土壤氮的转化培训课件
第十章 土壤养分循环详细版.ppt
作物所需的营养元素
一、作物所必需的营养元素
亚农（Arnon）1954年对植物“必需”的养料元素定了三 条标准：
（1）如果缺少这种元素，植物就不能生长或不能完成生 命周期
（2）这种元素不能被其他元素所代替，它有所具有的营 养作用
（3）这种养料元素在植物的代谢过程中具有直接的作用。
农作物必需的营养元素一般有16个：
（1） 土壤酸碱度
pH6.5-6.8之间为宜，可减少磷的固定作用，提高土壤磷 的有效性。
① 难溶性磷酸盐 如氟磷灰石、羟基磷灰石等存在于石灰性土壤中；粉红磷
铁矿和磷铝石在酸性土壤中较多。
② 易溶性磷酸盐 包括水溶性和弱酸溶性两种。 易溶磷酸盐，一方面来自与化肥，另一方面来自于难溶磷
酸盐的溶解。
（四）土壤磷的转化
1．土壤磷的有效化过程
有机态磷和难溶性磷酸盐在一定条件 下，转化为植物可以吸收利用的水溶性的 磷酸盐或弱酸溶性的磷酸盐的过程并使其有 效性提高的过程，通常称之为磷的释放。
④ 水分60~70%； ⑥C/N比适当。
⑤ pH值要求在4.8~5.2
2．硝化过程
氨、胺、酰胺
NH4+→NO3-分两步
硝态氮化合
（1）亚硝化作用
亚硝化微生物
2NH4+ + 3O2
2NO2- + 2H2O + 4H+ + 158千卡 以(Nitrosonas为主)
条件：亚硝化细菌（专性自养型微生物） 通气：良好 O2< 5% pH 5.5 - 10 (7-9), < 4.5 受抑制！ 水分：50~60% 温度：35℃ ＜ 2℃ STOP! 养分：Cu，Mo等促进硝化作用的进行。缺钙，不利。
土壤肥料学土壤肥力培训课件
土壤肥料学土壤肥力培训课件概念狭义：土壤供给植物养分的能力。
广义：土壤为植物生长提供和协调营养条件和环境条件的能力。
营养条件：水分+养分环境条件：温度、空气、湿度、酸碱度、松紧度和洁净度。
第一节土壤养分严格意义上讲：可将土壤养分分为速效、、缓效和无效养分。
速效养分：直接被植物吸收利用或通过便捷的形态转化后就能被植物吸收利用的养分形态，主要包括水溶态养分和交换态养分；缓效养分：不易被植物吸收，但可以缓慢释放出来转化为速效养分；与速效养分保持平衡关系。
无效养分：不能被植物直接吸收利用，且难向速效养分形态转化的养分。
•高等植物所必需的营养元素，除C,H,O主要来自大气之外,其余元素主要靠土壤供应，包括：大量元素:N,P,K,Ca,Mg,S微量元素：Fe,Mn,Cu,Zn,Mo,B所谓土壤养分，就是指这些主要靠土壤提供的植物必需营养元素。
土壤养分的存在形态水溶态：溶解于土壤溶液中的养分，有效性很高，很容易被作物吸收。
交换态：被吸附于土壤胶体上的养分离子，有效性高。
缓效态：存在于某些矿物中，如固定于矿物中的K,有效性较低。
难溶态：存在于土壤矿物中的养分，难溶解，难被利用，基本无效。
有机态：主要存在于有机质和微生物中的养分，经过转化以后，才能被吸收。
一、土壤氮素(一)、土壤氮素的形态和含量(i)形态1、有机态2、无机态有机态氮是土壤氮素的主要形态，约占土壤全氮量的95%以上；按溶解度和水解的难易程度有可以分为三种：(1)水溶性有机态N：<5%,易水解称为速效N；(2)水解性有机N：50-70%,可以被酸、碱、酶水解成为可溶性或无机态N o(3)非水解性有机N：〉30%,不溶于水，也不能被酸、碱、酶水解。
无机态N一般只占土壤全N的1-2队最多不超过5-8%。
主要是NH；,NOf,可以直接被作物吸收利用(H)含量土壤全N量与土壤有机质有显著的相关性，全N一般占有机质含量的5%左右。
除少数土壤外，我国大部分土壤全N含量大都在0.2%以下。
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。
植物营养教学课件3植物的氮素营养与氮肥
NO2-
反硝化细菌
N2 、N2O、NO
(3)最适条件：土壤通气不良，新鲜有机质丰富
pH5～8，温度30～35oC
稻田氮素损失的主要途径：占氮肥损失的35％
铵态氮肥 (或尿素)
氧化氮或氮气
水层
耕 氧化亚层 作
硝化作用
铵态氮
硝态氮
层 还原亚层 （铵态氮稳定）
反硝化作用 氧化氮
硝态氮
氮气
犁底层
稻田土壤中硝化作用和反硝化作用示意图
（二）含量
一般耕作土壤含氮量为0.02%～0.5%，大部分在0.2% 以下，我国主要农业耕层土壤全氮含量多为0.04%~0.35%。
我国土壤含氮量的地域性规律：
增加
北
西 长江 东 增加
主要影响因素:
南
气候、地形、植被、母质、利用方式、
施肥制度
全国主要区域有机质及全氮含量（g/kg）
地区
利用情况
有机质（g/kg）
增加途径
减少途径
施肥(有机肥、化肥) 氨化作用 硝化作用(喜硝作物) 生物固氮 雷电降雨
植物吸收带走 氨的挥发损失 硝化作用(喜铵作物) 反硝化作用 硝酸盐淋失 生物和吸附固定(暂时)
化学氮肥的当季利用率：20%~50%
第二节 植物的氮素营养
一、植物体内氮的含量与分布 1. 含量：占植物干重的0.3～5％
挥发损失 反硝化作用
有
机 氮
矿化作用 生物固定
铵态氮
硝化作用 硝酸还原作用
硝态氮
吸附固定 淋洗损失
吸附态铵或 固定态铵
水体中的 硝态氮
硝酸盐氨化 NH4+
土壤中N循环过程
N2O 硝化过程
第十章 土壤养分循环详细版.ppt
2．土壤氮素来源
（1）固氮作用；自生固氮 、共生固氮和联合固氮 固氮作用主要是靠微生物，固氮微生物分共生和自生两类。 （1）与豆科作物共生的固氮菌，其固氮能力很强。10~20斤 /亩 （2）自生固氮菌，有分为好气和嫌气两类。
好气性固氮能力强，在热带林地，可达10~30斤/亩 （2）降水； （3）灌水； （4）施肥；① 有机肥；② 无机化肥；它们是土壤氮肥的 主要来源。
3．粘粒矿物对铵的固定
NH4+离子半径为0.148nm，与2∶1型粘土矿物晶 层表面六角形孔穴半径0.140nm接近，陷入层间的 孔穴后，转化为固定态铵。
4．生物固定
矿化作用生成的铵态氮、硝态氮和某些简单的 氨基态氮，通过微生物和植物的吸收同化，成为生 物有机体组成部分，称为无机氮的生物固定。
5、硝酸盐的淋洗
3. 影响土壤氮素含量的因素
(1)．植被与气候
一般： 草本植物 ＞ 木本植物 草本植物：豆科＞ 非豆科 木本植物：阔叶林＞针叶林
一般而言： 温度愈高，有机质分解愈快，OM含量低，N少； 湿度愈高，有机质分解愈慢，OM积累的多，N多。
(2)．土壤有机质含量
土壤氮素和土壤有机质二者呈正相关关系。土壤氮素的含 量大致占土壤有 机质含量的5%左右。
化的红壤多得多。 （2）土壤质地的差别 土壤中细粒部分含磷量常比粗粒部分多。 土壤细粒部分所含的磷主要是次生的磷化合物。
（3）P在土壤剖面上的分布 从上到下，磷的含量逐渐降低。原因 ① 磷的迁移率很低； ② 植物根系的富积； ③ 有机胶体或无机胶体对磷酸根的吸附作用，
上 层较强。 （4） 耕作制度和施肥的影响；
四、土壤氮素的调控
（一） C/N比影响
（二）施肥的影响
施肥促使土壤有机质的矿化作用，
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。
植物营养学课件：植物的氮素营养与氮肥
組織：幼嫩組織>成熟組織>衰老組織， 生長點>非生長點
生長時期：苗期>旺長期>成熟期>衰老期， 營養生長期>生殖生長期
2. 分佈：
幼嫩組織>成熟組織>衰老組織，
生長點>非生長點 原因：氮在植物體內的移動性強
如TIPs 尿素
尿素
液泡 細胞內
CO2
氨
低親和力 系統(LAT)
高親和力 系統(HAT)
外界環境 脲酶 中的尿素
直 接 吸 收 CO2 + NH3
植物對尿素的吸收和轉運示意圖（引自Wang等，2008）
（2）氨基態氮
可直接吸收，效果因種類而異
第一類，效果 > 硫酸銨：如甘氨酸、天門冬醯胺等
第二類，尿素 < 效果 < 硫酸銨：如天門冬氨酸等
全氮（g/kg）
東北黑土
旱地
57.0
2.6
水田
50.0
2.6
內蒙古、新疆
旱地
18.0
1.1
青藏高原
旱地
28.0
1.4
黃土高原
旱地
10.0
0.7
黃淮海
旱地
9.7
0.6
水田
15.1
0.93
長江中下游
旱地
15.8
0.93
茶園
14.5
0.81
水田
22.7
1.34
江南
旱地
15.7
0.9
茶、橘園
18.3
水田
24.6
土壤中氮的转化过程
土壤中氮的转化过程硝态氮(NO3-) 与铵态氮(NH4+)土壤中氮的转化过程农业中氮的3个主要来源是尿素、铵态氮和硝态氮。
铵转化成硝态氮的生物氧化过程一般称为硝化作用。
此过程由自养型好气性细菌引起，如图中所示。
在淹水土壤中，铵的氧化会受到抑制。
尿素在尿酶的作用下或化学水解成氨和二氧化碳。
在氨化过程中，氨被铵氧化菌转化成铵，接下来，铵被硝化菌转化成硝酸盐（硝化作用）。
氮的转化率取决于一些条件---当前土壤中存在的硝化细菌。
在以下条件下，NH4+ 向NO3的转换才能顺利进行:有硝化菌存在。
土壤温度> 20 °C土壤的pH 值在5,5 - 7,5之间土壤中有足够的水分和氧气若土壤出现以下一个或多个情况时，氮的转化受限制或完全停止，可能会造成铵在土壤中的积累(Mengel and Kirkby, 1987)：低pH值大大的抑制了微生物对铵离子的氧化。
缺氧（比如，淹水土壤）缺少有机质（它是细菌的碳来源）土壤干燥土壤温度低引起土壤的微生物的活性降低，从而抑制硝化。
在26 °C是硝化作用最佳温度，而铵化的最佳温度高达50 °C。
所以，在热带的土壤中，即使在中性pH的条件下，由于硝化率低，也会导致铵的聚积。
图1. 土壤中氮转化的过程(点击图放大, 点击这里打开和打印图表)含硝态氮的肥料较之含铵肥料的优点硝态氮是作物最佳氮源：不挥发性：与铵不同，硝态氮不挥发，所以不要求必需土施，还可以用作追肥和叶面施肥，便于操作。
在土壤中可移动-直接被植物吸收，效率最高。
硝态氮协同促进阳离子的吸收，如钾、钙、镁。
而铵与这些离子竞争吸收位点。
硝态氮可以被植物立即吸收，而不需要任何的转化，而尿素和铵在被植物吸收之前都要经过转化。
施用硝态-氮肥，不会导致土壤酸化。
硝态氮限制对有害物的大量吸收，比如氯化物。
硝态氮转化成氨基酸的过程在叶片上发生，以太阳能为能源，是个节能过程。
铵必须在根部被转化成有机氮化合物。
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土壤氮的转化培训课件植物吸氮很复杂，多为NH；态和NCV态，因为植物一般具有利用它们的途径。
因硝态氮常比钱态氮浓度高，而且易通过质流和扩散移到根部，所以是主要氮源。
土壤中也经常有钱离子存在并以尚未完全明了的种种方式影响植物生长和代谢。
植物对NH；或NOJ的偏爱取决于株龄、植物种类、环境条件和其他因素。
谷类作物、玉米、马铃薯、甜菜、菠萝、水稻和黑麦草可利用两种形态的氮，而番茄、羽衣甘蓝、芹菜、矮菜豆、南瓜和烟草施N0「后长得更好，有些植物如欧洲越桔、白藜和某些水稻栽培种不耐NO-烤烟若长期接触土壤NH；也有不利影响。
一、硝态氮植物吸N0「量高，且为主动吸收。
土壤PH值低时更易吸收N0「，NH；可与之竞争减少植物吸收NO-植物施NO「量大时，体内合成的有机阴离子数量增加,无机阳离子C£+、Mg，I的积累也相应增加。
植物生长介质可变为碱性，根系释放出HCo「可置换生成的过量有机阴离子。
二、钱态氮NH；是一种理想的氮源，因为蛋白质合成中利用NH；比N0「更节能。
N(V结合进蛋白质以前必须还原，这是一种需能过程，还原1分子NOJ需2分子NADH,而且N在土壤中既不易淋失，也不易发生反硝化作用，损失较少。
当PH值为7时，植物吸收NH；较多，酸度增加则吸收量降低。
根吸收NH；后，植物组织中无机阳离子CaMg2∖K+浓度下降，而无机阴离子P(V一、S042∖C1-浓度增加。
施NHj比施NOJ后植株内可溶性碳水化合物和有机酸含量下降。
另一方面，酰胺态氮(特别是天冬酰胺)、氨基氮、碳水化合物总量、可溶性有机氮和蛋白质含量均增加。
施NH；后植物根际PH值下降，这种酸化作用对根际中养分有效性和生物活性都有重要影响。
小麦施NH；与施N03相比，其根际的PH值差异可达2.2个单位。
三、钱态氮和硝态氮配合施用NH；和NOJ配合施用比单施一种的效果好。
图5-4表明，液培条件下，NH；与N（V配合施用对小麦生长有利。
（图：图5-4氮肥源、含氮量和1«）-35+阿-4-14对小麦苗产量的影响）1eyshon和其他研究人员在加拿大农业部所属斯威夫特卡伦特研究站的试验表明，大麦和小麦以一般施氮量施用NHJ比施N（V产量高。
NH；在土壤中存留更久，能给作物提供适宜的氮营养，可能这是它优于N0「的原因之一。
植物耐钱范围较窄，过量钱产生毒害。
高水平NH；阻碍植物生长，限制对钾的吸收，导致缺钾症。
相反，耐过量N0「的植物可在其组织中累积浓度相当高的NO30四、无机氮形态与植物病害不应忽视氮营养，特别是对植物有效的无机氮形态对植物病害及致病程度的影响。
普渡大学的D.M.Huber及其同事强调，某种特殊形态的氮而非氮本身是影响致病程度的主要因素。
植物根区若以NH；为主则有些病害相当严重，而另一些病害则在NO「为主时比较严重。
氮形态影响根际土壤PH值,至少也对植物发病率和致病程度的差异有些影响。
五、土壤有机质-矿质氮平衡农作物根区存在的NH；和N0;数量决定于商用氮肥施用量和有机土壤氮储备的释放量。
有机氮库（一定程度上也包括施用钱态和硝态氮肥后保留在土壤中的氮）释放量取决于受氮矿化、氮固定和土壤氮损失等因素左右的土壤氮平衡。
氮矿化简单定义为有机氮转化为矿质氮（NH工N02∖NOJ O氮固定是无机氮即矿质氮转化为有机氮。
下面将讨论这些现象的化学反应以及土壤氮损失等内容。
土壤有机质这一定义不十分明确，泛指各分解阶段中出现的全部有机物。
土壤有机质广义上分为两种，一种是较稳定不易分解的物质，即腐殖质；第二种是易分解有机物，包括从新鲜的作物残体到经一系列分解反应生成的、达到一定稳定性的有机物质。
异养土壤微生物分解有机质时需各种形态的氮和其他营养。
有机质分解时如果碳/氮比大（如麦秸、成熟玉米秆），微生物将利用任何存在的NH；或N（V以推动进一步分解。
这种氮是维持伴随大量施入土壤的含碳物质而来的微生物群体快速增长所必需的。
另一方面，如果所施用物质的碳/氮比低（如翻压紫花苜蓿或三叶草），土壤矿质氮一般不下降，甚至增加，这是由于有机质分解能释出矿质氮。
（一）碳/氮比含碳百分率与含氮百分率之比，即C/N。
它定义了新鲜有机质、腐殖质或土体中这两种元素的相对量。
大多数腐殖质或稳定的土壤有机质中含氮5.0%~5.5%,含碳50%^58%,C/N介于9~12。
表5-3列出土壤管理中各常见有机质的C/N比值。
如表5-4所示，施入土壤的有机物的C/N比对释放氮有明显的正或负效应。
对不同作物残体的研究表明，C/N比在20：1左右为氮固定和释放的分界。
施入土壤的有机物C/N比若大于30：1,土壤一般会发生固氮现象；C/N比介于20：Γ30：1,可能氮既不释放也不固定；如有机质C/N比小于20：1,则分解初期释放出的氮。
这只是经验之谈，除C/N比外，很多因素均影响有机质的分解和氮的固定与释放。
（表：表5-3各种有机物的C/N比值）注释：资料来源：Beaton,u1andRec1amationShortCourse,Univ,ofBritishCo1umbia,pp.Ba-B24(1974); MCGiI1等,在PaUI和1add编辑的SOi1BioChe1niStry,Vo1.5,p.238.NewYork:Marce1Dekker,1980.（表：表5-4各种蔬菜残体在实验室条件下氮矿化）注释:资料来源:Iritani和Arno1d,Soi1Sci.,89:74(I960).以上讨论的这种规律见图5-5。
新鲜有机质分解初期，异养微生物数量猛增，伴随着大量二氧化碳逸出。
如果新鲜有机质C/N比值大，便发生氮的净固定（如上半图中曲线下的阴影部分）。
随着腐解进行，C/N比变小，能源（碳素）供应减少。
因养分供应下降，造成一些微生物群体死亡，最终达到新的平衡，并伴随有氮的释放（上半图中曲线下的斜线部分）。
结果，土壤中这种形态的氮可能比原土壤中高。
稳定性有机质或腐殖质含量也可能增加，这依加入新鲜有机质的数量和种类而定。
分解所需的时间取决于有机质用量、可利用态氮素的供给情况、有机质抗微生物分解能力（木质素、蜡质和脂肪数量的函数）、土温和土壤湿度。
（图：图5-5含氮量低的作物残体在分解过程中的硝态氮变化%4 /X∞a逸出水平N/X时间图5・5含氯，低的作物残体在分解过程中的硝态氟变化[引自】B.R.Sebey t UnivertityofWinoi*]（二）含氮量有机物的全氮量是预测其施入土壤后是否释放氮的依据。
若全氮为15%~17%就足以减少土壤的固定。
由表5-4可看出，施入的有机残体含氮量大于1.7%~19%时就能释出矿质氮。
（三）碳氮硫比同类土壤的C：N：S比值较一致。
澳大利亚很多土壤的C：N：S比为108：7.7：1,加拿大萨斯喀彻温省C：N：S比范围从干旱黑钙棕色土的58：6.4：1到淋溶灰色森林土的129：10.6：I o施入土壤的有机质经分解产生残余物的C：N：S比与形成该物所在土壤的C：N：S比相近。
如同上述氮的情况，若加入的有机质含硫低，也会妨碍土壤中硫的矿化，N/S比太大（20：1或更大）而土壤又缺硫时，有机质的分解将受到限制。
未经耕种搅动土壤的腐殖质将趋于某一稳定含量，这一含量是由土壤质地、地貌和气候条件决定的。
寒冷地区腐殖质含量一般比温暖地区的高；同处于任一给定年均气温和同一植被类型下，稳定性土壤有机质含量随有效降水量增加而递增。
细质地土壤腐殖质含量普遍高于粗质地土壤，草地植被比森林覆盖的土壤有机质含量高，这种关系为排水良好的土壤所有，而在排水不良或渍涝时，无论气候和土壤质地如何，好气性分解将受限制，有机残余物会积累到很高水平。
（四）有机碳与周围环境达成平衡后，通常未搅动土壤表土的C/N比约为10：「12：I o很多情况下，底土C/N比较小，原因之一是因为NH；态氮含量高而碳含量低。
平衡后的土壤微生物群体数量保持不变，按植被情况返回土壤的有机残体数量也不变，并且氮的矿化率也低而稳定。
耕翻扰动土壤的矿化作用立即迅速增加，连续耕种，又没有足够作物残体和氮素加入土壤，将使土壤腐殖质含量下降。
美国蒙大拿州一种土壤长期施用秸秆后，土壤有机碳和全氮量增加（表5-5）。
秸秆用量大时，不但增加有机质和氮积累，而且也增加可矿化氮、磷和钾含量。
连续耕种并适量施用商品肥料加秸秆还田，不但可维持土壤有机质含量，而且实际上还可使其增加（图5-6）。
(图：图5-6氮肥用量对土壤有机碳含量的影响)O30 60 120 240S⅛AM(1b<a.*a)]图5・6黑肥用量对土坡有机碳含量的影响Suther1and fta1.Agron,J.*53t339(19β1)3 有机质的重要性不可低估，必须用它来维持土壤(特别是细质地土壤)的良好结构。
有机质可增加阳离子交换量，减少钾、钙、镁元素的淋失；也可作为土壤氮库；改善水分状况；有机质矿化可为作物不断提供少量的氮、磷、硫养分。
农业企业以维持高水平土壤有机质为目的是错误的看法，任何农业企业的最终目的是维持最高经济生产。
慎重地施用石灰、化肥，合理地进行管理和栽培措施将促成实现这一目标,同时也有助于维持甚至增加土壤有机质。
土壤氮的矿化和固定，以及土壤有机质的周转都受异养土壤微生物，包括细菌和真菌的影响，它们通过氧化土壤中的含碳物质来获得所需的能量。
有机质分解速度随温度升高而增加，如土壤水分适宜，氧气供应充分，则分解作用更加旺盛；淹水条件下，分解速度慢、分解不完全；从有氧呼吸及缺氧呼吸释放出N这是氮矿化的第一步，这个题目以后再讨论。
（五）耕作目前很多地区正在实行少耕或保护性耕作体系，可减少风蚀和水蚀，更有效地利用降水，又降低燃料、劳力和设备等成本。
与传统耕作相反，保护性耕作的作业较少，作物残茬与土壤混合不充分。
免耕中，作物残茬留在土表不翻入土中，覆在土表的残茬有隔热和蔽荫作用；氮和硫的矿化因土温低而受限制。
另外，松散、粗大的作物碎屑积累层的物理性质亦使有机质不能迅速周转和释放氮和硫。
（表:表5-5在8年的小麦-休闲轮作中休闲期施用不同数量的秸秆残体对土壤特性的影响）注释：资料来源:BIaCk和Siddoway,J.Soi1WaterConserv.,34:220(1979).六、氮化合物的矿化有机氮化合物的矿化分3个基本步骤：胺化、氨化和硝化。
前两个步骤受异养微生物的影响，第三步受自养土壤细菌影响。
异养微生物以有机碳化合物为能源。
自养微生物的能量来自无机盐的氧化，碳素来自周围大气中的二氧化碳。
在温带地区的单一生长季中，腐殖质经这些转化过程，通常可将其中IQ4%的总氮转化成能被植物吸收利用的无机氮。
(一)胺化作用异养土壤微生物群体由多种细菌和真菌组成，其中某一种只负责有机质分解的无数反应中的一步或几步反应。