土壤與植物氮素營養(yǎng)及化學(xué)氮肥

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1、第七章土壤與植物氮素營養(yǎng)及化學(xué)氮肥第一節(jié)土壤氮素營養(yǎng)一、土壤中氮素的來源及其含量（一）來源1.施入土壤中的化學(xué)氮肥和有機(jī)肥料2.動(dòng)植物殘?bào)w的歸還3.生物固氮4.雷電降雨帶來的NH4＋－N和NO3－－N(二)、土壤氮素的含量1土壤氮素的含量土壤中氮素的含量受自然因素如母質(zhì)、植被、氣候等影響，同時(shí)也受人為因素如利用方式、耕作、施肥及灌溉等措施的影響。我國自然植被下土壤表土中氮素的含量與有機(jī)質(zhì)含量密切相關(guān)。我國土壤含氮量的地域性規(guī)律：北增加西長江東增加南增加一般農(nóng)業(yè)土壤耕層氮素含量在0.5-3.0g/kg之間。較高的氮素含量往往被看成為土壤肥沃程度的重要標(biāo)志。表層含氮量最高，以下各層隨深度增加而銳

2、減。(三)、土壤中氮的形態(tài)1.無機(jī)氮吸附態(tài)土壤膠體吸附(1～2％)固定態(tài)2：1型粘土礦物固定水溶性速效氮源<全氮的5%2.有機(jī)氮水解性緩效氮源占50～70%(>98%)非水解性難利用占30～50%離子態(tài)土壤溶液中（1）土壤無機(jī)態(tài)氮:位于粘土礦物晶層間的固定態(tài)銨是數(shù)量最大的一部分。（1）土壤無機(jī)態(tài)氮交換性NH4+、溶液中NH4+和NO3-最易被植物吸收，一般為幾個(gè)mg/kg，具有重要的農(nóng)學(xué)意義。土壤無機(jī)氮還包括NO2-,一些含氮?dú)怏w，如NH3、N2O、NO、NO2等。N2O是溫室氣體之一。（2）土壤有機(jī)態(tài)氮一般情況下土壤有機(jī)態(tài)氮構(gòu)成了土壤全氮的絕大部分。土壤有機(jī)態(tài)氮的組成較為復(fù)雜，以前已分離鑒

3、定出的含氮化合物單體有氨基酸、氨基糖，嘌呤、嘧啶以及微量存在的葉綠素及其衍生物、磷脂、各種胺、維生素等。絕大多數(shù)有機(jī)態(tài)氮存在于土壤固相中，只有很少量的存在于土壤液相中。(四)、土壤中氮的轉(zhuǎn)化NH3N2、NO、N2O礦化作用硝化作用生物固定有機(jī)質(zhì)銨態(tài)氮硝態(tài)氮有機(jī)氮生物固定硝酸還原作用吸附態(tài)銨水體中的硝態(tài)氮或固定態(tài)銨（一）有機(jī)態(tài)氮的礦化作用（氨化作用）與生物固持作用礦化作用：在微生物作用下，土壤中的含氮有機(jī)質(zhì)分解生成氨的過程。過程：有機(jī)氮異養(yǎng)微生物水解酶解蛋白作用氨基酸氨化作用氨化微生物水解、氧化、還原、轉(zhuǎn)位NH4＋－N＋有機(jī)酸氮的礦化-生物固持作用過程的相對(duì)強(qiáng)弱，受能源物質(zhì)種類和數(shù)量以及水、熱

4、條件等強(qiáng)烈影響。土壤氮素的礦化與土壤氮素的供應(yīng)密切相關(guān)。肥料氮的生物固持有利于減少土壤溶液中礦質(zhì)態(tài)氮的積累和氮素?fù)p失，有利于肥料氮的保持。2銨的粘土礦物固定與釋放銨的粘土礦物固定與釋放是兩個(gè)相反的過程。銨被粘土礦物所吸持呈非交換性銨的過程為固定；土壤粘土礦物所吸收的非交換性銨向交換性銨甚至水溶性銨的轉(zhuǎn)化過程稱為釋放。在粘土礦物中，只有2：1型礦物才固定銨，不同的2：1型粘土礦物固定銨的能力也不相同。結(jié)果：減緩NH4＋的供應(yīng)程度新固定的或施肥后新增加的固定態(tài)銨的有效性很高；固有的（土壤中原有的）固定態(tài)銨的有效性則較低。銨的固定可以在一定程度上起到調(diào)節(jié)土壤溶液中銨態(tài)氮濃度、提高土壤對(duì)氮的緩沖能力

5、、把速效氮肥變?yōu)榫徯У实淖饔?，不僅有利于作物良好生長，而且也有助于減少氮素的氣態(tài)或淋失等損失。（三）硝化作用定義：通氣良好條件下，土壤中的NH4＋或NH3在微生物的作用下氧化成硝酸鹽的現(xiàn)象過程：NH4＋＋O2NO2－＋4H＋2NO2－＋O22NO3影響硝化作用的因素:土壤水分氣熱條件pH施入肥料的種類根系分泌物最適條件：銨充足、通氣良好、pH6.5～7.5、25～30oC結(jié)果：形成NO3－－N利：為喜硝植物提供氮素弊：四）反硝化作用NO3－N2、NO、N2O1.生物反硝化作用（嫌氣條件下）(1)定義：嫌氣條件下，土壤中的硝態(tài)氮在反硝化細(xì)菌作用下還原為氣態(tài)氮從土壤中逸失的現(xiàn)象(2)過程：NO

6、3-NO2-N2、N2O、NO(3)最適條件：土壤通氣不良，新鮮有機(jī)質(zhì)豐富pH5～8，溫度30～35oC稻田氮素?fù)p失的主要途徑：占氮肥損失的35％2.化學(xué)反硝化作用（可在好氣條件下進(jìn)行）NO2－N2、N2O、NO發(fā)生條件：NO2－存在3.結(jié)果：造成氮素的氣態(tài)揮發(fā)損失，并污染大氣5銨的吸附與解吸銨的吸附是指土壤液相中的銨被土壤顆粒表面所吸附的過程。銨的解吸則是指土壤固相表面吸附的銨（土壤交換性銨）自土壤固相表面進(jìn)入液相的過程。銨的吸附與解吸是銨在土壤液相與固相之間的一種平衡過程，其平衡點(diǎn)受土壤陽離子交換量、伴隨陽離子種類和濃度等因素的影響。銨的吸附量隨土壤中粘粒含量、有機(jī)質(zhì)含量、溶液中銨的相對(duì)

7、濃度的增加而增多。土壤變干燥時(shí)，吸附態(tài)銨可部分轉(zhuǎn)化為固定態(tài)銨；漬水時(shí)，固定態(tài)銨也因礦物膨脹而部分轉(zhuǎn)變?yōu)槲綉B(tài)銨。土壤對(duì)銨離子的吸附與解吸，影響著作物根系對(duì)銨離子的吸收，影響著土壤中無機(jī)氮素形態(tài)的轉(zhuǎn)化、遷移，也影響著土壤對(duì)來自肥料的銨離子的保蓄與緩沖能力（六）氨的揮發(fā)損失1.定義：在中性或堿性條件下，發(fā)生在土壤液相中的一種化學(xué)平衡，土壤中的NH4＋轉(zhuǎn)化為NH3而揮發(fā)的過程2.過程：NH4＋NH3＋H＋3.影響因