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土壤氮素转化研究进展
吉林农业科学 ():
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文章编号:
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土壤氮素转化研究进展
张金波,宋长春
! 中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林 长春 #$$ %
摘 要:土壤氮素转化是生物 土壤生态系统中氮素循环的重要一环。论述了近年来有
’
关氮素矿化作用、硝化作用’ 反硝化作用、微生物体氮方面的研究,并对未来的研究方向作
了展望。
关键词:土壤;氮素转化;矿化作用;硝化作用;微生物
中图分类号: 文献标识码:
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氮是植物生长和发育所需的大量营养元素之一 也是植物从土壤中吸收量最大的矿
-
质元素,土壤氮库中的氮主要以有机氮的形式存在,无机氮仅占土壤总氮的 弱,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吸收的有效态氮。因此,了解土壤中的氮素转化具有重要意义。
氮素的转化包括含氮有机质的矿化过程、硝化’反硝化过程、腐殖质的形成过程、植
物和微生物对有效态氮的吸收固定作用以及粘土矿物对 /012 吸收固定。氮矿化速率决
定了土壤中用于植物生长的氮素的可利用性。氮的可利用性限制了植物对土壤氮素的
养分利用效率,直接影响生态系统的生产力;氮的可利用性还与植物群落演替之间有密
切的联系-是群落演替的主要限制因素。硝化作用消耗了氨态氮,减少了氨的挥发损失,
但是,硝化作用形成的硝态氮极易遭淋失而污染水体,反硝化作用可引起氮的气态损失
而污染大气,这关系到环境污染和氮素经济利用;同时,氮氧化物是重要的温室气体。因
此,氮素转化研究对于揭示生态系统功能、生物地球化学循环过程的本质有重要意义。
! 土壤有机氮矿化研究
氮矿化是指土壤有机碎屑中的氮素,在土壤动物和微生物的作用下,由难以被植物
利用的有机态转化为可被植物利用的无机态 主要为氨态氮 的过程。土壤氮素矿化受土
!
壤肥力、土壤基质、土壤水热条件和土壤微生物等因素的综合影响,可将其影响因素归
成 # 类:环境因子、凋落物质量和土壤动物与微生物。其中环境因子中的土壤温度和湿
度是影响土壤氮矿化的重要因子。
!,! 温度和湿度对氮矿化的影响
土壤氮素矿化是由微生物调控的生物过程-而微生物的种群大小和活性与土壤的温
度和湿度等环境因素密切相关。土壤温度和水分含量对土壤氮素矿化的影响可分为直
收稿日期:
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基金项目:中国科学院知识创新工程重大项目 ( )、( )、( )支持。
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作者简介:
张金波! 9:9’ ,男,硕士,研究方向为环境化学。
K 期 张金波等:土壤氮素转化研究进展 (L
接影响和间接影响,水分的可利用性直接影响微生物活性,同时,水还通过控制土壤中
! 的扩散来间接影响氮矿化和好氧微生物的活性;同样,温度也直接影响生物化学过
程,间接的影响微生物的耗氧量和土壤好气环境。一般认为,最适于微生物活动的土壤
湿度,相当于土壤最大持水量的#$%’$% ;在土壤温度 $ ()* 范围内,随着温度的增
高,微
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