1、土壤氮素转化,2019/3/15,2,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,2019/3/15,3,1. 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:1.5-10.5 kg/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。,2019/3/15,4,2. 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
2、有机氮3050%。 无机态氮 铵态氮(NH4+); 硝态氮(NO3-); 亚硝态氮(NO2-)。,2019/3/15,5,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 。,2019/3/15,6,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
3、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。,2019/3/15,7,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,2019/3/15,8,3. 土壤中氮素的转
4、化,2019/3/15,9,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,2019/3/15,10,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 + O2 RCH2COOH + NH3 + 能量,酶,氨化微生物,2019/3/15,11,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
5、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。,2019/3/15,12,土壤氮素损失 反硝化(生物脱氮过程),过程:,2019/3/15,13,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 3HNO2 HNO3 + 2NO + H2O 条件:酸性愈强,分解愈快。,土壤氮素损失 化学脱氮过程,2019/3/15,14,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
6、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,2019/3/15,16,4.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,2019/3/15,17,参考文献,植物营养学中国农业大学出版社,胡霭堂主编, 土壤学中国农业出版社吕贻忠主编,朱兆良,中国土壤氮素研究. 土壤学报. 2008:45(5),2019/3/15,18,谢谢!,