土壤 无机氮 氮矿化与分解
土壤微生物分解氮素
土壤微生物分解氮素
土壤微生物是土壤中重要的生物群体之一，它们在土壤中扮演着分解有机物质、循环养分、维持土壤生态平衡等重要角色。
在土壤中，氮素是植物生长所必需的营养元素之一，但植物无法直接吸收氮气，需要通过土壤中微生物的作用将氮气转化为植物可吸收的形式。
土壤微生物分解氮素的过程可以分为两个阶段：氮化和硝化。
氮化是指将有机氮转化为铵态氮的过程，主要由一些硝化细菌和硝化古菌来完成。
这些微生物通过分解有机物质或利用氨、尿素等化合物，将氮转化为铵态氮。
在铵态氮的基础上，硝化细菌和硝化古菌再将其转化为硝态氮，这个过程被称为硝化。
硝态氮是植物最主要的氮源之一，植物可以通过根系吸收硝态氮，用于生长和发育。
总之，土壤微生物在土壤中的活动对于氮素的循环和植物生长都具有重要的影响。
合理的土地管理和农业生产方式可以促进土壤微生物的发展，提高土壤质量和农产品的产量和品质。
土壤无机氮（铵态氮、硝态氮）时空变化研究现状
土壤无机氮（铵态氮、硝态氮）时空变化研究现状作者：焦亚青来源：《现代盐化工》2022年第01期摘要：为研究无机氮在不同条件下的时空变化情况，以土壤类型、植物群落和土地利用方式为条件，研究了不同情况下的铵态氮、硝态氮时空变化情况。
研究发现，受有机质含量、含水量、温度以及pH的影响，土壤的理化性质和生物活性得到明显改善，使无机氮在土壤中出现明显的时空差异。
近年来，有学者用15N同位素稀释法、室内模拟研究以及冻融模拟实验等方法对无机氮进行研究，但是仍具有局限性。
关键词：土壤;铵态氮;硝态氮;影响因素氮素主要包括有机氮和无机氮，而有机氮素占全氮的90%以上，无机氮素仅占5%以下，但是土壤供给植物的主要物质还是无机氮。
有机氮不能直接被植物吸收，必须在微生物的矿化作用[1]下形成无机氮，才能被植物吸收利用。
之后通过反硝化作用产生温室气体氧化亚氮（N2O）逸散到大气中，对陆地生态系统和全球气候产生影响。
矿化作用是一个极其复杂的过程，土壤中的有机氮素（如蛋白质等）在土壤微生物（如真菌）的作用下，以碳素为能量源，逐渐裂解成简单的氨基化合物，之后土壤中分解的氨转化为铵离子，大部分铵离子在硝化作用下氧化成硝酸盐，这是生态系统氮循环中非常重要的环节[2]。
随着科学研究的深入和技术的进步，铵态氮和硝态氮的研究也成为当前土壤学研究的重点[3]。
就土壤本身而言，由于土壤的物理化学特征不同、有机质以及微生物分布不同，导致氮素转化出现空间变异，使无机氮在土壤中出现空间差异，并且研究发现，铵态氮和硝态氮在一定条件下可以相互转换，在土壤氧气充足的情况下，铵态氮易转化为硝态氮，在土壤厌氧条件下，硝态氮易转化为铵态氮，铵态氮有利于植物生长发育，而硝态氮极易淋失，污染环境[4]。
因此，研究铵态氮和硝态氮在不同条件下的时空变化情况，对农业生产和环境保护都有极其重要的意义。
1 铵态氮、硝态氮在不同条件下的时空变化1.1铵态氮、硝态氮与土壤类型的关系土壤类型是在土壤发生过程的基础上将不同的土壤进行分类以及命名，其概括了不同土壤类型的成土过程及其典型特征。
农田土壤氮矿化研究进展
农田土壤氮矿化探究进展摘要：农田土壤氮矿化是指土壤中有机氮向无机氮的转化过程，是农作物氮素供应的重要来源之一。
本文对农田土壤氮矿化的探究进展进行了综述，包括氮矿化的机制、影响因素、评判方法以及对土壤氮矿化的调控措施等方面的探究进展。
文章旨在为农田土壤氮矿化的科学探究和实践应用提供参考。
一、引言农业生产中，氮素是增进作物生长和提高农产品产量的重要养分之一。
土壤中的氮素主要以有机氮的形式存在，需要经过氮矿化将其转化为可供作物吸纳利用的无机氮。
农田土壤氮矿化的探究不仅有助于揭示农业生产中氮素循环与利用的机制，还可为合理施肥和农田管理提供科学依据。
二、氮矿化的机制农田土壤中氮矿化的机制主要包括微生物活动、土壤酶活性以及土壤的生化过程等。
微生物在土壤中起着重要的作用，它们通过分解有机物质并释放出氨基酸等有机氮物质，从而被微生物转化为无机氮。
此外，土壤酶活性也参与了氮矿化的过程，如脲酶等酶能分解尿素和其他氮源，将其转化为氨。
土壤的生化过程涉及多个环节，包括氮素矿化、铵盐形成、硝化和硝化物的形成等。
三、氮矿化的影响因素氮矿化的过程易受到气候条件、土壤性质、农业经营措施等因素的影响。
气温柔湿度是氮矿化的主要影响因素之一，气温提高和湿度增加有利于土壤中有机氮的分解和转化。
土壤的性质也会影响氮矿化的速率，如土壤含水量、有机质含量、土壤pH值等。
此外，农业经营措施的选择也会影响氮矿化，如不同施肥管理措施对氮矿化的影响。
四、氮矿化的评判方法评判土壤氮矿化的方法主要包括土壤样品的采集与处理、试验室分析以及数据处理与分析等步骤。
土壤样品的采集与处理应结合详尽的探究目标和设计，如接受不同深度和时间点采样。
试验室分析包括测定土壤中的有机质含量、全氮含量以及铵态氮和硝态氮含量等。
数据处理与分析应用适当的统计方法，如方差分析等。
五、土壤氮矿化的调控措施合理的农田管理措施可以增进土壤中有机氮向无机氮的转化，提高氮肥的利用效率。
农田翻耕和遮盖物管理可增加土壤的微生物群落和土壤酶活性，从而增进氮矿化的过程。
土壤中氮的形态和转化
土壤中氮的形态和转化徐斌一、土壤中氮的形态土壤中的氮素形态分无机态及有机态两大类，但以有机态为主，按其溶解度大小和水解难易分为3类：第一，水溶性有机氮；第二，水解性有机氮；第三，非水解性有机态氮；它们在一般酸碱处理下不能水解，但可在各种微生物的作用下逐渐分解矿化。
土壤无机态氮很少，一般表土不超过全氮的1％－2％。
土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮。
它们都是水溶性的，都能直接为植物吸收利用。
铵态氮为阳离子，能为土壤胶体所吸收成为交换性阳离子，但也有一部分在进入粘粒矿物晶架结构中后，被闭蓄于晶层间的孔穴内成为固定态铵。
1.有机态氮按其溶解度大小和水解难易分为3类：第一、水溶性有机氮一般不超过全氮的5％。
它们主要是一些游离的氨基酸、胺盐及酰胺类化合物，分散在土壤溶液中，很容易水解，释放出离子，是植物速效性氮源。
第二、水解性有机氮占全氮总量的50％－70％。
主要是蛋白质多肽和氨基糖等化合物。
用酸碱等处理时能水解成为较简单的易溶性化合物。
第三、非水解性有机态氮占全氮的30％－50％。
它们在一般酸碱处理下不能水解，但可在各种微生物的作用下逐渐分解矿化。
2．无机态氮土壤无机态氮很少，一般表土不超过全氮的1％－2％。
土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮及亚硝态氮。
它们都是水溶性的，都能直接为植物吸收利用。
第一，硝态氮土壤中硝态氮主要来源于施人土壤中的硝态氮肥和微生物的硝化产物。
第二，铵态氮土壤中的铵态氮又分为三种，铵态氮为阳离子，能为土壤胶体所吸收成为交换性阳离子，但也有一部分在进入粘粒矿物晶架结构中后，被闭蓄于晶层间的孔穴内成为固定态铵。
第三，亚硝态氮土壤中的亚硝态氮是硝化作用的中间产物。
二、土壤中氮的转化土壤氮素形态较多，各种形态的氮素处于动态变化之中，不同形态的氮素互相转化，对于有效氮的供应强度和容量有重要意义。
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。
土壤的矿化作用
土壤的矿化作用土壤的矿化作用是指土壤中无机物质向有机物质转化的过程。
在土壤中，有机质是一种重要的组成部分，它对土壤的肥力和生态系统的稳定性起着至关重要的作用。
土壤的矿化作用是有机质分解的一个关键过程，通过此过程，有机物质中的碳、氮、磷等元素被转化为无机形态，使其更容易被植物吸收利用。
土壤中的矿化作用是由土壤中的微生物、动物和化学反应共同完成的。
首先，微生物在土壤中起到了关键的作用。
它们通过分解有机物质释放出能量，这个过程被称为微生物呼吸。
微生物分解有机物质产生的废物包括二氧化碳、水和矿物盐。
这些废物中的矿物盐是无机形态的养分，包括氮、磷、钾等元素，它们可以直接被植物吸收利用。
动物在土壤中起到了搅拌和分解有机物质的作用。
例如，土壤中的蚯蚓通过吞食土壤和有机物质，将其消化成更细小的颗粒，并将其排泄成称为蚯蚓粪便的物质。
这些蚯蚓粪便中的有机物质已经部分分解，更容易被微生物进一步分解和矿化。
化学反应也是土壤矿化作用的重要组成部分。
土壤中的酶和其他化学物质可以催化有机物质的分解和矿化。
例如，土壤中的脲酶可以催化尿素的分解，将其转化为无机形态的氮，供植物吸收。
此外，土壤中的氧化还原反应也可以促进有机物质的分解和矿化。
土壤的矿化作用对农业生产和生态系统的稳定性具有重要影响。
首先，它可以提供植物生长所需的养分。
有机物质经过矿化后，其中的养分可以以无机形态存在，更容易被植物吸收。
这对于土壤肥力的维持和农作物的生长是至关重要的。
土壤的矿化作用可以改善土壤结构。
有机物质的分解和矿化过程可以释放出胶体和黏土颗粒，增加土壤的团聚体含量，改善土壤的通透性和保水性。
这对于提高土壤的肥力和抵抗干旱有很大的帮助。
土壤的矿化作用还可以影响土壤中的有机质含量。
有机质的分解和矿化会使土壤中的有机质含量逐渐降低。
因此，为了维持土壤的肥力和生态系统的稳定性，我们需要进行合理的有机物质补充和管理。
总结起来，土壤的矿化作用是土壤中有机物质向无机物质转化的过程。
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。
土壤中氮的行为
土壤中氮的行为土壤中氮的行为非常复杂，它受到多种因素的影响，包括土壤类型、气候条件、植被类型、人类活动等。
氮是植物生长所需的重要养分之一，但过多的氮可以对生态系统造成负面影响，因此了解土壤中氮的行为非常重要。
以下是土壤中氮的一些重要行为特征：1.氮固定：氮固定是指将大气中的氮气（N2）转化为可被植物吸收和利用的形式。
这一过程可以由土壤中的一些细菌和蓝藻（如根瘤菌和自由生活氮固定菌）完成。
农业作物通常需要外部氮源，如化肥，来满足其氮需求。
2.氮矿化：氮矿化是有机氮（如植物和动物残留物）分解为无机氮（如铵离子NH4+和硝酸盐离子NO3-）的过程。
这是通过分解细菌和其他微生物来完成的。
3.氮淋洗：氮可以在土壤中溶解并随降水进入地下水中，这称为氮淋洗。
如果氮淋洗量过多，会导致地下水中的氮含量增加，可能引发水质污染问题。
4.氮吸收：植物通过根系吸收土壤中的氮营养物质，以满足其生长需求。
不同植物对氮的需求和吸收能力不同。
5.氮转化：土壤中的氮可以在不同形式之间相互转化，如铵离子和硝酸盐之间的转化，这是由细菌和其他微生物介导的。
6.氮损失：氮损失是指氮从土壤中流失到环境中的过程，包括氮淋洗、气态氮氧化物的释放到大气中，以及氮的蒸发等。
氮损失可能会导致土壤贫化和对水体和大气的污染。
了解土壤中氮的行为对于合理管理农田、保护水资源、减少氮污染和维持生态平衡非常重要。
农业实践、土壤改良措施和氮肥的使用都可以影响土壤中氮的行为。
因此，可持续的土壤管理和农业实践可以有助于降低氮污染风险。
氮矿化作用
氮矿化作用是指土壤中有机态氮在土壤微生物的作用下转化为无机氮的过程。
矿化过程分为两个阶段：第一阶段为氨基化阶段，在这个阶段各种复杂的含氮化合物如蛋白质、氨基糖及核酸等在微生物酶的水解下，逐级分解形成简单的氨基化合物；第二阶段为氨化阶段，即经氨基化作用产生的氨基酸等简单的氨基化合物，在微生物参与下，进一步转化释放出氨的过程。
氮矿化作用具有重要的农业意义，是作物吸收氮素的重要来源。
在常规施肥情况下，作物积累的氮素约有一半或更多来自于土壤的氮矿化作用。
此外，氮矿化作用也是氮循环的重要环节，对生态系统的功能和生物地球化学循环过程具有重要意义。
影响氮矿化作用的因素包括土壤理化性质（如有机质含量、含氮量、C/N、PH、含水量）、环境气候因子（温度、降雨）、土壤微生物、田间管理措施（外源添加物、施氮、作物生长）等综合的影响。
因此，在农业实践中，合理的管理措施，如保持适宜的土壤水分、调节土壤pH、合理轮作和施用有机肥料等，有利于促进氮矿化作用，提高土壤的供氮能力。
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土壤无机氮氮矿化与分解
土壤中的无机氮包括氨氮（NH4+）和硝态氮（NO3-）。
氮矿
化是指有机氮物质转化为无机氮物质的过程，包括尿素、蛋白质等有机氮物质的分解转化为氨氮；氮分解是指氨氮进一步氧化为硝态氮的过程。
这两个过程是土壤中氮循环的重要环节，对植物生长和土壤养分供应有着重要影响。
氮矿化和分解过程主要受土壤环境因素的影响，包括土壤温度、湿度、pH值、氧气含量等。
一般来说，土壤温度和湿度较高时，氮矿化和分解过程会加快；而低温和湿度下则会减缓这些过程。
土壤酸碱度（pH）对氮矿化和分解过程也有影响，碱
性土壤中氮矿化和分解较快，而酸性土壤中较慢。
此外，氧气含量对氮矿化和分解也有影响，缺乏氧气的水logged土壤中
氮矿化和分解过程会受到抑制。
氮矿化和分解过程通过土壤中的微生物来进行，特别是一些氮矿化和分解菌和酶的参与。
这些微生物和酶可以将有机氮物质分解为无机氮物质，进而供给植物吸收利用。
此外，土壤中的动物如蚯蚓等也可以通过消化分解有机氮物质促进氮矿化和分解过程。
综上所述，土壤中的无机氮矿化和分解是一个复杂的过程，受多种环境因素和微生物参与调控。
了解和控制这些过程对土壤养分管理和植物生长有重要意义。