氮在土壤中的迁移转化
氮在土壤中的迁移转化
氮在土壤中的迁移转化(一)植物对土壤中氮的汲取植物从土壤中汲取氮的过程很复杂，就形态而言多为铵态氮和硝态氮。
普通旱作土壤中硝态氮比铵态氮浓度高，简单通过质流而蔓延到根部，因此硝态氮(NO3--N)是旱地植物养分主要的氮源之一；而对于水田，如种植水稻的水稻土其氮养分主要是铵态氮(NH4+-N)。
(1)硝态氮植物汲取NO3-量高，且为主动汲取；土壤pH 低时更易汲取NO3-，而NH4+可与之竟争削减植物汲取NO3-。
植物施用大量NO3-时，体内合成的有机阴离子数量增强，无机阳离子Ca2+、Mg2+和K+的堆积也相应增强，从而促使根际的pH升高。
(2)铵态氮 NH4+是植物一种抱负的氮源，在蛋白质合成中若利用NH4+则比NO3-更为节能。
NO3-结合进蛋白质以前必需还原，这是一种消耗能量的过程，还原1分子NO3-需2分子NADH(二磷酸吡啶核苷酸)，而且NH4+在上壤中既不易淋失，也不易发生反硝化作用，损失较少。
当pH为7时，植物汲取NH4+较多，酸度增强则汲取量降低。
根汲取NH4+后，植物组织中无机阳离子Ca2+，Mg2+和K+浓度下降，而无机阴离子PO43-，SO42-和Cl-浓度增强，从而促使根际pH下降。
无论是根际pH升高或下降对根际中营养有效性、生物活性以及污染物的行为都有重要影响。
(二)土壤中氮素转化的重要过程 1．土壤无机氮的微生物固持和有机氮的矿化土壤无机氮的微生物固持，是指进入土壤的或土壤中原有的NH4+和NO3-被微生物转化成微生物体的有机氮。
它不同于土壤的NH4+的矿物固定，也不同于NH4+和NO3-被高等植物的同化。
土壤有机氮的矿化，是指土壤中原有的或进入到土壤中的有机肥和动植物残体中的有机氮被微生物分解改变为氨，因此，这一过程又叫氨化过程。
有机氮的矿化和矿质氮的微生物固持是土壤中同时举行的两个方向相反的过程，这两者的相对强弱受到许多因素，特殊是可供微生物利用的有机碳化物(即能源物质)的种类和数量的影响。
4.1污染物在土壤中的迁移转化
第四章土壤环境化学——污染物在土壤中的迁移转化本节内容要点：土壤污染源、主要污染物，氮和磷的污染及其迁移转化，土壤的重金属污染及其迁移转化，土壤的农药污染及其迁移转化，土壤中温室气体的释放、吸收及传输等。
人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象即为土壤污染。
土壤与水体和大气环境有诸多不同，它在位置上较水体和大气相对稳定，污染物易于集聚，故有人认为土壤是污染物的“汇”。
污染物可通过各种途径进入土壤。
若进入污染物的量在土壤自净能力范围内，仍可维持正常生态循环。
土壤污染与净化是两个相互对立又同时存在的过程。
如果人类活动产生的污染物进入土壤的数量与速度超过净化速度，造成污染物在土壤中持续累积，表现出不良的生态效应和环境效应，最终导致土壤正常功能的失调，土壤质量下降，影响作物的生长发育，作物的产量和质量下降，即发生了土壤污染。
土壤污染可从以下两个方面来判别：(1)地下水是否受到污染；(2)作物生长是否受到影响。
土壤受到污染后，不仅会影响植物生长，同时会影响土壤内部生物群的变化与物质的转化，即产生不良的生态效应。
土壤污染物会随地表径流而进入河、湖，当这种径流中的污染物浓度较高时，会污染地表水。
例如，土壤中过多的N、P，一些有机磷农药和部分有机氯农药、酚和氰的淋溶迁移常造成地表水污染。
因此，污染物进入土壤后有可能对地表水、地下水造成次生污染。
土壤污染物还可通过土壤植物系统，经由食物链最终影响人类的健康。
如日本的“痛痛病”就是土壤污染间接危害人类健康的一个典型例子。
1）土壤污染源土壤污染源可分为人为污染源和自然污染源。
人为污染源：土壤污染物主要是工业和城市的废水和固体废物、农药和化肥、牲畜排泄物、生物残体及大气沉降物等。
污水灌溉或污泥作为肥料使用，常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。
工业及城市固体废弃物任意堆放，引起其中有害物的淋溶、释放，也可导致土壤及地下水的污染。
现代农业大量使用农药和化肥，也可造成土壤污染。
土壤中营养元素的迁移与富集规律分析
土壤中营养元素的迁移与富集规律分析土壤中的营养元素是农作物生长与发育的必要元素，其中包括氮、磷、钾等主要元素，以及镁、铁、锌、硫等微量元素。
这些元素在土壤中的迁移与富集规律对于增加农作物产量和促进农业可持续发展具有重要的意义。
一、营养元素的迁移规律营养元素在土壤中迁移的过程一般是有序、动态的。
其中，氮元素比较容易被土壤微生物分解和转化，形成氨态氮、硝态氮、有机氮等形式，从而影响植物的吸收和利用。
磷元素则会被土壤中的铁、铝等元素离子吸附，导致无法有效吸收利用。
钾元素则较易迁移，但会随着土壤中的微生物代谢和植物吸收而逐渐消耗减少。
二、营养元素的富集规律土壤中的营养元素富集主要是通过植物根系的吸收和微生物的代谢作用。
植物通过根系吸收土壤中的营养元素，转化成植物体内的有机物，同时也随着植物的死亡、腐烂而释放到土壤中，在未来的植物生长周期中可能再次被利用。
微生物则会利用营养元素进行代谢作用，形成有机质和微生物体内的代谢产物，对土壤的肥力贡献有一定的作用。
三、影响营养元素迁移与富集的因素1、土壤类型：不同类型的土壤对于营养元素的迁移与富集规律有一定的影响。
例如，砂质土壤对于氮、磷、钾等元素的保水能力较差，利用效率也相对较低。
2、施肥措施：不同施肥措施对营养元素迁移与富集的影响也有所差异。
过量施肥不仅会导致养分浪费，还会导致土壤污染和生态环境破坏。
3、土壤pH值：土壤pH值的不同也会影响营养元素的迁移与富集规律。
例如，土壤酸化会导致铝、锰等元素溶解，影响作物生长和产量。
四、优化营养元素的迁移与富集规律1、合理施肥：制定科学的施肥策略，根据作物品种、生长期等不同条件施用不同类型的肥料，避免过量施肥和养分浪费。
2、加强土壤管理：保持土壤肥力，加强培肥措施，在保证作物生长和发育的同时，促进土壤有机质的积累和微生物的生长繁殖。
3、调节土壤pH值：通过加入石灰等中和性物质，调节土壤的pH值，促进有机物的降解和营养元素的释放。
土壤中氮素转化过程
土壤中氮素转化过程一、引言土壤是生态系统中不可或缺的组成部分，其中氮素是植物生长的重要营养元素。
土壤中氮素的转化过程对于植物生长和环境保护都有着重要的意义。
本文将介绍土壤中氮素的转化过程，包括氮素的来源、转化类型及影响因素等内容。
二、氮素来源1. 大气沉降：大气中含有大量的氨、硝酸和亚硝酸等形式的氮，这些化合物通过降水或干沉降进入土壤。
2. 水体输入：水体中含有大量的溶解性无机氮，如亚硝酸盐、硝酸盐等，这些溶解性无机氮进入土壤后被微生物利用。
3. 土壤内源：土壤微生物通过分解有机质产生的尿素、蛋白质等产物也可以成为土壤内源性氮源。
三、氮素转化类型1. 氨化作用：在缺氧条件下，一些细菌可以将有机质分解产生出来的胺基团还原为NH4+离子，这个过程就是氨化作用。
2. 硝化作用：在氧气充足的条件下，一些细菌可以将NH4+离子氧化成NO2-、NO3-离子，这个过程就是硝化作用。
3. 反硝化作用：在缺氧条件下，一些细菌可以利用土壤中的NO3-和NO2-离子还原为N2O和N2等气体，这个过程就是反硝化作用。
4. 氮固定作用：一些微生物可以将大气中的N2分子转化为NH4+或者其他有机氮形式，这个过程就是氮固定作用。
四、影响因素1. 温度：土壤中微生物的活性与温度密切相关，适宜的温度能够促进微生物代谢活动，从而促进转化过程。
2. 水分：水分对于土壤中微生物代谢活动具有重要影响。
适宜的水分能够提供充足的水分环境，从而促进转化过程。
3. 土壤pH值：不同类型的细菌对于不同pH值具有不同的适应性。
土壤pH值对于细菌群落结构和数量都有着重要的影响。
4. 有机质含量：土壤中的有机质含量可以提供细菌生长所需的营养物质，从而促进转化过程。
五、结论土壤中氮素转化过程是一个复杂的生态系统过程，其中包括氮素来源、转化类型及影响因素等内容。
了解这些内容可以更好地理解土壤中氮素的转化过程，为合理利用土壤资源和环境保护提供科学依据。
土壤中氮素转化过程及植物吸收方式
土壤中氮素转化过程及植物吸收方式土壤中的氮素转化过程及植物吸收方式是农业和植物生长中非常重要的一个环节。
氮素在土壤中的循环和转化，对于植物的生长发育以及农田生态系统的稳定性具有重要影响。
下面将详细介绍土壤中氮素转化的过程以及植物吸收氮素的方式。
一、土壤中氮素转化的过程1.氮固定：氮气(N2)通过闪电放电、细菌或蓝藻的作用转化为氨(NH3)、亚硝酸盐(NO2-)或硝酸盐(NO3-)。
这个过程主要发生在土壤中的根际区、豆科植物的根瘤以及水生植物的根系中。
2.脱氮：土壤中的一些细菌能够利用有机物质作为能源，通过对有机氮的分解而释放氨气(NH3)。
此外，土壤中的硝酸盐还可以通过反硝化作用还原为氨气。
3.氨氧化：土壤中的一些细菌（如氨氧化细菌）能将氨氧化为亚硝酸盐，这是一种氧化反应。
亚硝酸盐还可以进一步氧化为硝酸盐，这是另一种氧化反应。
这两个反应过程被称为氨氧化和亚硝酸盐氧化。
4.类硝化：一些细菌能够将有机氮（如氨、蛋白质）氧化为亚硝酸盐或硝酸盐。
这种氧化反应也被称为类硝化。
5.氮素沉积：氮气经大气中的物理和化学作用沉积到土壤中，形成可用于植物吸收的硝酸盐和铵盐。
二、植物吸收氮素的方式植物吸收土壤中的氮素主要发生在根系中，有以下几种方式：1.根系吸收硝态氮：植物的根细胞通过氮素转运蛋白将土壤中的硝酸盐转运到根内。
硝态氮进入根系后，一部分被还原为氨，然后转运到植物体内参与氨基酸、蛋白质和其他氮化合物的合成。
2.根系吸收铵态氮：植物根系能通过氨离子转运蛋白直接吸收土壤中的铵盐。
铵态氮进入植物体内后，一部分被转化为氨基酸，另一部分直接用于合成其他氮化合物。
3.根际微生物共生吸收：植物根际与一些细菌、真菌共生，这些共生微生物能够吸收土壤中的氮素，并将其转化为可供植物利用的形式。
植物通过与这些微生物共生，间接获取了土壤中的氮素。
总结：土壤中氮素转化的过程包括氮固定、脱氮、氨氧化、类硝化和氮素沉积等，这些过程通过细菌、蓝藻、有机物质的分解等途径进行。
植物中氮的转运形式
植物中氮的转运形式氮元素是植物生长发育过程中的重要营养元素，参与形成植物生长的蛋白质、叶绿素、核酸等重要有机物分子。
植物中氮的转运形式对于植物的生长及发育至关重要。
在植物体内，氮元素经历了一系列复杂的转运与代谢过程才能被植物有效地吸收和利用。
植物体内的氮源主要来自土壤中的无机氮和有机氮。
植物通过根系吸收土壤中的硝酸盐、铵盐等无机氮源，并将其转运至地上部分。
在土壤中，氮元素的有效性主要取决于土壤中氮的形态和数量。
硝酸盐和铵盐是植物主要的氮源，它们通过植物根系的主动吸收或者微生物的共生转化被植物有效地利用。
氮元素在植物体内的转运主要通过根系和茎叶来完成。
在根系中，氮元素主要以离子形式被吸收，然后通过根系的内部运输通道被转运至地上部分。
茎叶中的氮元素主要以有机形式存在，主要以蛋白质或核酸等形式存在。
在叶片中，氮元素通过叶绿体和质体等细胞器进行代谢转化，最终形成植物所需的有机物质。
氮元素的转运与代谢不仅在植物生长发育过程中起着重要作用，同时也对土壤生态系统的氮循环及植物与微生物间的相互作用起着重要影响。
植物通过根系的吸收和茎叶的转运，将土壤中的氮元素有效地吸收并转运至各个部位，从而保证了植物的正常生长发育。
在氮的代谢过程中，植物通过各种酶的参与，将无机氮源转化为有机氮源，为植物体提供了必需的营养元素。
氮元素的转运形式对于植物生长发育过程中的一系列生理生化反应起着至关重要的作用。
不同类型的氮元素会通过不同的转运途径被植物有效地吸收和利用。
硝酸盐和铵盐是植物的两种主要氮源，它们的吸收和转运途径也有所不同。
硝酸盐主要通过根系的主动吸收被植物有效地吸收，而铵盐则主要通过微生物的共生转化被植物吸收。
这些不同的转运途径为植物提供了多样的氮元素来源，保证了植物对氮元素的充分利用。
在氮元素的代谢过程中，植物通过各种酶的参与，将氮源转化为氨基酸、蛋白质、核酸等有机物质，为植物提供了必需的营养元素。
氮元素的代谢如同一把钥匙，开启了植物体内众多生理过程的闸门，保证了植物正常生长发育。
氨氮在土壤中的迁移转化及对人体健康影响的研究
氨氮在土壤中的迁移转化及对人体健康影响的研究摘要：本文根据目前国内水资源现状，引出氮肥施用过程中氮素的迁移转化过程。
氮肥进入土壤后经过化学、微生物作用后转化为对土壤、地下水、大气等的有害物质。
进而根据国内对氮肥污染的研究现状提出合理使用氮素肥料，防止其对环境的危害。
关键词：氨氮硝酸盐氮地下水引言氮肥的过量施用是环境污染的重要因素之一。
NO3--N在土壤中的积累与淋失已造成地下水与地表水不同程度的污染，因此已有许多淡水资源不能被人类饮用能被人类饮用。
造成我国地下水污染的主要原因之一是氮肥施用。
我国氮肥的主要品种是碳酸氢铵，占氮肥总量的58% ，其次是氨水，另外还有为数不多的尿素、硫铵等。
铵态氮肥中氨的挥发是氮肥损失和引起污染的重要途径.氮肥施入土壤后，被作物吸收利用的只占其施入量的30%～40%，剩余部分经各种途径损失于环境中。
因此研究氨氮在土壤中的迁移转化，有助于更好控制解决其对环境的污染。
1氮肥在土壤中的迁移转化规律及对环境的危害氮肥进入土壤后，首先会在土壤表层吸附，包括土壤颗粒和土壤胶体对氨氮的吸附，取决于土壤颗粒的大小和组成，土壤胶体对氨离子的吸附取决于胶体组成和表面特性。
NH4+-N在土壤中的吸附和转化能力很强，迁移深度较小。
在弱透水层NH4+-N的强烈吸附，是土壤表面强烈的离子交换与表面吸附共同作用的结果。
在这层由于土壤颗粒巨大的表面积，基本可达NH4+-N的去除，去除率达98%。
在此弱透水层的强大阻截作用下，流出液中的氨氮在相当一段时间内处于较低水平，对地下水起到一定的保护作用[1]。
氮素肥料经过弱透水层之后，土壤中的生物作用加强，弱透水层吸附剩余氨氮进行转化。
有氧条件下，氨氮进行硝化作用，硝化作用是微生物在有氧条件下将氨氮转化为硝酸盐氮的过程。
但硝态氮比氨氮更容易淋失进入地下水，对地下水造成不同程度的污染。
淋失深度随土壤条件不同而不同，土壤质地越重，硝态氮淋失深度就越小[2]。
无氧条件下，硝态氮在反硝化菌作用下进行反硝化，其产物N2O引起温室效应。
土壤中氮素转化过程及植物吸收方式(土壤部分)
土壤中氮素转化过程及植物吸收方式我国耕地土壤全氮含量为 0.04～0.35％之间，且土壤有机质含量呈正相关。
其氮 素来源包括：生物固氮、降水、农业灌溉和施肥等，而目前肥料是农田土壤氮肥 的主要来源。
下面就从土壤中氮素的主要表现形态和转化过程等进行详细的介绍：一) 土壤中氮素的主要形态注明：其中无机氮包括：铵态氮(NH 4+ — N)、硝态氮(NO 3- — N)、亚硝态氮(NO 2- — N)三种主要形态。
一般情况下，土壤中存在的主要是有机态氮，占土壤总氮的 90~98%。
水溶性速效氮源 < 全氮的 5% 包括游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物等 有机氮水解性 缓效氮源 占 50～70% 包括蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类 (>98%) 非水解性 难利用占 30～ 50% 包括杂环态氮、缩胺类 土壤溶液中土壤胶体吸附(1～2％) 固定态 2：1 型粘土矿物固定离子态 无机氮 吸附态二）土壤中氮素的转化过程1.有机态氮的转化土壤中的有机态氮是较复杂的有机化合物，必须要经过各种矿化过程，变为易溶的形态，才能发挥作物营养的功能。
它的矿化量和矿化速率就成为决定土壤供氮能力的极其重要的因素。
土壤有机氮的矿化过程是包括许多过程在内的复杂过程。
①水解过程蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶的作用下，逐步分解为各种氨基酸。
②氨化过程氨基酸在多种微生物作用下分解成氨的过程称为氨化过程。
如：RCH2OH＋ NH3＋ CO2＋能量—水解—→ RCHNH2COOH＋H2O RCHOHCOOH＋NH3＋能量—氧化—→RCHNH2COOH＋ O2 RCOOH＋ NH3 ＋ CO2＋能量——还原—→RCHNH2COOH＋H2由此可见，氨化作用可在多种多样条件下进行。
无论水田、旱田，只要微生物活动旺盛，氨化作用都可以进行。
氨化作用产生的铵态氮能被植物和微生物吸收利用，是农作物的优良氮素营养。
未被作物吸收利用的铵，可被土壤胶体吸收保存。
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氮在土壤中的迁移转化(一)植物对土壤中氮的汲取植物从土壤中汲取氮的过程很复杂，就形态而言多为铵态氮和硝态氮。
普通旱作土壤中硝态氮比铵态氮浓度高，简单通过质流而蔓延到根部，因此硝态氮(NO3--N)是旱地植物养分主要的氮源之一；而对于水田，如种植水稻的水稻土其氮养分主要是铵态氮(NH4+-N)。
(1)硝态氮植物汲取NO3-量高，且为主动汲取；土壤pH 低时更易汲取NO3-，而NH4+可与之竟争削减植物汲取NO3-。
植物施用大量NO3-时，体内合成的有机阴离子数量增强，无机阳离子Ca2+、Mg2+和K+的堆积也相应增强，从而促使根际的pH升高。
(2)铵态氮 NH4+是植物一种抱负的氮源，在蛋白质合成中若利用NH4+则比NO3-更为节能。
NO3-结合进蛋白质以前必需还原，这是一种消耗能量的过程，还原1分子NO3-需2分子NADH(二磷酸吡啶核苷酸)，而且NH4+在上壤中既不易淋失，也不易发生反硝化作用，损失较少。
当pH为7时，植物汲取NH4+较多，酸度增强则汲取量降低。
根汲取NH4+后，植物组织中无机阳离子Ca2+，Mg2+和K+浓度下降，而无机阴离子PO43-，SO42-和Cl-浓度增强，从而促使根际pH下降。
无论是根际pH升高或下降对根际中营养有效性、生物活性以及污染物的行为都有重要影响。
(二)土壤中氮素转化的重要过程 1．土壤无机氮的微生物固持和有机氮的矿化土壤无机氮的微生物固持，是指进入土壤的或土壤中原有的NH4+和NO3-被微生物转化成微生物体的有机氮。
它不同于土壤的NH4+的矿物固定，也不同于NH4+和NO3-被高等植物的同化。
土壤有机氮的矿化，是指土壤中原有的或进入到土壤中的有机肥和动植物残体中的有机氮被微生物分解改变为氨，因此，这一过程又叫氨化过程。
有机氮的矿化和矿质氮的微生物固持是土壤中同时举行的两个方向相反的过程，这两者的相对强弱受到许多因素，特殊是可供微生物利用的有机碳化物(即能源物质)的种类和数量的影响。
当土壤中易分解的能源物质过量存在时，矿质氮的生物固持作用就大于有机氮的矿化作用，表现为矿质氮的净生物固持(朱兆良等2002)。
惟独在矿化作用大于固持作用时，才干有多余的无机氮化物供应植物养分，这主要取决于环境中有机碳和氮的比率(C/N)。
有机物质的C/N比对氨化的影响很大；C/N比小的有机物质氨化较快；C/N比大的有机物质氨化则较缓慢，此时若添加适量的无机氮，能加速氨化的举行。
土壤氮库事实上是以有机氮为主体的，不包括土壤矿物固定态铵在内的土壤有机氮库的组成及互相作用(Stevenson 1986)。
有机残体腐解及其矿化放出无机氮(NH3和NO3-)，被微生物利用结合到微生物体，构成土壤微生物生物量。
一部分微生物生物量氮在死亡后可进一步改变为无机氮和较稳定的有机氮，后者可通过腐殖化过程进一步改变成稳定的腐殖物质。
土壤中有机氮化合物的矿化作用主要分两个阶段，第一阶段先把复杂的含氮有机化合物(腐殖质、和核酸等)经多种微生物酶的作用逐级分解成容易的氨基化合物，称之为氨基化阶段，其作用过程可以用下式表示：含氮有机化合物→R-NH2+CO2＋能量＋其他中间产物 (3-5) 其次阶段是在微生物作用下各种容易的氨基化合物分解成氨，称为氨化阶段或氨化作用。
氨化作用可以用下式表示： 2．硝化作用硝化作用是微生物在好气条件下将铵氧化为或，或者是由微生物导致的氧化态氮增多的过程，自养和异养微生物均可参加此过程(徐华等2002)。
化能自养硝化细菌是硝化作用的主要作用者，它利用CO2、碳酸或重碳酸作为碳源并从NH4+的氧化中获得能量： NH4++2O2→NO3-+2H+H2O+能量 (3-7) 其中NH4+来自土壤有机质的矿化及施肥。
硝化作用分两步举行，第一步主要由亚硝酸细菌将氨氧化为NO2-，中间过渡产物为NH2OH，总的反应式如下：NH3+OH-+O2→NO2-＋H2O+2H+△G＝-361.7 kJ (3-8) 其次步由硝酸细菌将NO2氧化为NO3-； NO2-＋H2O→NO3-+2H+ 2H++1/2O2→H2O△G=-74.5kJ (3-9) 与NH4+ N一样，硝化作用形成的NO3--N也是植物简单汲取的氮素，但后者易于淋失而进入地下水；同时，硝化过程可能生成N2O，它具有破坏臭氧层的作用。
然而，目前对硝化过程产生N2O的机制向来还在争辩之中，有两个过程可能与硝化作用形成N2O 有关：①铵氧化细菌在O2缺乏的状况下利用NO2-作为电子受体从而产生N2O；②介于NH4+与NO2之间的中间体或者NO2-本身能化学分解为N2O。
异养有机体利用有机物质作为碳源和能量来源，它们能从氧化NHT或有机氮化合物中获得部分能量。
真菌是最重要的异养微生物。
异养微生物对有机、无机氮的氧化可能有如下途径(Killham 1986)：有机N: RNH2→RNHOH→RNO→RNO2→NO3- (3-10) 无机： NH4+→NH2OH →NOH→NO2-→NO3- (3-11) 与自养硝化相比，异养硝化的作用常被认为是微乎其微的，并且被认为仅仅惟独在试验室举行讨论的意义。
然而，Kuenen等(1988)发觉一种异养硝化细菌亦可以举行反硝化，并可能产生相当数量的N2O。
另一方面在一定的条件下异养硝化的重要性也会超过自养硝化，例如土壤pH低时似乎是严峻影响自养硝化的因素，在微生物以真菌为主的酸性针叶林土壤中，硝化作用可能是异养型的。
硝化作用受多种因素的影响，主要包括酸度、通气性、湿度、温度和有机质等。
在排水良好的中性或微酸性土壤中，NO2氧化成NO3-的速率常大于NHA改变为NO2的速率，形成NO2的速率等于或快于形成NH4的速率，因此，土壤中易于堆积。
湿度(水分)的大小会影响土壤的通气性进而也影响硝化作用，土壤水分为最大持水量的50％～60％时，硝化作用最旺盛。
温度对硝化作用的影响更大，最适温度为30～35℃；通常，土壤温度在5℃以下和40℃以上时，硝化作用就受到抑制(李良漠等1987)。
土壤硝化作用旺盛，土壤中NH4+转化为易自由移动的NO3-随水流失，这不仅造成植物有效营养的损失，而且可能造成地表和地下水的污染。
3．反硝化作用土壤中的反硝化作用，包括生物的和化学的反硝化作用，但生物反硝化是主要的。
(1)生物反硝化生物反硝化作用是在厌氧条件下，由兼性好氧的异氧微生物利用同一个呼吸电子传递系统，以NO3-作为电子受体，将其逐步还原成N2的异化过程。
反硝化作用生化过程的通式可用下式表示： 2NO3-→2NNO2-→2NO→N2O→N2 (3-12) 生物反硝化作用由反硝化细菌举行。
土壤中已知的能举行反硝化作用的微生物种类有24个属，绝大多数是异养型细菌，亦有少数是自养型。
由反硝化微生物引起的反硝化过程是由反硝化微生物分泌的酶体系来催化的(朱兆良等2002)。
反硝化产物的种类和数量由土壤本身理化性质和微生物特性打算。
土壤通气性、水分含量、土壤有效氮含量、土壤有机质和土壤pH等都影响土壤的反硝化作用及N2O 排放，其中缺乏易分解有机质是限制嫌气土壤反硝化的主要因素。
普通增强土壤NO3-含量能提高反硝化速率。
总之，在土壤的氮素转化过程中，矿化作用和硝化作用是使土壤有机氮转化为有效氮的过程，而反硝化作用是使土壤有效氮遭遇损失的过程。
(2)化学反硝化化学反硝化作用是NO3-或NO2-被化学还原剂还原为N2 或氮氧化物的过程。
在大多数土壤中，NO2-通过硝化细菌氧化为NO3-的速率比NH4+通过亚硝化细菌氧化为NO2-的速率快，因而通常很难检测出NO2-。
但当大量施用NH3或NH4+态氮肥(如液态氨、碳铵和尿素等)，使局部土壤呈强碱性时，常导致NO2-的大量堆积，后者易通过化学反应，生成氮气而损失。
化学反硝化作用反应方式可能有4种(中国农业百科全书编委会1996)： 1) NO2-与胡敏酸或富啡酸反应，生成N2和N2O； 2) NO2-与氨基酸反应，生成氮气： RNH2＋HNO2→ROH+H3O+N2 (3-13) 3) NO2-与NH3反应，生成亚硝酸铵，再复分解成氮气： NH3＋HNO2→NH4NO2→2H2O+N2 (3-14) 4) NO2通过化学歧化作用，改变为NO3-和NO: 3HNO2→HNO3＋H2O+2NO (3-15) 而NO与O2反应，形成： 2NO+O2→2NO2 (3-16) 干燥的土壤条件特殊有利于NO2转化为氮气，有利于NO和NO2逸失到大气中。
化学反硝化生成的含氮气体中绝大部分为NO，N2O所占的比例很小，其生成的N2O量也远少于硝化过程或反硝化过程形成的N2O 量。
4.按(NH4+)的矿物固定和释放在2：1型黏粒矿物的膨胀性晶格中，层间的阳离子(Ca2+、Mg2+和Na+)被NH4+取代后，可引起铵的固定。
被吸附的NH4+简单脱去水化膜，进入黏粒矿物层间表面由氧原子形成的六角形孔穴中，当NH4+离子进入层间的孔穴后，因为环境条件的变幻，可导致黏粒矿物晶层的收缩，使NH4+固定。
不同土壤对铵的固定能力不同，与下列因子有关： 1)土壤赫粒矿物类型蛭石对NH4+的固定能力最强，第二是水云母，蒙皂石较小；高岭石为1：1型黏粒矿物，基本上不固定铵； 2)土壤质地普通随黏粒含量的增强而增强；在土壤剖面中，表土的固铵能力较心土和底土为低； 3)土壤中钾的状态当晶层间为K+所饱和时，会影响NH4+的进入，铵的固定大大削减。
许多土壤可能因种植作物携出部分K+而使固铵能力增强。
施用钾肥对NH4+的固定有一定影响； 4)铵的浓度土壤中铵的固定量随铵态氮施用量的增强而增强，但施入NH4+的固定率随施用量增强而削减。
铵的固定过程虽能持续一段时光，但多在几小时内完成； 5)水分条件施NH4+后土壤变干时，可增强铵的固定率和固定量。
蛭石和水云母在大多数条件下能固定NH4+，但蒙皂石必需在干旱时才干固定铵。
干湿交替可能促进土壤铵的固定作用；土壤结冻和解冻可能与千湿交替的作用相像；6)土壤pH 土壤酸度和NH4+固定能力之间的关系尚未绝对。
但随着pH 的增强，例如通过施用石灰，铵的固定趋向于稍微增强。
强酸性土壤(pH 5.5)普通固定的NH4+很少。
施用铵态氮肥后所形成的土壤“新固定态铵”，其有效性较高；而土壤中“原有固定态铵”的有效性则很低，能释放出来的数量很少。
5．淋失以NO3-淋失为主，但在砂质土壤中也可能有NH4+淋失。
在作物密植且不施肥或施肥较少的土壤中，氮的淋失很少，由于土壤中的NO3-含量较低，易被作物汲取和利用。
在潮湿和半潮湿地区的土壤中，氮的淋失较多；在半干旱地区，很少NO3-淋失；而在干旱地区，除砂质土壤外，儿无淋失。
淋失与地表笼罩有关。