其含量很少 一般仅占土壤全氮量的1 2 二 土壤中氮的形态 5 水溶性速效氮源98 难利用占30 50 离子态土壤溶液中2 无机氮吸附态土壤胶体吸附 1 2 固定态2 1型粘土矿物固定 有机氮无机氮 矿化作用固定作用 6 土壤N素形态及有效性 土壤中N素含量高低与土壤有机质之间呈显著的正相关 受植被 气候 地形 母质等多种自然因素的影响 也受到土壤的利用方式 如耕作 施肥 种植 灌溉等农业措施的影响 我国土壤含氮量在0 2 2gkg 1之间 多数含氮量在1gkg 1以下 从北到南 从东到西 土壤含氮量有下降趋势 7 1 无机态 土壤中的无机N较少 一般只占土壤全N量的1 2 最多不超过5 8 无机N中有NH4 N NO 3 N和固定态铵 前两者属于速效养分 后者属于缓效养分 8 2 有机N 土壤N素以有机N为主 约占95 以上 有机N按其稳定性大小可分为水溶性 水解性和非水解性三部分 1 水溶性有机N 主要是简单的游离氨基酸 胺基盐 尿素 酰胺类 占全N含量的5 左右 有少数可以直接被作物利用 如氨基酸 多数要经过转化 释放出NH3 然后再被作物利用 故少数属于速效养分 多数属于缓效养分 2 水解性有机N 用酸 碱或酶处理时 能够水解成简单易溶性化合物 如蛋白质 多肽核蛋白类 氨基糖类 占全N含量的50 70 为缓效或迟效养分 3 非水解态N 占有机N的30 左右 高者可达50 矿化速率很低 有效性小 至今仍不十分清楚 9 三 土壤中氮的转化 铵态氮硝态氮 吸附态铵或固定态铵 水体中的硝态氮 氨化作用硝化作用生物固定硝酸还原作用 NH3N2 NO N2O 挥发损失反硝化作用 吸附固定淋洗损失 有机质 有机氮 生物固定 10 土壤中氮素的转化主要有以下两个过程 1 土壤有机态氮的矿化过程 是土壤含氮有机物转化为无机态氮的过程 如蛋白质的水解 这个过程释放出无机态氮 可被植物或微生物吸收利用 所以又称为土壤氮素的有效化过程 2 土壤有效态氮素的无效化过程 土壤有效态氮素的无效化过程也是土壤氮素的损失过程 其损失途径主要有 反硝化脱氮损失 氨的挥发损失以及随水流失等 土壤中氮素养分的转化过程一方面可以为植物和微生物提供氮素营养 另一方面又可能造成一部分有效氮的损失 闪此 在农业生产实践中 应根据氮素转化规律正确施用氮肥 以减少氮素的损失 充分发挥氮肥的增产作用 11 一 有机态氮的矿化作用 氨化作用 1 定义 在微生物作用下 土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程 2 过程 有机氮氨基酸NH4 N 有机酸 异养微生物水解酶 氨化微生物水解 氧化 还原 转位 12 3 发生条件 各种条件下均可发生最适条件 温度为20 30oC 土壤湿度为田间持水量的60 土壤pH 7 C N 25 14 结果 生成NH4 N 有效化 13 14 15 土壤CaCO3含量 呈正相关 温度 呈正相关 施肥深度 挥发量表施 深施 土壤水分含量 土壤中NH4 的含量4 结果 造成氮素损失 无效化 16 四 硝化作用1 定义 土壤中的NH4 在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象 2 过程 NH4 O2NO2 4H 2NO2 O22NO3 3 影响条件 土壤通气状况 土壤反应 土壤温度等 亚硝化细菌 硝化细菌 17 最适条件 铵充足 通气良好 pH6 5 7 5 25 30oC4 结果 形成NO3 N利 为喜硝植物提供氮素 有效化 弊 淋失 发生反硝化作用 无效化 18 五 无机氮的生物固定1 定义 土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象 2 过程 铵态氮硝态氮生物固定生物固定有机氮 硝化作用硝酸还原作用 19 3 影响条件土体的C N比 温度 湿度 pH值4 结果 减缓氮的供应 暂时无效化 可减少氮素的损失 六 硝酸还原作用NO3 NH4 嫌气条件 硝酸还原酶 20 七 反硝化作用NO3 N2 NO NO2 1 生物反硝化作用 1 定义 2 过程 NO3 NO2 N2 N2O NO 3 最适条件 含氮量5 10 新鲜有机质丰富pH5 8 温度30 35oC 21 2 化学反硝化作用 可在好气条件下进行 NO2 N2 N2O NO发生条件 NO2 存在3 结果 造成氮素的气态挥发损失 无效化 并影响大气 破坏臭氧层 加剧温室效应 八 硝酸盐的淋洗损失NO3 N随水渗漏或流失 可达施入氮量的5 10 结果 氮素损失 无效化 并污染水体 富营养化 22 四 土壤的供氮能力及氮的有效性有效氮 能被当季作物利用的氮素 包括无机氮 2 和易分解的有机氮旱地 全氮 碱解氮 供氮能力土壤矿化氮 硝态氮稻田 全氮 碱解氮 铵态氮全氮土壤供氮潜力无机氮土壤供氮强度 23 课后练习 一 填空题1 一般农业土壤表层含氮量为 2 土壤氮素形态有两种 即和 二 简答题土壤中氮素的转化包括哪两个过程 0 05 0 3 有机态氮 无机态氮 答 1 土壤有机态氮的矿化过程 2 土壤有效态氮素的无效化过程 24 课后练习 三 名词解释1 氨化作用2 吸附固定3 氨的挥发损失 在微生物作用下 土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程 由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起