土壤氮素转化

土壤氮素转化,2020/5/16,2,主要内容：,土壤中氮素的含量及其来源土壤中氮素的形态土壤氮素转化过程有效化无效化氮素转化在农田土壤中的应用,2020/5/16,3,1.土壤氮素的含量及其来源,含量：一般土壤含量范围：0.02%0.50%我国耕地含量：0.04%0.35%表层高，心、底土低；来源：生物固氮：包括自生固氮、共生固氮和联合固氮。降水：1.5-10.5kg/hm2.a灌水；施肥；有机肥；无机化肥；目前肥料是农田土壤氮肥的主要来源。,2020/5/16,4,2.土壤中氮素的形态,有机态氮可溶性有机氮5%；水解性有机氮5070%；非水解性有机氮3050%。无机态氮铵态氮(NH4+)；硝态氮(NO3-)；亚硝态氮(NO2-)。,2020/5/16,5,有机态氮占全氮的绝大部分，95%以上。可溶性有机氮5%，主要为：游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物；水解性有机氮5070%，用酸碱或酶处理而得。包括：蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类；非水解性有机氮3050%，主要可能是杂环态氮、缩胺类。,2020/5/16,6,无机态氮数量少、变化大，表土中占全氮12%，最多不超过58%。铵态氮(NH4+N)：可被土壤胶体吸附，一般不易流失，但在旱田中，铵态氮很少，在水田中较多。在土壤里有三种存在方式：游离态、交换态、固定态。硝态氮(NO3-N)：移动性大；通气不良时易反硝化损失；在土壤中主要以游离态存在。亚硝态氮(NO2-N)：主要在嫌气性条件下才有可能存在，而且数量也极少。在土壤里主要以游离态存在。其他，氨态氮、氮气及气态氮氧化合物。,速效氮：土壤溶液中的铵、交换性铵和硝态氮因能直接被植物根系所吸收，常被称为速效态氮。,2020/5/16,7,有效氮：能被当季作物利用的氮素，包括无机氮(2)和易分解的有机氮碱解氮：测得的有效氮。,全氮：土壤中氮素的总量。,速效氮：土壤溶液中的铵、交换性铵和硝态氮因能直接被植物根系所吸收，常被称为速效态氮。,几个概念,2020/5/16,8,3.土壤中氮素的转化,2020/5/16,9,土壤氮素的有效化有机氮的矿化（有机氮水解；氨化）硝化（亚硝化；硝化）土壤氮素的损失反硝化生物脱氮化学脱氮（亚硝酸分解；氨挥发）粘粒对铵的固定生物固定氮素淋洗,3.土壤中氮素的转化,2020/5/16,10,土壤氮素有效化有机氮矿化：,定义：含氮的有机合化物，在多种微生物的作用下降解为简单的氨态氮的过程。它包括：水解：氨化：,RCHNH2COOH+O2RCH2COOH+NH3+能量,酶,氨化微生物,2020/5/16,11,定义：将土壤中的氨、胺、酰胺等微生物的作用下氧化为硝酸的生物化学过程。第一步：亚硝化作用第二步：硝化作用,土壤氮素有效化硝化过程：,速率：硝化作用亚硝化作用铵化作用。因此，正常土壤中，很少有亚硝态氮和铵态氮及氨的积累。,2020/5/16,12,土壤氮素损失反硝化（生物脱氮过程）,过程：,2020/5/16,13,主要是一些特殊环境条件下的化学反应，如：氨态氮挥发NH4+OH-NH3+H2O在碱性条件下进行亚硝酸分解反应3HNO2HNO3+2NO+H2O条件：酸性愈强，分解愈快。,土壤氮素损失化学脱氮过程,2020/5/16,14,土壤氮素损失其他损失途径,粘粒矿物对铵的固定北方的土壤中，能固铵的粘粒矿物较多，但其土壤中铵极少，而南方水田的铵态较多，而能固定铵的粘土矿物不多。因此，铵的粘土矿物固定在我国的意义不大。生物固定氮素的淋洗,淋洗,2020/5/16,16,4.氮素转化在农田土壤中的应用,现状：氮肥生产效率趋于下降，农业环境污染则趋于加重任务：保障粮食安全和农产品供应，减少农业环境污染环境目标：降低农田中化肥氮损失、提高氮肥利用率途径：适宜施氮量，避免盲目过量施氮氮肥深施、早作上表施氮肥(特别是尿素）立即适量灌水、前氮后移使用改性氮肥，延长肥效利用作物与微生物共生固氮,2020/5/16,17,参考