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。这一过程需要消耗碳水化合物，会影响植物的其它生理过程，如植株生长和果实充实。

Legaz et al (1996)明确阐述硝态氮的吸收效率比铵态氮吸

收率更高。为期6个月对柑橘的养分吸收测定中，将不同肥料（硝酸钾，硫酸铵）施用于沙土和壤土内，结果发现柑橘吸收硝态氮的效率(同位素N-15标记法)最高。在沙土条件下，植株对氮的吸收率差别非常大，施用硝酸钾时，氮的吸收率为60%，而施用硫酸铵时，氮的吸收率只有40%。

土壤中硝态氮/铵态氮的最佳比例Knight et al (2000)发现，

土壤中的硝态氮比铵态氮更有益于马铃薯的产量和多数品

质特性，从而带给种植者更高的经济回报。该项研究在南非西开普省三得韦德进行，那里的土壤pH值低，粘粒和有机质含量低，不利于硝化。试验比较了三个水平的铵态氮/硝态氮比例，即80:20，50:50，20:80。收益最好的是，施用

80%的硝态氮和20%的铵态氮。

在已发表的关于硝态氮和铵态氮的不同施用比例的文章中，涉及到提高生产能力方面在许多农作物上都得出了同样的

结论。(意大利黑麦草– Cunningham, 1963; 柑橘- Van der Merwe, 1953; 番茄- Kafkafi et al, 1971)

水培条件下硝态氮/铵态氮的最佳比例在水培条件下，无土栽培标准营养液中添加的铵态氮是氮总量的5%到10 %，较

少超过15%。比如在玫瑰的营养生长阶段，添加量是25%。而在瓜类的果实发育阶段为0%。增加按根离子的施用量仅

用于调整与作物生长相关的根际PH环境。铵根阳离子的吸收活跃和硝酸根阴离子的吸收降低，使得铵离子的吸收增加，降低土壤根际的pH值。植物吸收铵（NH4+）时，为了保持植物体内的电子平衡，会释放H+，从而使土壤中pH值降低。对所有的植物来说，培养液的最佳pH值的范围在5-6之间(Sonneveld and Voogt, 2009)。

在培养基体系中添加的铵会成为硝态氮的替代物，由于离子的拮抗作用，铵离子会减少其它阳离子如钾离子、钙离子、和镁离子的吸收。此效应的大小取决于各种因素如农作物、生长条件和对营养物离子平衡的调整。所以，对于钙缺乏敏

感的作物，一定要慎重使用铵。尤其是当这些作物生长的气候状况不利于钙向果实的转运时。如番茄和甜椒在干热的环境下生长就是很好的例子。这两种作物都很容易出现由果实缺钙引起的脐腐病，在干热的环境更加多发。在这种条件下，每次减少钙的吸收都会很危险，所以，要慎重使用铵(Sonneveld and Voogt, 2009)。

参考文献：

Cunningham, R.K. 1963.《植物营养中阳离子和阴离子的关系》。Rothamstead Exp. Sta., 1962 报告, 第65页。Kafkafi, U., I. Walerstein and S. Friegenbaum. 1971. 《沙地栽培时，硝酸钾和硝酸铵对番茄的生长、阳离子的吸收和水分的需求的影响》。以色列，J. Agr. Res. 21:13-20. Knight, F.H., P.P. Brink, N.J.J. Combrink and C.J. van der Walt. 2000. 《不同氮源对西开普省马铃薯产量和品质的影响》。FSSA Journal 2000, 第157-158页。

Legaz Paredes F., B. Martín Olmo, M.D. Serna Guirao and N. Mu?oz Enrique. 1996. 《动态营养素和柑橘施肥技术改良》。巴伦西亚诺农业调查研究所(IVIA)。第233-239页。Mengel K. and E.A. Kirkby. 1987. 《植物营养原理》。IPI, Bern. 第687页。

Sonneveld, C. and W. Voogt. 2009. 《温室作物的营养》。

Springer Dordrecht Heidelberg London New York. 第431 页。

Van der Merwe, A.J. 1953. 《硝态氮和铵态氮对柑橘的营养作用》. S. Afr. Dep. Agric. Sci. Bull. 299, 第158页。

最后更新于：2010-03-02 08:00

土壤氮素的形态及其转化过程

土壤氮素的形态及其转化 过程 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

土壤氮素的形态及其转化过程 摘要：氮是植物生长发育所必需的大量元素，对植物的产量和品质影响很大。土壤中氮素的形态及其转化过程和结果则直接决定了氮对植物生长的有效性的大小，了解土壤中氮素存在的形态和其转化过程，对于科学合理经济的肥料施用具有现实的启示作用。 关键词：氮素；形态；转化过程 土壤中氮素的含量受自然因素和人为因素的双重影响，较高的氮素含量表明土壤肥力也较高。自然条件下，土壤没有受到人为因素的影响，有机质日积月累，土壤中氮的含量也较高。耕地土壤氮素含量及转化过程则更强烈的受到人为耕作、施肥、不同作物等因素的影响，因而相对表现的复杂一些。 一、土壤中氮素的形态 1.无机态氮 无机态氮包括固定态NH4+、交换性NH4+、土壤溶液中的NH4+、硝态氮（NO3-）、亚硝态氮等，这其中以NH4+离子和NO3-离子最容易被植物吸收利用，农业生产中常常用到的碱解氮，也叫水解氮或速效氮，就属于无机态氮中的一部分。无机态氮并不是全部都能被植物所直接吸收利用，它们中的大部分是被粘土矿物晶层所固定了的固定态铵，不能作为速效氮存在。固定态铵只有在土壤中经过相

应的转化，转化为铵离子或硝酸离子、硝酸盐类的含氮物，才能为作物利用。 2.有机态氮 有机态氮构成了土壤全氮的绝大部分。它们与有机质或粘土矿物相结合，或与多价阳离子形成复合体。有机态氮大都难以分解，并不能为作物所直接吸收利用。但有机态氮的含量高低依然是衡量土壤肥力高低的重要指标，有机态氮的含量高，可被转化的氮素水平也相应的高，其作为植物氮素营养‘库’的存在是有很大的作用的。 二、土壤中氮素的转化过程 1.氮素的矿化与生物固持作用 氮素的矿化作用，简单的说就是有机态的、不易分解的氮素及含氮化合物在土壤中微生物的参与下分解转化为无机态氮的过程，是一个氮的速效化的过程，也是一个可利用氮素增加的过程。氮的固持作用，就是土壤中的无机态氮在土壤微生物的作用下转化为细胞体中有机态氮的过程，其对于农业生产上的实质就是可利用的速效氮的减少过程。 2.铵离子的固定与释放 铵离子的固定，其实质就是土壤溶液中的能自由移动的、可交换的铵离子被土壤胶体所吸附，变成不可交换的铵离子的过程，固定了的铵离子不能再被交换到土壤溶液

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式(土壤部分初稿)说课材料

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式(土壤 部分初稿)

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式 我国耕地土壤全氮含量为0.04～0.35％之间，且土壤有机质含量呈正相关。其氮素来源包括：生物固氮、降水、农业灌溉和施肥等，而目前肥料是农田土壤氮肥的主要来源。下面就从土壤中氮素的主要表现形态和转化过程等进行详细的介绍： （一）土壤中氮素的主要形态 水溶性速效氮源 < 全氮的5% 包括游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物等有机氮水解性缓效氮源占50～70% 包括蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类(>98%) 非水解性难利用占30～50% 包括杂环态氮、缩胺类 离子态土壤溶液中 无机氮吸附态土壤胶体吸附 (1～2％) 固定态 2：1型粘土矿物固定 注明：其中无机氮包括：铵态氮(NH4+ — N)、硝态氮(NO3-— N)、亚硝态氮(NO2- — N)三种主要形态。 一般情况下，土壤中存在的主要是有机态氮，占土壤总氮的90~98%。

（二）土壤中氮素的转化过程 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。它的矿化量和矿化速率就成为决定土壤供氮能力的极其重要的因素。土壤有机氮的矿化过程是包括许多过程在内的复杂过程。 ①水解过程蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶的作用下，逐步分解为各种氨基酸。 ②氨化过程氨基酸在多种微生物作用下分解成氨的过程称为氨化过程。如： RCH2OH＋NH3＋CO2＋能量—水解—→ RCHNH2COOH＋H2O RCHOHCOOH＋NH3＋能量—氧化—→ RCHNH2COOH＋O2 RCOOH＋NH3＋CO2＋能量——还原—→RCHNH2COOH＋H2 由此可见，氨化作用可在多种多样条件下进行。无论水田、旱田，只要微生物活动旺盛，氨化作用都可以进行。

土壤中的氮素及其转化

土壤中的氮素及其转化 1.土壤中氮素的来源和含量 1.1 来源 ①施入土壤中的化学氮肥和有机肥料；②动植物残体的归还；③生物固氮； ④雷电降雨带来的NO3—N。 1.2 含量 我国耕地土壤全氮含量为0.04%~0.35%之间，与土壤有机质含量呈正相关。 2. 土壤中氮素的形态 3. 土壤中氮素的转化 3.1 有机氮的矿化作用 定义：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程。 过程：有机氮氨基酸NH4＋-N＋有机酸 结果：生成NH4＋-N（使土壤中有机态的氮有效化）

3.2 土壤粘土矿物对NH4＋的固定 定义：①吸附固定（土壤胶体吸附）：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4＋的吸附作用 ②晶格固定（粘土矿物固定）：NH4＋进入2:1型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用 过程： 结果：减缓NH4＋的供应程度（优点？缺点？） 3.3氨的挥发 定义：在中性或碱性条件下，土壤中的NH4＋转化为NH3而挥发的过程 过程： 结果：造成氮素损失 3.4硝化作用 定义：通气良好条件下，土壤中的NH4＋在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象 过程： 结果：形成NO3--N 利：为喜硝植物提供氮素 弊：易随水流失和发生反硝化作用 3.5无机氮的生物固定 定义：土壤中的铵态氮和硝态氮被植物体或者微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象。 过程： 结果：减缓氮的供应，可减少氮素的损失 3.6反硝化作用

定义：嫌气条件下，土壤中的硝态氮在反硝化细菌作用下还原为气态氮从土壤中逸失的现象 过程： 结果：造成氮素的气态挥发损失，并污染大气 3.7硝酸盐的淋洗损失 NO3-不能被土壤胶体吸附，过多的硝态氮容易随降水或灌溉水流失。 结果：氮素损失，并污染水体 4. 小结：土壤有效氮增加和减少的途径 增加途径：①施肥(有机肥、化肥)；②氨化作用；③硝化作用(喜硝作物)；④生物固氮；⑤雷电降雨 降低途径：①植物吸收带走；②氨的挥发损失；③硝化作用(喜铵作物)；④反硝化作用；⑤硝酸盐淋失；⑥生物和吸附固定(暂时) 氮肥的种类、性质和施用 氮肥的种类很多，根据氮肥中氮素的形态，常用的氮肥一般可分为三大类。 ①铵态氮肥，如氨水、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等；②硝态氮肥，如硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾等；③酰胺态氮肥，如尿素。另外还有一类不同于以上的是长效氮肥（缓释/控释氮肥），如合成有机肥料（脲甲醛，脲乙醛等）和包膜肥料等。 1.铵态氮肥 共同性质：①易溶于水，易被作物吸收；②易被土壤胶体吸附和固定；③可发生硝化作用；④碱性环境中氨易挥发。

全球氮循环

亚热带盐沼湿地土壤氮循环关键过程对全球变化的响应

摘要 河口盐沼湿地受到了陆地和海洋相互作用的影响，可以认为是生物活动较为活跃的地区，同时也是地球化学过程最为活跃的地区，对人类和社会有着重要的影响。氮在大气组分占78%，是大气圈中最丰富的元素，其在环境介质中的含量会直接影响到周围生物的生长。由于目前大量的人为输入氮源对河口的盐沼湿地已经产生了巨大的影响，河口地带出现赤潮、河口溶解氧含量锐减,以及大量的温室气体从河口溢出等环境效应。本研究以福州闽江河口盐沼湿地为研究对象，充分的研究了土壤氮循环的关键过程对全球变化的响应，通过野外采集、实验室模拟的方式，定量的研究了闽江河口盐沼湿地土壤-水体界面的氮循环过程，分别研究了盐入侵、植物入侵、酸沉降和盐沼湿地改为养虾塘后，土壤中硝化、反硝化和矿化作用的变化情况，探讨了氮在河口湿地的变化，及其在河口湿地扮演的重要角色。主要得到的研究结果如下： 1、植物入侵对氮循环的影响 无机氮和总氮：（1）互花米草入侵改变了土壤NO3--N含量在不同土层含量，可显著降低土壤的NO3--N含量，但整体增加了土壤的NH4+-N含量。（2）互花米草不同入侵过程土壤TC、TN含量以及C/N比的垂直变化特征均比较一致，入侵整体增加了土壤的碳氮含量和C/N比和土壤的碳氮储量。（3）闽江口互花米草入侵对短叶茳芏湿地土壤碳氮含量的影响相对于江苏盐城、长江口以及杭州湾湿地的影响可能更为显著，主要与其对闽江口湿地植物群落格局、养分生物循环以及强促淤作用引起的土壤颗粒组成等的显著改变有关。互花米草入侵亦改变了土壤中陆源和海源有机质的来源比例，使得入侵后湿地土壤养分的自源性增强。 硝化和反硝化：（1）闽江河口湿地土壤的反硝化速率远高于硝化速率，且呈现明显的季节变化，夏季的硝化-反硝化作用最强。不同季节条件下，土壤硝化-反硝化速率由大到小顺序，硝化速率：夏季>春季>秋季>冬季，反硝化速率：夏季>秋季>冬季>春季；按不同植被类型下土壤硝化-反硝化速率由大到小顺序，硝化速率：入侵边缘>互花米草>短叶茳芏，反硝化速率：互花米草>交汇处>短叶茳芏。（2）闽江河口湿地不同植被类型下沉积物-水界面N2O交换通量呈现明显的季节变化。土著物种短叶茳芏的土壤仅春季对上覆水N2O有微量吸收，夏、秋两季均对水体释放N2O，表现为水体中N2O的净源；由于互花米草的入侵，入侵边缘的土壤为春季释放N2O，而夏、秋两季土壤均吸收N2O，与土著物种短叶茳芏完全相反；互花米草入侵成功后的土壤，其夏季的沉积物-水界面N2O交换通量达到最大，表现为向水体释放较多的N2O，而其春、秋两季都为吸收N2O，但吸收总量小于释放量。（3）闽江口湿地互花米草入侵后，增强了土壤的硝化-反硝化作用，促进了N2O对大气的释放。

土壤氮转化过程对环境的适应性

土壤氮转化过程对环境的适应性 蔡祖聪 土壤与农业可持续发展国家重点实验室；中国科学院南京土壤研究所；江苏南京市北京东路71 号；210008 施用氮肥是提高作物产量、保证粮食安全必不可少的措施。从1995年到2005年的十年间，世界化肥氮生产量从100百万吨增加到121百万吨(Galloway et al., 2008)。如同人类大量利用矿质能源、开垦土地等造成大气CO2浓度持续升高，引发全球变暖的环境问题那样，氮肥施用量的持续增加导致的环境问题也已经成为全球性的问题。 氮是植物的必需元素。对于非豆科植物，主要依靠吸收土壤中的氮作为维持生理活动、合成氨基酸和蛋白质。但是，可以被非豆科植物吸收利用的活性氮（Nr）并不是土壤的原始成分，它是在土壤发育过程逐渐积累起来的。有机氮是土壤积累的活性氮的最主要形态，一般占土壤氮的95%以上。土壤保持有机氮的能力远远于大保持无机氮的能力。由于植物一般只能吸收利用土壤中的无机氮，所以，有机氮只有通过矿化转化成为无机氮以后才能被植物吸收。土壤保持不同形态的无机氮（主要为铵态氮和硝态氮）的能力受环境条件，特别是水分条件的影响。为了将无机氮保持在土壤中，在不同的环境条件下，土壤通过调节氮在不同形态之间的转化速率，将无机氮保持在可被土壤保持的形态。但是，人类活动极大地干扰了土壤保持无机氮的策略，使土壤保持无机氮的能力下降，向环境扩散增加。所以，人类活动导致的环境氮污染，不仅是由于活性氮消耗量增加，而且也是由于人类活动对土壤保氮策略的干扰。前者已经受到高度的关注，但对后者的研究还极其有限。 Climate Change Adaptation for Conservation of Freshwater Ecosystems Jamie PITTOCK WWF Research Associate; Fenner School for Environment & Society, Australian National University; James Pittock Consulting Freshwater ecosystems are at the centre of the crisis in biodiversity loss, for reasons that mostly exclude climate change. For instance, the 2005 Millennium Ecosystem

森林生态系统土壤碳库与碳吸存对氮沉降的响应

森林生态系统土壤碳库与碳吸存对氮沉降的响应 1引言 近几十年来石化燃料燃烧、化肥使用及畜牧业发展等向大气中排放的含氮化合物激增并引起大气 N 沉降成比例增加。并且全球 N 沉降水平预计在未来 25 a 内会加倍，目前人类对全球 N 循环的干扰已经远远超过对地球上其它主要生物地球化学循环的影响。从 20 世纪 80 年代起，欧洲和北美的生态学家就开始在温带森林开展了 N 沉降对森林结构和功能影响的研究。目前，N 沉降研究已成为国际上生态和环境研究的热点内容之一。 土壤碳库是陆地生态系统碳库中最大的贮库，并且是其中非常活跃的部分[10]。全球约有 1.4×1018 ~ 1.5×1018g 碳是以有机质形态储存于地球土壤中，是陆地植被碳库（0.5×1018 ~ 0.6×1018 g）的 2 ~ 3 倍，是大气碳库（0.7×1018 g）的 2 倍[10]。土壤碳库在维持全球碳平衡中的巨大作用使土壤碳库对人类活动的响应已成为国内外研究的热点[11]。由于土壤碳库巨大，它的波动对大气 CO2 浓度产生重要的影响。同时，增加土壤有机碳存储可有效促进陆地生态系统对大气 CO2 固定和延缓温室效应。土壤碳周转速率慢，受各种干扰影响小，能维持较长时期的碳储藏。影响森林生态系统土壤碳库的因素很多，如森林的采伐、开垦、火烧以及在全球变化背景下的全球变暖、UVB 辐射增强、N 沉降等，在这些方面已相继展开了大量研究。目前国内外对土壤碳库的研究多是针对当前环境下某种生态系统的土壤碳含量、碳储量的估算，不能很好的预测全球环境变化对土壤碳库的影响。大气 N 沉降借助其对凋落物分解和土壤呼吸的直接或间接作用，极大地影响了生态系统土壤碳蓄积过程，并且大部分沉降到森林生态系统中的 N 都被固定在土壤中，直接与土壤碳库相互作用[17]。全球存在 116PgC/yr 的碳失汇，部分是由于大气中 N 沉降增加及其与碳循环相互作用的结果[18]。所以深入探讨大气 N 沉降对土壤碳库的影响具有重要的价值，已经成为 2006 年 IGBP 计划第二期中陆地生态系统与大气过程相互作用的研究重点。虽然国内已有了很多关于 N 沉降对凋落物分解和土壤呼吸、根系周转方面的论述，但全面反映N 沉降对土壤碳库影响的研究尚未见报道。本文对国内外在土壤碳库如凋落物分解、土壤呼吸、根系周转等方面对 N 沉降响应的研究进展进行了综述，为进一步开展相关研究作参考。

氮循环

[强化训练] 一、选择题： 1、起固定氮作用的化学反应是（） A、N 2与H 2 在一定条件下合成NH 3 B、NO与O 2 反应生成NO C、NH 3被O 2 氧化成NO和H 2 O D、由NH 3 制备化肥NH 4 HCO 3 2、Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大进展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述不正确的是（） A、NO可以是某些含低价N物质氧化而来的产物 B、NO不溶于水 C、NO可以是某些含高价N物质还原而来的产物 D、NO是红棕色气体 3、将盛有氮气和二氧化氮（假设无N 2O 4 ）混合气体的试管倒立于水中，经过足够长时间后， 试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中氮气与二氧化氮的体积比是（） A、1：1 B、1：2 C、1：3 D、3：1 4、发射卫星的运载火箭，其推进剂引然后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷 出。引然后产生的高温气体主要是CO 2、H 2 O、N 2 、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现 场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是（） A、高温下N 2遇空气生成NO 2 B、CO 2 与NO反应生成CO和NO 2 C、NO遇空气生成NO 2 D、NO和H 2 O反应生成H 2 和NO 2 5、现在城市每日空气质量报告中涉及的污染物主要指的是（） A、SO 3、NO 2 、尘埃 B、CO、NO 2 、尘埃 C、SO 2、NO、可吸入颗粒物 D、SO 2 、NO 2 、可吸入颗粒物 6、下列叙述的内容与光化学烟雾无关的是（） A、引起大气污染的氮氧化物主要是NO、NO 2 B、化石燃料的燃烧产生CO和粉尘污染大气 C、汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一 D、氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用，发生光化学反应产生的有毒物质混合在一起形成浅蓝色烟雾 7、室内空气污染主要来自（） ①建筑物自身；②人自身；③室内装饰材料；④水；⑤人为活动；⑥空气；⑦室外 A、①②④⑤ B、①③⑥⑦ C、①③⑤⑦ D、②③⑤⑦ 8、下列叙述不正确的是（） A、治理光化学烟雾污染，就必须对汽车尾气进行净化处理 B、大气中可吸入颗粒物的源头是工业烟尘和灰尘 C、大气中可吸入颗粒物的直径在10nm以下 D、室内装饰材料挥发出来的有害物质主要是苯和甲醛 9、造成降水pH降低的主要原因，是降水中溶有（） A、亚硫酸、硫酸、硝酸 B、碳酸、硫酸、硝酸 C、氢硫酸、碳酸、硫酸 D、盐酸、硫酸、硝酸 10、食油在锅内过热着了火，离开火炉后，火仍不熄灭，此时熄灭它的最好方法是（） A、立即浇水 B、用灭火器 C、把油泼掉 D、盖严锅盖 11、对某地区空气质量检测的结果显示，二氧化硫的污染指数是40，二氧化氮的污染指数是60，可吸入颗粒物的污染指数是140。以下是对该地区空气状况评价，其中不正确的是（）

土壤全氮的测定凯氏定氮法

土壤学实验讲义 （修订版） 吴彩霞王静李旭东 2012年10月

目录 实验一、土壤分析样品采集与制备 实验二、土壤全氮的测定—凯氏定氮法实验三、土壤速效钾的测定 实验四、土壤有效磷的测定 实验五、土壤有机质的测定 实验六、土壤酸度的测定

实验一土壤分析样品采集与制备 一、实验目的和说明 为开展土壤科学实验，合理用土和改土，除了野外调查和鉴定土壤基础性状外，还须进行必要的室内常规分析测定。而要获得可靠的科学分析数据，必须从正确地进行土壤样品(简称土样)的采集和制备做起。一般土样分析误差来自采样、分样和分析三个方面，而采样误差往往大于分析误差，如果采样缺乏代表性即使室内分析人员的测定技术如何熟练和任何高度精密的分析仪器，测定数据相当准确，也难于如实反映客观实际情况。故土样采集和制备是一项十分细致而重要的工作。 二、实验方法步骤 (一)土样采集 分析某一土壤或土层，只能抽取其中有代表性的少部份土壤，这就是土样。采样的基本要求是使土样具有代表性，即能代表所研究的土壤总体。根据不同的研究目的，可有不同的采样方法。 1.土壤剖面样品 土壤剖面样品是为研究土壤的基本理化性质和发生分类。应按土壤类型，选择有代表性的地点挖掘剖面，根据土壤发生层次由下而上的采集土样，一般在各层的典型部位采集厚约l0厘米的土壤，但耕作层必须要全层柱状连续采样，每层采一公斤；放入干净的布袋或塑料袋内，袋内外均应附有标签，标签上注明采样地点、剖面号码、土层和深度。 图1 土壤剖面坑示意图

2. 土壤混合样品 混合土样多用于耕层土壤的化学分析，一般根据不同的土壤类型和土壤肥力状况，按地块分别采集混合土样。一般要求是： (1)采样点应避免田边、路旁、沟侧、粪底盘以及一些特殊的地形部位。 (2)采样面积一般在20—50亩的地块采集一个混合样可根据实际情况酌情增加样品数。 (3)采样深度依不同分析要求而定，一般土壤表层取0-10cm，取样点不少于5点。可用土钻或铁铲取样，特殊的微量元素分析，如铁元素需改用竹片或塑料工具取样，以防污染。 (4)每点取样深度和数量应相当，集中放入一土袋中，最后充分混匀碾碎，用四分法取对角二组，其余淘汰掉。取样数量约1公斤左右为宜。 (5)采样线路通常采用对角线、棋盘式和蛇形取样法。 (6)装好袋后，栓好内外标签。标签上注明采样地点、深度、采集人和日期，带回室内风干处理 (二)土壤样品制备 样品制备过程中的要求： (1)样品处理过程中不能发生任何物理和化学变化，以免造成分析误差。 (2)样品要均一化，使测定结果能代表整个样品和田间状态。 (3)样品制备过程包括：风干一分选一去杂一磨碎一过筛—混匀一装瓶一保存一登记。 风干一将取回的土样放在通风、干燥和无阳光直射的地方，或摊放在油布、牛皮纸、塑料布上，尽可能铺平并把大土块捏碎，以便风干快些。 分选一若取的土样太多，可在土样均匀摊开后，用“四分法”去掉一部分，留下1000克左右供分析用。 去杂、磨细和过筛一将风干后土样先用台称称出总重量，然后将土样倒在橡皮垫上，碾碎土块，并尽可能挑出样品中的石砾、新生体、侵入体、植物根等杂质，分别放入表面皿或其它容器中；将土样铺平，用木棒轻轻辗压，将辗碎的土壤用带有筛底和筛盖的0.25mm 筛孔的土筛过筛，并盖好盖、防止细土飞扬。不能筛过的部分，再行去杂，余下的土壤铺开再次碾压过筛，直至所有的土壤全部过筛，只剩下石砾为止。(样品通过多大筛孔、应依不同分析要求而定)。 混匀装瓶一将筛过的土壤全部倒在干净的纸上，充分混匀后装入500～1000ml磨口瓶中保存。每个样品瓶上应贴两个标签，大标签贴在瓶盖上。书写标签用HB铅笔或圆珠笔填

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。它的矿化量和矿化速率就成为决定土壤供氮能力的极其重要的因素。土壤有机氮的矿化过程是包括许多过程在内的复杂过程。 ①水解过程蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶的作用下，逐步分解为各种氨基酸。 ②氨化过程氨基酸在多种微生物作用下分解成氨的过程称为氨化过程。如： RCH2OH＋NH3＋CO2＋能量—水解—→ RCHNH2 COOH＋H2O RCHOHCOOH＋NH3＋能量—氧化—→ RCHNH2COOH＋O2 RCOOH＋NH3＋CO2＋能量——还原—→RCHNH2 COOH＋H2

中科院生态环境研究中心土壤学试题[1]

07年中科院生态环境研究中心土壤学试题一：填空与选择：（5分1题） 1、旱地土壤淹水后土壤PH值是（升高/降低/不变） 2、国际制、美国制和中国制中对于“砾”的直径尺寸要求都是大于_________ 3、草甸土、水稻土、沼泽土哪个是地带性土壤：________ 4、 N、P、K中哪些能被矿物固定：________ 5、土壤固相包括哪三个部分：______、________、_________ 6、土壤胶体吸附的Na+、Fe3+、H+中哪些是必须元素_______、哪些是有益元素_________ 二：名词解释（5分1题） 1、土壤肥力（农学家的定义）： 2、地下水临界深度： 三：计算题（10分1题） 1、从“孔度＝孔隙体积/土壤体积” 推导出“孔度＝1－（容重/密度）” 2、（记不清了） 四：实践题（10分1题） 1、试列举提高土壤有机质含量常用的三种措施，并简要解释原理 2、试列举提高土壤氮肥利用率的三种措施，并简要解释原理 3、为什么开垦土壤后土壤有机质会普遍减少？

五：问答题（15分1题） 1、比较团粒结构和非团粒结构土壤肥力特性差异 2、比较旱田和水田的水分运动方式的不同 六论述题（30分1题） 你认为肥沃的土壤应该具备哪些特性？ 09年中科院生态环境研究中心土壤学试题 一简答题 1.主要成土过程: 2.土壤污染物的类型及危害: 3.土壤氧化还原体系: 4.土壤磷循环: 二论述题 1.土壤水分的运动特点及对土壤养分迁移转化的影响; 2.列举一种农作物的耕作措施对土壤碳氮循环的影响; 3.有机质的物理化学生物分组及其对生态系统碳循环的影响。 中科院生态所2006土壤学试题 昨天考完，原来感觉不错，但是对了英语答案，我心悬了，本来估分有370左右的，现在难说了，反正英语问题不小。专业课我想100分以上应该可以吧。我在抄题目的时候老师制止了，还有最后一道25分大题没抄到。 一，名词解释每题5分 土壤土壤肥力粘土矿物电荷零点土壤污染土壤缓冲容量土壤微生物生物量消化作用富铝化作用土壤诊断层 二，简答题每题10分 1。简述高岭石，蛭石和绿泥石的结构特征和主要性质 2。简述土壤有机质转化过程（矿质化过程和腐殖化过程）

水质的氮循环

在养殖水体中，有机污染物包括氮、碳、磷、硫4种主要物质，而后3者形成的产物在氧气充足的条件下对鱼类的影响程度不是很大，当氮以分子氨态或亚硝酸盐氮态存在时，却会对水生动物产生很强的神经性毒害。当前以强饲为特征的集约养殖方式加大了水体有机氮物质分解转化的负荷，微生物分解环节严重受阻，从而成为水体系统循环过程的制约瓶颈与顽结，造成水体富营养化甚至污染，引发出诸多病害、药残、食品隐患等问题。水体系统的氨氮循环及污染治理已成为世界性关注的环境问题和研究热点。 1 养殖水体内氨氮循环与脱氮过程 水体氮素的来源构成 集约养殖水体氮素的来源主体为饵料残剩物和粪便排泄物的分解，其次为老化池塘底泥沉积物氨化分解，再次为施肥积累。养殖生产包括自然再生产过程与经济再生产过程，然而传统的养殖方式片面追求产量经济效益，强化水体系统外的能量物质的投入。过量的投饵，形成大量有机代谢废物的沉积，致使水体系统的分解环节受抑制，造成硝化反应难以通畅完全进行，自净能力减弱，产生多种有机酸及氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、甲烷等中间有毒有害产物同时，这些中间有毒产物也可再由含氮化合物通过反硝化细菌还原而返复积累。自然状态下水体氮素的来源：①一些固氮藻类及固氮细菌能把大气层中的氮气转变为有效氮；②鱼类等水生动物的最终代谢产物主要为氨态氮（NH3），其次为尿素和尿酸；③藻类细胞自溶与有机碎屑沉积物的矿化作用，使以颗粒状结合着的有机氮以NH3－N的形式释放到水体中；④地面泾流及域外污水串用带来的氮的污染问题也愈加突出，等等。对自然状态

的氮素来源构成及转化过程应清楚把握和准确运用，才能不悖其水体物质转化循环规律，达到健康高效生态养殖的目的。 养殖水体生态系统的生物组成 消费者、分解者、生产者是养殖水体生态系统的生物组成部分。其特点是：①消费者：鱼虾类养殖动物为整个生态系统的核心，数量多、投饵量大，产生大量的排泄物和残饵； ②分解者：微生物的数量与种类较少，大量的有机物无法及时分解，经常处于超负荷状态，水质恶化；③生产者：藻类数量少，无法充分利用有机物降解产生的营养盐类，导致NH3-N 和-N等有害物质积累以至污染。因此，这种片面强调消费者，而忽视分解者和生产者的生态系统是极为不平衡的，常使其循环过程存在两处“瓶颈”梗阻。 水体物质循环的中间部位 即有机物的生物分解转化环节,水中有机物在异养微生物的作用下，第一阶段是碳氧化阶段，初步被分解出的产物是二氧化碳（CO2）和氨态氮，氮物质大部分以NH4+·NH3的形式释放出来。在自然条件下（温度为20℃），一般有机物第一阶段的氧化分解可在20d 内完成。第二阶段是氨物质的硝化过程，在亚硝化细菌的作用下氨（NH4+·NH3）被氧化成亚硝态氮（NO3--N）；在硝化细菌的作用下再进一步被氧化成植物生长所需要的硝态氮（NO3--N）。在20℃自然条件下，第二阶段的氧化分解需百日才能最终完成。当水体缺氧时，另有一类反硝化细菌可以把硝酸盐（NO3-）还原为亚硝酸盐（NO3-），再还原为氨氮或游离氨或氮气，失去营养作用，成为植物不能直接利用的氮。这种游离氨或氮气由水体界面

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式土壤部分初稿

土壤中氮素转化过程及植物吸收方式 我国耕地土壤全氮含量为 0.04?0.35 %之间，且土壤有机质含量呈正相关。其 氮素来源包括： 生物固氮、降水、农业灌溉和施肥等，而目前肥料是农田土壤氮 肥的主要来源。 绍： 下面就从土壤中氮素的主要表现形态和转化过程等进行详细的介 （一） 土壤中氮素的主要形态 水溶性速效氮源 ＜全氮的5%包括游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物等 有机氮水解性缓效氮源占50?70%包括 蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类 （＞98%）非水解性难利用占30?50%包括杂环态氮、缩胺类 注明：其中无机氮包括： 铵态氮（NH 4+ — N ）、硝态氮（N6 — N ）、亚硝态氮（NQ - — N ）三种主要形 态。 般情况下，土壤中存在的主要是有机态氮，占土壤总氮的 90~98% 土壤中氮的形态 「水溶件 速效氮源 ＜ 全氮的5% 右机氮｛水解 性缓效氮源占40%-60% （＞98%） I 非水斛性 难利用占40%-50% 土壤溶液中 土壤胶体吸附 2： 1型粘上矿物固定有机氮 矿化作用 1川尢什川 上无机氮 离子态 无机氮 吸 附 （1?2%）固定态 土壤溶液中 吸附态 土壤胶体吸附 :1型粘土矿物固定 「离子态 无机氮寸 吸附态 固建态

（二）土壤中氮素的转化过程 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。它的矿化量和矿化速 率就成为决定土壤供氮能力的极其重要的因素。土壤有机氮的矿化过程 是包括许多过程在内的复杂过程。 ① 水解过程 蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶的作用下，逐步 分解为各种氨基酸。 ② 氨化过程 氨基酸在多种微生物作用下分解成氨的过程称为氨 化过程。如： RCHOI+ NH 3 + CQ + 能量 一水解一-> RCHNH 2COOH- H 2O RCHOHCOOHN" + 能量 一氧化一-> RCHNHCOO + Q RCOO + NH3 + CQ + 能量—— 还原一-> RCHN 2COO + H 2 由此可见，氨化作用可在多种多样条件下进行。无论水田、旱田，只要 微生物活动旺盛，氨化作用都可以进行。 氨化 作用 产生 的铵 态氮能 被植 物和 微生 物 吸收 利用 ，是 农作 物的 优良 氮素 营 养 。未 被作物 吸收 利用 的铵 ，可被 土壤 胶体 吸收 保 存。但在 旱地 通气 良好 的条 件下，铵态 氮可 进一 步为微 生物 转化 。 r 钱态氮 风素在土塢中变化的示意图 ” NO, N :0 硝态氮上 吸附杰镀或 水体中的 固定态皴 硝态氮 有 机 态 氮

氮循环及生物固氮

氮素在自然界中有多种存在形式，其中，数量最多的是大气中的氮气，总量约3.9×10^15 t。除了少数原核生物以外，其他所有的生物都不能直接利用氮气。目前，陆地上生物体内储存的有机氮的总量达1.1×10^10～1.4×10^10 t。这部分氮素的数量尽管不算多，但是能够迅速地再循环，从而可以反复地供植物吸收利用。存在于土壤中的有机氮总量约为 3.0×10^11 t，这部分氮素可以逐年分解成无机态氮供植物吸收利用。海洋中的有机氮约为5.0×10^11 t，这部分氮素可以被海洋生物循环利用。 构成氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。 植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程叫做生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程叫做氨化作用。在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的 氮循环 作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程叫做反硝化作用。 大气中的分子态氮被还原成氨，这一过程叫做固氮作用。没有固氮作用，大气中的分子态氮就不能被植物吸收利用。地球上固氮作用的途径有三种：生物固氮、工业固氮（用高温、高压和化学催化的方法，将氮转化成氨）和高能固氮（如闪电等高空瞬间放电所产生的高能，可以使空气中的氮与水中的氢结合，形成氨和硝酸，氨和硝酸则由雨水带到地面）。据科学家估算，每年生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右，可见，生物固氮在地球的氮循环中具有十分重要的作用。

水质的氮循环

水质的氮循环 在养殖水体中，有机污染物包括氮、碳、磷、硫4 种主要物质，而后3 者形成的产物在氧气充足的条件下对鱼类的影响程度不是很大，当氮以分子氨态或亚硝酸盐氮态存在时，却会对水生动物产生很强的神经性毒害。当前以强饲为特征的集约养殖方式加大了水体有机氮物质分解转化的负荷，微生物分解环节严重受阻，从而成为水体系统循环过程的制约瓶颈与顽结，造成水体富营养化甚至污染，引发出诸多病害、药残、食品隐患等问题。水体系统的氨氮循环及污染治理已成为世界性关注的环境问题和研究热点。 1养殖水体内氨氮循环与脱氮过程 1.1水体氮素的来源构成 集约养殖水体氮素的来源主体为饵料残剩物和粪便排泄物的分解，其次为老化池塘底泥沉积物氨化分解，再次为施肥积累。养殖生产包括自然再生产过程与经济再生产过程，然而传统的养殖方式片面追求产量经济效益，强化水体系统外的能量物质的投入。过量的投饵，形成大量有机代谢废物的沉积，致使水体系统的分解环节受抑制，造成硝化反应难以通畅完全进行，自净能力减弱，产生多种有机酸及氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、甲烷等中间有毒有害产物同时，这些中间有毒产物也可再由含氮化合物通过反硝化细菌还原而返复积累。 自然状态下水体氮素的来源：①一些固氮藻类及固氮细菌能把大气层中的氮气转变为有效 氮；②鱼类等水生动物的最终代谢产物主要为氨态氮（NH3，其次为尿素和尿酸；③藻类 细胞自溶与有机碎屑沉积物的矿化作用，使以颗粒状结合着的有机氮以NH3－N 的形式释放

到水体中；④地面泾流及域外污水串用带来的氮的污染问题也愈加突出，等等。对自然状态 的氮素来源构成及转化过程应清楚把握和准确运用，才能不悖其水体物质转化循环规律，达到健康高效生态养殖的目的。 1.2养殖水体生态系统的生物组成 消费者、分解者、生产者是养殖水体生态系统的生物组成部分。其特点是：①消费者： 鱼虾类养殖动物为整个生态系统的核心，数量多、投饵量大，产生大量的排泄物和残饵；② 分解者：微生物的数量与种类较少，大量的有机物无法及时分解，经常处于超负荷状态，水质恶化；③生产者：藻类数量少，无法充分利用有机物降解产生的营养盐类，导致NH3-N 和-N等有害物质积累以至污染。因此，这种片面强调消费者，而忽视分解者和生产者的生态系统是极为不平衡的，常使其循环过程存在两处“瓶颈”梗阻。 1.3水体物质循环的中间部位 即有机物的生物分解转化环节, 水中有机物在异养微生物的作用下，第一阶段是碳氧化 阶段，初步被分解出的产物是二氧化碳（CO2和氨态氮，氮物质大部分以NH4+?NH3的形 式释放出来。在自然条件下（温度为20C）, —般有机物第一阶段的氧化分解可在20d内 完成。第二阶段是氨物质的硝化过程，在亚硝化细菌的作用下氨（NH4+?NH3被氧化成亚 硝态氮（N03--N）;在硝化细菌的作用下再进一步被氧化成植物生长所需要的硝态氮 （N03--N）。在20C自然条件下，第二阶段的氧化分解需百日才能最终完成。当水体缺氧

土壤中的氮素及其转化

土壤中的氮素及其转化 1?土壤中氮素的来源和含量 1.1来源 ①施入土壤中的化学氮肥和有机肥料；②动植物残体的归还；③生物固氮； ④雷电降雨带来的N03—N。 1.2含量 我国耕地土壤全氮含量为0.04%~0.35%之间，与土壤有机质含量呈正相关 2.土壤中氮素的形态 3.土壤中氮素的转化

3.1有机氮的矿化作用 定义：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程。 过程：有机氮'氨基酸k NH4J N +有机酸 结果：生成NH4+-N （使土壤中有机态的氮有效化） 3.2 土壤粘土矿物对NH4+的固定 定义：①吸附固定（土壤胶体吸附）：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4 +的吸附作用 ②晶格固定（粘土矿物固定）：NH4 +进入2:1型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用 过程： 结果：减缓NH4+的供应程度（优点？缺点? 3.3氨的挥发 定义：在中性或碱性条件下，土壤中的NH4+转化为NH3而挥发的过程

过程： 结果：造成氮素损失 3.4硝化作用 定义：通气良好条件下，土壤中的NH4+在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象 过程： 结果：形成NO-N 禾I」：为喜硝植物提供氮素 弊：易随水流失和发生反硝化作用 3.5无机氮的生物固定 定义：土壤中的铵态氮和硝态氮被植物体或者微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象。

过程: 结果：减缓氮的供应，可减少氮素的损失

3.6反硝化作用 定义：嫌气条件下，土壤中的硝态氮在反硝化细菌作用下还原为气态氮从土 壤中逸失的现象 过程： 结果：造成氮素的气态挥发损失，并污染大气 3.7硝酸盐的淋洗损失 NO3-不能被土壤胶体吸附，过多的硝态氮容易随降水或灌溉水流失。 结果：氮素损失，并污染水体 4.小结：土壤有效氮增加和减少的途径 增加途径：①施肥（有机肥、化肥）；②氨化作用；③硝化作用（喜硝作物力④ 生物固氮；⑤雷电降雨 降低途径：①植物吸收带走；②氨的挥发损失；③硝化作用（喜铵作物弱④ 反硝化作用；⑤硝酸盐淋失；⑥生物和吸附固定（暂时）

2020年(生物科技行业)生物脱氮过程中氮的转化途径的初探

（生物科技行业）生物脱氮过程中氮的转化途径的初 探

生物脱氮过程中氮的转化途径的初探 摘要近些年来，出现了壹些新的脱氮的工艺，对生物脱氮的原理的研究也进壹步深入，这使脱氮的理论不断地得到发展和完善。本文结合实验室小型SBR试验的结果，围绕脱氮过程中N2O的产生中对脱氮途径进行了介绍，其目的在于使人们对这些不同的途径有更深的认识。其中很有必要的壹项工作便是对这些脱氮途径作出了明确的定义，且将它们进行了区分。最后对壹些尚未能解释的问题以及壹些假设作了讨论。 1．简介 对氮元素转化途径的研究起源于农业中对氮肥在土壤中的转化的探讨。土壤系统中氮元素总的输入和输出的不平衡使科学家们困惑了50多年（e.g.Allison,1995），同样的情况也出当下许多水处理的脱氮工艺中，这使得人们对氮元素其它转化途径的研究产生了兴趣。最初人们对生物脱氮的认识是NH3或NH4＋在微生物的作用下转化为NO2-以及NO3-，后俩者再转化为N2而达到氮的去除，当下见来这种认识是比较粗略的。 对脱氮其它途径的研究实际上能够归结为对脱氮过程中间产物以及他们产生的环境条件和微生物机理的研究。这些中间产物包括NO、N2O以及N2。N2O是壹种对环境影响极大的温室气体，它的主要去向是在大气的同温层中原子态的氧反应生成NO，NO对臭氧层会造成破坏（Bliefert,1994）。这就使得许多水处理工艺虽然实现了水体中脱氮但却有可能对大气造成影响。 2．实验结果的分析 实验室中SBR反应器是壹个有效容积为4L的有机玻璃柱，每个周期10.5小时，实验工序为：进水→厌氧搅拌3hr→曝气8hr→厌氧搅拌1.5hr→沉淀1hr→排水，每个周期排水2L进水2L，曝气阶段溶解氧控制在2.5～3.0mg/L。在通过对照试验基本排除了游离氨被吹脱的可能之后，采用试验进水CODcr为720mg/L,NH4＋-N为110mg/L，在系统稳定运行之后对壹周期各阶段内水相中各种氮化合物的浓度进行跟踪试验。实验期间每间隔1hr测定

模拟增温对小麦田土壤碳氮循环过程的影响

模拟增温对小麦田土壤碳氮循环过程的影响

一、研究背景 1.气候变化 由于化石燃料的燃烧和土地利用方式的变化，大气中温室气体浓度快速上升，加快了气候变暖趋势，由温室效应导致的全球变暖已经成为最热门的环境问题之一。在全球温度变暖的气候条件下，我国在最近100年来，地表平均温度表现出明显上升趋势，其升温幅度大约在0.5—0.8℃之间，这比同时期的全球温度变化上升幅度的平均值（0.6±0.2℃）略高[1]。我国这近100年的气温上升在冬季和春季最为明显，而夏季的气温变化并不明显，这与全球以及北半球的平均气温变化情况相一致[2]。根据中国科学家利用气候模式预估的结果表明，未来50—100年全球地表温度将继续上升。在21世纪，全球和东亚地区表现出明显的气温上升，在中高纬度地区的气湿上升又大于中低绅度地区，尤其在冬季和夏季气温上升现象更为明显。未来气温变暖的幅度将随着温室气体排放的情景和模式产生一定的差异。根据以上的预测结果，全球气温将出现在过去一万内从未有过的变化，这对全球环境变化以及生态系统造成巨大的冲击作用，从而将导致一系列的环境问题，比如海平面上升、生态系统生物种群的变化、降水的时空分布和格局变化等，直接或间接的对人类赖以生存的陆地生态系统产生重大影响（IPCC，2001）。20世纪50年代以来，观测到的气候系统的许多变化是过去几十年甚至千年以来史无前例的，包括大气和海洋的温度升高、冰雪覆盖面积减少。 （1）大气观测事实 过去30年，每10年地表温度的增暖幅度高于1850年以来的任何时期。在北半球，1983-2012年可能是最近1400年来气温最高的30年，21世纪的第一个10年是最暖的10年。全球地表持续升温，结合陆地与海洋的地表温度数据，通过线性趋势计算1880-2012年全球平均温度已升温0.85℃。基于最长的数据库资料，1885-1900年平均和2003-2013年平均相差0.78℃。 20世纪末的升温是横跨全球的，虽然在大陆尺度恢复的中世纪暖期（AD 950-1250）在一些地区的气温与20世纪末一样高，但仅限于区域性升温，并未像20世纪末一样是跨地域全球性的升温 自20世纪中叶以来，可以肯定的是全球对流层已经升温。更完整的观测表明，对流层温度变化在北半球温带的估算比其他地方的信度更高。自1901年以