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亚热带农业生态所桃源站
土壤中多姿态的氮素
地球的皮肤
2015年11月20日
地以肥为天，肥以氮为先。土壤是地球上生命存在的基础、是供养万物的母亲。土壤之所以具有如此强大的能力，是因为土壤具有肥力。而土壤肥力中，最值得关注的当属氮素了。氮素是限制植物生长最重要的养分元素，是调节陆地生态系统生产量、结构和功能的关键元素，也是植物最易缺乏的元素。对于陆地生态系统，土壤层的氮储量占据主要部分。土壤中的氮有不同的形态，经历着复杂的变化过程，今天我们就来一探土壤氮的究竟。
土壤全氮中，有机氮所占比例达到了95-98%。土壤有机氮是铵态氮和硝态氮的源泉，是微生物生长的基质。有机氮虽然不能被作物完全吸收利用，但可逐渐地分解和矿化，变成作物可以吸收利用的形态。因此，有机氮含量高的土壤，有效氮含量往往也高。土壤有机氮含量可以在一定程度上表征氮素供应的潜力。土壤氮素的绝大部分虽然为有机氮，然而植物所吸收的氮几乎都是无机形式，所以，土壤氮库中的有机氮必须不断的通过微生物的矿化作用转化为植物可利用的有效态氮。
所谓有效氮，则是指硝态氮和铵态氮，它们是土壤中能被植物直接利用的氮素。铵态氮可以通过氨的干湿沉降，微生物及低等植物的固定作用，有机氮的矿化作用，以及化肥的形式补给。土壤中的铵态氮都以铵盐形式存在。铵盐会很快溶解，进入土壤溶液后，除被作物吸收利用或微生物利用外，会参与土壤中的各种反应，其中最重要的莫过于通过硝化作用转化为硝态氮。由于硝态氮是阴离子，而土壤胶体一般带负电，因此土壤胶体对硝态氮一般不存在吸附作用或吸附甚弱，硝态氮主要存在于土壤溶液中。随着水分的迁移，硝态氮可以运移到各个地方，随时随地供给作物需要，满足不同部位根系的吸收。因此，硝态氮是作物能够直接利用的、最重要和最主要的氮素形态。然而，这也就造成了硝态氮易随水流失的弊端。因此，若土壤中无机氮多以铵态氮形式存在，可能更有利于留存氮素。
这便是土壤中不同形态氮的分布了，它们随环境条件，随植物所需而互相转化。氮素循环的平衡对于提高氮素利用率，降低氮污染至关重要，因此，人类的干预活动一定要要尊重自然的循环规律。
土壤中氮素的循环主要包括以下几个过程：①大气中的分子态氮被固定成氨（固氮作用）；②土壤有机氮在异养微生物作用下转变为铵态氮或氨（矿化作用）；③铵态氮经微生物作用氧化成硝态氮（硝化作用）；④无机氮化合物（NH4+、NH3、NO2-、NO3-）被微生物同化转变成为躯体组织中有机氮组分（生物固持作用）；⑤硝态氮被微生物逐步还原成氮，返回大气（反硝化作用）。
土壤全氮中，有机氮所占比例达到了95-98%。土壤有机氮是铵态氮和硝态氮的源泉，是微生物生长的基质。有机氮虽然不能被作物完全吸收利用，但可逐渐地分解和矿化，变成作物可以吸收利用的形态。因此，有机氮含量高的土壤，有效氮含量往往也高。土壤有机氮含量可以在一定程度上表征氮素供应的潜力。土壤氮素的绝大部分虽然为有机氮，然而植物所吸收的氮几乎都是无机形式，所以，土壤氮库中的有机氮必须不断的通过微生物的矿化作用转化为植物可利用的有效态氮。
所谓有效氮，则是指硝态氮和铵态氮，它们是土壤中能被植物直接利用的氮素。铵态氮可以通过氨的干湿沉降，微生物及低等植物的固定作用，有机氮的矿化作用，以及化肥的形式补给。土壤中的铵态氮都以铵盐形式存在。铵盐会很快溶解，进入土壤溶液后，除被作物吸收利用或微生物利用外，会参与土壤中的各种反应，其中最重要的莫过于通过硝化作用转化为硝态氮。由于硝态氮是阴离子，而土壤胶体一般带负电，因此土壤胶体对硝态氮一般不存在吸附作用或吸附甚弱，硝态氮主要存在于土壤溶液中。随着水分的迁移，硝态氮可以运移到各个地方，随时随地供给作物需要，满足不同部位根系的吸收。因此，硝态氮是作物能够直接利用的、最重要和最主要的氮素形态。然而，这也就造成了硝态氮易随水流失的弊端。因此，若土壤中无机氮多以铵态氮形式存在，可能更有利于留存氮素。
这便是土壤中不同形态氮的分布了，它们随环境条件，随植物所需而互相转化。氮素循环的平衡对于提高氮素利用率，降低氮污染至关重要，因此，人类的干预活动一定要要尊重自然的循环规律。