《氮素平衡》ppt课件

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1、土壤化学SoilChemistry第十二章土壤氮的转化ChapterSevenTransformationofNitrogeninSoil主要营养元素的来源碳来自大气的CO2氢氧来自水氮来自土壤植物需要的氮量碳、氧各约占植物干重的45%，氢占6%.共占96%以上氮的需求量位于这些元素之后，居第四。仅占1.5%农作物含氮量高于此，均在2%以上自然界中的氮和土壤中的氮自然界中的氮1×1017t(98%)3.9×1015t(1.9%)2.3×1013t3.5×109t生物圈气圈土圈水圈概况N素非常活跃，在地球各个圈层之间不断的进行着交换

2、。在土壤内部，各种形态之间互相转化，决定着土壤的供氮能力。土壤N素的平衡土壤有机氮的矿化——氨化作用土壤铵的生物氧化——硝化作用NO3-N的反硝化作用一、土壤N素的平衡1．土壤N素之含量：全N范围0.02-0.50%，表层与底层差异大。心土一般<0.1%，甚至只有0.02%。土壤中的氮主要来源于生物圈，而生物圈的N则主要来源于大气圈。大气圈中的N以生物不可直接利用的N2为主。一、土壤N素的平衡2、土壤中氮的影响因素气候条件一般生物积累量有随雨量（湿度）和温度增高而增加的趋向，但是温度的增高则又易导致有机质分解的加速。因此从土壤有机

3、质的积累和含氮量而言，则往往以温带湿润地区为最高，干、寒或湿热地区的含氮量都比较低。图4.1我国土壤全氮量与气候条件的关系一、土壤N素的平衡2、土壤中氮的影响因素土壤质地一般土壤含氮量有随粘粒含量增加而增加的趋势。这是和质地粘重的土壤中有机质分解较慢，从而使有机质积累有关的。一、土壤N素的平衡2、土壤中氮的影响因素土壤酸度在中性条件下，由于对高等植物生长有利，对微生物的固氮作用有利，因而含氮量一般较高。而在酸性或碱性条件下，由于有机物的生长量较少，又不利于微生物的固氮作用，因此含氮量往往较低。表4.4我国不同地区土壤耕层含氮量地区

4、利用情况有机质（g/kg）含氮量（g/kg）东北黑土地区旱地25.3—74.71.50—3.48蒙新地区旱地6.00—24.80.52—1.95青藏地区旱地7.20—53.50.52—2.66黄土高原地区旱地6.30—13.90.40—0.97黄淮海地区旱地4.00—12.90.30—0.99长江中下游地区旱地9.00—17.60.51—1.15水田12.0—34.80.80—1.88华中红壤地区旱地8.30—19.80.60—1.19水田10.4—29.70.70—1.79西南地区旱地5.60—24.60.36—1.33水田10

5、.0—34.50.61—1.92华南滇南地区旱地7.90—32.10.70—1.83水田15.2—39.80.80—2.06一、土壤N素的平衡2．土壤N素的形态A．有机态：占全N的92-98%,有机质与全氮正相关。有：（1）氨基酸、蛋白质类：占20-50%；（2）核酸类：少，占3-15%；（3）氨基糖：5-15%；（4）腐殖质：占有机物的80%以上，是有机质主体，C/N一般在10-20之间。土壤有机N还可用酸解方法来区分，这些不同组分的有效性或生物活性不同。土壤有机氮的化学本性研究土壤有机氮的意义氮素是植物的主要营养元素之一土壤有

6、机氮是土壤氮素的主要组成部分（85-95%）是土壤矿质氮的主要来源之一，除干、湿沉降和固定态铵可提供少量的NH4+-N和NO3--N外，土壤中的NH4+-N和NO3—N全来自有机氮的矿化。土壤有机氮组分形态蛋白质是动植物（包括微生物）体中最主要的含氮化合物，因此，长期以来人们都认为土壤有机氮主要以蛋白质存在。1906，Suzuki用6mol/LHCl水解法研究土壤有机氮，在随后的几十年，应用该水解法并结合层析等技术虽然获得了相当一部分土壤有机氮为蛋白质的证据，却始终既未能分离出纯蛋白质，也未能分离出不含氮的纯“非蛋白质”物质，土壤

7、中约一半氮素的形态一直不清楚，后者中约1/3的氮的抗酸性更是研究者感到困难和困惑的问题。1910，Schreiner和Shorey从腐殖酸中分离出了精氨酸等6种氨基酸和胞嘧啶等3种核酸碱基，土壤有机氮组分形态研究进展1964年Bremner提出了把有机氮分为铵态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮、酸解未知态氮和非酸解未知态氮等。Schnitzer利用凝胶层析和色谱—质谱技术，从胡敏酸中鉴定出了羟基喹啉、羟基吡咯啉、氨基苯酰呋喃等18种杂环氮化合物，量很微。近10年来，随15N固体核磁共振（15NCPMASNMR）、热解-色谱/质谱（Py-

8、CG/MS）和X-射线光电子能谱（XPS）等技术在土壤有机氮研究中逐步得到应用。土壤有机氮组分形态-酸解态氨基酸态氮：游离态（微量）土壤溶液中氨基酸、肽或蛋白质类与粘土矿物结合粘粒表面或晶格中。氨基酸、肽或蛋白质类与有机胶体结合粘朊态与糖类结合，微