《土壤氮素与环境》PPT课件

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1、第三章：土壤中C、N、S、P、F、Se、I与土壤环境质量土壤氮素与环境主要内容生态系统的氮素循环土壤氮素组成进入土壤氮素的来源氮素在土壤中的行为氮肥对环境的影响蔬菜累积硝酸盐的生理基础农业非点源N污染评价指标体系及N流失危险性指数各级肉食动物生态系统中氮循环氮素是土壤中活跃的营养元素，作物需求量大。和植物需求相比，全世界大部分土壤缺氮，因而氮肥的应用有力地促进了农业生产的发展，开创了农业历史的新纪元。土壤中的氮也可以通过一系列的化学反应和物理过程以各种形态进入大气和水体，对局部乃至全球环境产生种种负面影响。围绕施用氮肥产生的效益与弊端的讨论一直是土壤、肥料、地球物质循环

2、、农产品品质、环境科学等多个研究领域密切关注的问题。土壤氮素由有机态氮和无机态氮组成。前者为与碳结合的含氮物质．后者为未与碳结合的含氮物质在表层土中，有机态氮占土壤全氮的90％左右，随看土层深度的加深．这一比率迅速降低。土壤无机态氮土壤无机态氮包括铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、氮氧化物、氮气等。铵态氮可分为土壤溶液中的铵，交换性铵和粘土矿物固定态铵．固定态铵存在于2：l粘土矿物晶层间．其含量主要决定于土壤的粘土矿物类型和土壤质地。对具有固定铵能力的土壤来说，它是土壤中无机态氮的主体。硝态氮和亚硝态氮一般存在于土壤溶液中，在一般土壤中亚硝态氮含量极低。水稻土中由于淹水造成的还

3、原条件，速效态氮的主体是铵态氮，硝态氮含量极低。旱地土壤则以硝态氮为主，铵态氮含量较低．在施肥的条件下．施肥后的一段时问内，速效态氮的含量升高，以后急剧降低，旱地施尿素或铵态氮后．短时间内铵态氮的含量可能较高．随着硝化作用的进行，一段时间后以硝态氮为主。有机态氮有机态氮的组成复杂，目前已分离鉴定出的含氮化合物单体有：氨基酸、氨基糖、嘌呤、嘧啶、以及微量存在的叶绿素及其衍生物、磷酯、各种胺、维生素等很多种。在土壤中它们与其它土壤有机质或与粘土矿物相结合，或与多价阳离子形成复合体，还有一小部分存在于生物体中、绝大部分有机态氨存在于土壤固相中，只有很少量存在于土壤液相中。土壤

4、有机态氮的形态分布与氮素的生物分解性之间并无直接的联系，大部分有机态氮难于分解．只有少量存在于土壤中活的或死的生物体中的有机态氮比较易于分解，从而被植物吸收利用。在作物生长过程中通过有机态氮矿化作用释放出来的氮是作物重要的氮索来源。土壤有机态氮在作物氮索营养中起着重要的作用。土壤全氮含量土壤全氮含量是土壤中各种形态氦素含量之和、包括有机态氮和无机态氮．在一定程度上可以代表土壤的供氮水平。土壤全氮含量相对比较稳定，但亦处于动态的变化之中。中国土壤全氮含量变化很大，据对全国2千多个耕地土壤的统计．其变幅为0.4~3.8g/kgN,平均值为1.3g/kg，自然植被下未受侵蚀的

5、土壤全氮含量通常高于农田。我国自然植被下士壤表层的全氮含量：自东向西．随着降水量的逐渐诚少和蒸发量的逐渐增大．植被渐变稀疏，生物积累量逐减减少，生物分解作用相对较强土壤全氮含量依黑土－黑钙土－棕钙土－灰钙土－漠土的顺序而逐渐减少。由北向南，随温度的增蒿．分解速率的增大远胜于植物生物量的增多，土壤全氮含量依暗棕壤（和白浆土）－棕壤，褐土－黄棕壤的顺序而降低而由黄棕壤再向南至红壤，砖红壤，可能由于植物生物量的增大更甚于分解速率的增高，含量又逐渐升高。黄壤地区海拔较高，由于较低的温度和较高的降水量而使有机质的分解速率较低，因而全氮含量较红壤、砖红壤为高．高山地带．由千全年大部

6、分时间处于冰冻条件下．虽然植物生物量很低，但分解速率更低．因此，在长期的成土过程中土壤也积累了较多的氮素。中国不同地区耕层土壤的全氮含量进入土壤的氮源1、来自农田生态氮循环系统研究表明：对于广大农牧区地下水的硝态氮增高，主要的原因是由于化肥的大量使用，就地表水的污染而论，化肥的使用也贡献了其50%以上。2、来自大气的干湿沉降干湿沉降作用到达地表的NO2有0.4亿-1.16亿吨，铵态氮为1.1亿~2.4亿吨，但各地区的干湿沉降的差异很大。干湿沉降的氮一部分直接进入河、湖等集水区，一部分参与土壤氮循环，还有一部分汇入城市径流。3、来自城市氮循环系统城市居民的生活污水与垃圾粪

7、便、工业排放的三废是城市地下水硝态氮的主要污染源。中国农业生产中的氮素平衡氮在土壤中的行为硝化作用反硝化作用氮的吸附氮的矿化硝化作用硝化作用：NH4+或NH3经NO2-氧化为NO3-的过程这些反应分别由两种微生物推动：NH3氧化细菌（或初级硝化细菌）和NO2-氧化细菌（或次级硝化细菌），前者把NH3氧化至NO2-，后者把NO2-氧化为NO3-，这两种微生物共称硝化细菌硝化作用的影响因子（1）硝化微生物是好气性微生物，其活性又受土壤中氧分压的强烈影响，后者又受到土壤水分含量的控制。一般在田间最大持水量的50%~60%时，土壤中硝化作用最为旺