土壤氮素循环韩传晓.ppt

土壤氮素循环 报告人：韩传晓（210101011） 指导教师：房增国 教授 目录 一、土壤氮素含量与分布 二、土壤中氮的存在形态 三、土壤氮的供应和有效性 四、土壤氮素有效性指标 五、土壤中氮素的转化 六、土壤氮素平衡 一、土壤氮素含量与分布 自然土壤中氮素的含量分布有明显的地带性，与自然条件特别是气候条件相关。耕地土壤的氮素含量受人为因素的强烈影响。 土壤中氮的含量范围为：0.02-0.5%, 表层土壤和心、底土的含量相差很大。一般耕地土壤有机质和氮素含量自亚表层以下锐减。 一、土壤氮素含量与分布 例，在太湖平原，黏壤质中性潴育性水稻土的有机质和氮素含量分别为25.8g/kg和1.59g/kg，而质地较轻粗的石灰性的潴育性水稻土仅分别为19.2g/kg和1.16g/kg。 二、土壤中氮的存在形态 (1)无机态氮 土壤中的无机态氮占的比例虽小，却是植物氮营养的直接形态，意义特别重要。目前我国氮肥施用也以无机态氮为主。 无机态氮包括固定态铵、交换性铵（包括土壤溶液中铵）硝态氮、亚硝态氮、氮氧化物和氮气，在土壤中占全氮的比例变幅较大，一般在2－8％。 二、土壤中氮的存在形态 (2)有机态氮 土壤中的氮绝大部分以有机态存在，一般占92－98％。土壤中含氮有机物主要来自植物残体、根分泌物以及微生物躯体。土壤氮的组成复杂，总体上与一般生物体中的含氮化合物类似，有蛋白质（氨基酸）、核酸、氨基糖、生物碱、磷脂、胺、维生素、抗生素、叶绿素及腐殖质等。腐殖质是土壤中特殊的含氮有机物，占土壤有机物总量的85％以上，其含氮量在3－5％。 三、土壤氮的供应和有效性 1、土壤的供氮量 土壤供氮量是指在一季作物生长期间，土壤向作物提供的速效氮总量。在实际测定中，以不施氮肥区作物成熟时所吸收的氮量与土壤中残留的速效氮量之和计量。 三、土壤氮的供应和有效性 2、土壤供氮过程 作物对养分的吸收，和养分的化学形态和其在土壤中移动性相关。养分从土壤到达植物根面，取决于养分的移动和根系的伸展。旱作时，土壤矿质氮以硝态氮为主，移动性大，土壤氮素的供应范围较大。而水稻季节，土壤氮素供应以耕层土壤为主，但耕层以下土壤也有一定的贡献。 四、土壤氮素有效性指标 土壤的有效氮是指能为当季作物利用的氮，一般而言是指硝态氮和氨态氮。 由于微生物的参与，有机氮又可不断地为微生物分解而产生无机态氮，使有效氮的概念变得复杂。土壤有机态氮具有潜在的供氮能力，特别是其中易分解的部分，是潜在的有效氮潜在的有效氮与难分解的有机氮又无明显的界限。 五、土壤中氮素的转化 土壤中的氮在各种驱动力下不断转化。被研究较多的有：有机态氮的矿化（氨化作用）、矿质氮的生物固定、硝化、反硝化、铵的固定、吸持、释放、氨挥发、生物固氮等。 五、土壤中氮素的转化 矿化作用与生物固持 矿化过程中最先产生的无机氮以氨态氮为主。从复杂的有机物转化为无机氮，需经过复杂的生物、生化和化学过程，反应之初主要由微生物参与。 能进行氨化作用的细菌统称为氨化细菌。影响氨化细菌活性的外界条件都对氨化作用产生影响，如温度、湿度、pH、氧分压等。 此外，矿化量和过程受土壤有机质的类型、结构、结合方式和施肥机植物生长等的影响。 五、土壤中氮素的转化 2. 硝化作用 从氨态氮转化为硝态氮的氧化过程总称为硝化作用。一般认为土壤中的硝化作用主要是由微生物进行的，非生物的硝化过程即使存在，其份额将很小。 硝化作用一般由好气自养细菌完成，其硝化过程分为两个阶段。第一阶段由亚硝化细菌把氨态氮氧化为亚硝态氮，需经一系列的中间过程，其细节尚未明晰。第二阶段由硝化细菌把亚硝酸盐氧化为硝酸盐，可能是简单的脱氢过程。在通气不足的条件下，第二阶段反应受抑制，可能产生亚硝酸盐的积累，或由亚硝态氮还原为氮气。 五、土壤中氮素的转化 3. 反硝化作用 反硝化作用主要也通过微生物进行，将硝态氮分步还原。 反硝化是土壤微生物利用硝酸根作为电子受体的获得能量的自然过程，在厌氧条件下易于进行。 化学反硝化作用研究较少，也远不如生物反硝化重要。 研究认为反硝化作用是单电子传递的硝态氮逐步还原过程，氧化亚氮或氮气为产物。 五、土壤中氮素的转化 4. 生物固氮 在地壳表面，广泛分布着具固氮作用的微生物和由微生物与植物所组成的各种类型的固氮体系，形成庞大的生物固氮网。 就全球而言，农产品收获从土壤带走的氮，