第二节土壤氮素与环境质量综述

第七章土壤与植物氮素营养及化学氮肥第一节土壤氮素营养一、土壤中氮素的来源及其含量（一）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质、植被、气候等影响，同时也受人为因素如利用方式、耕作、施肥及灌溉等措施的影响。

我国自然植被下土壤表土中氮素的含量与有机质含量密切相关。

我国土壤含氮量的地域性规律：北增加西长江东增加南增加一般农业土壤耕层氮素含量在0.5-3.0g/kg之间。

较高的氮素含量往往被看成为土壤肥沃程度的重要标志。

表层含氮量最高，以下各层随深度增加而锐减。

(三)、土壤中氮的形态1. 无机氮吸附态土壤胶体吸附(1～2％) 固定态2：1型粘土矿物固定水溶性速效氮源<全氮的5%2. 有机氮水解性缓效氮源占50～70%(>98%) 非水解性难利用占30～50%离子态土壤溶液中（1）土壤无机态氮:位于粘土矿物晶层间的固定态铵是数量最大的一部分。

（1）土壤无机态氮交换性NH4+、溶液中NH4+和NO3-最易被植物吸收，一般为几个mg/kg，具有重要的农学意义。

土壤无机氮还包括NO2-,一些含氮气体，如NH3、N2O、NO、NO2等。

N2O是温室气体之一。

（2）土壤有机态氮一般情况下土壤有机态氮构成了土壤全氮的绝大部分。

土壤有机态氮的组成较为复杂，以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、磷脂、各种胺、维生素等。

绝大多数有机态氮存在于土壤固相中，只有很少量的存在于土壤液相中。

(四)、土壤中氮的转化NH3 N2、NO、N2O矿化作用硝化作用生物固定有机质铵态氮硝态氮有机氮生物固定硝酸还原作用吸附态铵水体中的硝态氮或固定态铵（一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）与生物固持作用矿化作用：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解生成氨的过程。

氮素对植物生长和品质的影响研究氮素是植物生长过程中必不可少的营养元素之一，它不仅影响着植物的整体生长状态，同时也与植物的产量和品质密切相关。

氮素的供应方式、用量及施肥时间等因素都会对植物生长和品质产生不同的影响。

一、氮素对植物生长的影响氮素是构成植物生命体系必需的营养元素之一，植物在营养生长过程中必须吸收足够的氮素。

氮素不足会导致植物过早凋萎，影响植物的正常生长。

相反，植物吸收过量的氮素时也会对植物产生负面影响，包括生长过快、易生病、过度生长造成秆粗叶瘤等。

因此，植物在营养生长过程中需要得到适量的氮素供应，达到保证正常生长的需求。

二、氮素的施肥方式和用量氮素的施肥方式和用量是决定植物生长和品质的关键因素之一。

不同作物在不同生长期对氮素的需求量也不同，同时，不同氮肥施用方式也会影响植物对氮素的吸收。

将化肥加到土壤中，营养物质就会被土壤中的微生物吸收分解、转换成植物可利用的形式, 因此土壤环境对于管理植物生长过程中非常重要。

确切的施肥时间和合适的用量，有助于保障植物获得足够的氮素供应。

三、氮素对植物品质的影响氮素在供应稳定的情况下，对植物的生长是有正面促进作用的，尤其是在植物形态上的影响，使牲畜在食用植物后对于氮素的吸收效率更高、更易于消化吸收。

但是，当氮素过量时，植物则会生长上升而不是优化其营养价值。

对于部分蔬菜，特定种类的氮素过量还会造成硝化作用导致的毒性问题。

因此，在发展农业生产过程中需要严格控制氮素施用量，以避免对环境和人体健康产生负面影响。

总结来说，氮素是植物生长和品质的重要决定因素。

适量的氮素施用对于植物的生长和品质有积极作用，但过量氮素则会对植物品质产生负面影响。

为了保护环境和人类健康，我们需要合理的氮素施用方式，减轻氮素对环境和人类的影响，并加强对植物营养组成的研究，以优化植物生长和品质，促进人们的健康生活。

u土壤肥料农田氮素流失对环境的污染现状及防治对策葛鑫戴其根霍中洋许轲(扬州大学农学院农学系稻麦室江苏扬州225009)摘要从地表水、地下水、大气以及农产品这4个方面,概述了农田氮素流失对环境的污染现状:全面阐述了控制农田氮素流失的防治对策,指出实施生态农业政策、优化氮肥管理、选育氮高效品种以及控制/缓释肥料的应用,将是今后农业生产的发展方向。

关键词农田氮素流失污染防治对策氮素是农作物从土壤中吸收数量最多的营养元素,氮肥的施用对提高农作物产量效果十分显著。

为实现作物高产更高产的目标,80年代以来氮肥的施用量迅速增长,目前中国已是世界上消费化肥最多的国家,施肥水平已位居世界前列,而肥料利用率却远远低于世界先进国家水平[1]。

氮肥的大量流失,不仅造成了经济上的巨大损失,而且严重地污染了环境,对人类健康构成了潜在的威胁。

因此,如何有效地控制农田氮素流失已是农业生产中迫切需要解决的问题。

1农田氮素流失对环境的污染有研究认为氮素施入土壤后,15N损失为33%~ 74%[2],残留土壤中的氮素占肥料氮的10%~40%[3]。

氮素的损失率高低与土壤类型、施氮量、氮肥品种等多种因素有关。

造成这些损失的原因主要归结为淋洗损失、硝化O反硝化损失、挥发损失以及地表径流损失。

以上各种途径损失的氮素主要从4个方面污染环境:进入地下水和地表水,造成地下水和地表水中N O-3O N,NO-2O N和N+4O N的富集外,以硝酸盐的形式在植物体内累积,降低食品和饲料品质,以气体的形式逸散到大气中,造成对大气的污染。

1.1对地表水的污染近年来,我国湖泊、水库的水质富营养化问题日趋严重,处于富营养化状态的湖泊和水库,大部分位于我国东部平原地区,特别是长江中下游密集型农业区。

对江苏太湖地区的地表水调查结果表明,各河流(均为缓河流)总氮偏量超标率88%~100%,湖水样总N含量超标率100%。

太湖97%面积的水体已经呈中富营养状态,使近几年大面积蓝藻爆发。

氮肥的合理施用氮素是限制作物产量和品质的主要元素之一。

称为生命元素。

一、土壤氮素（一）土壤氮素的含量我国土壤全氮含量变化很大，变幅0.4--3.8g/kg,平均为1.3g/kg,多数和土壤在0.5--1.0g/kg。

土壤中的氮素含量与气候、地形、植物、成土母质、农业利用的方式及年限。

（二）土壤氮素的来源耕作土壤中氮的来源主要有：生物固氮、降水、尘埃、施入的肥料、土壤吸附空气中的NH3、灌溉水和地下水的补给，其中生物固氮和施肥是主要来源方式。

（三）土壤氮素的形态（四）土壤氮素的转化1.矿化作用矿化作用是指在土壤中的有机物经过矿化作用分解成无机氮素的过程。

矿化作用主要分为两步：水解作用和氨化作用。

水解作用是指在蛋白质水解酶、纤维素水解酶、木酵素菌等各种水解酶的作用下将高分子的蛋白质、纤维素、脂肪、糖类分解成为各种氨基酸。

氨化作用是指土壤中的有机氮化物在微生物——氨化细菌的作用下进一步分解成为铵离子（NH4+）或氨气（NH3）。

2.硝化作用土壤中的氨（NH3）或铵离子（NH4+）在硝化细菌的作用下转化为硝酸的过程叫硝化作用。

硝化作用产生的硝态氮是作物最容易吸收的氮素。

3.反硝化作用反硝化作用是硝酸盐或亚硝酸盐还原为气体分子态氮氧化物的过程中。

4.土壤中的生物固氮作用土壤中的生物固氮作用是指通过一些生物所有的固氮菌将土壤空气中气态的氮被植物根系所固定而存在于土壤中的氮，生物固氮作用一般发生在豆科植物的根系。

5.土壤对氮素的固定与释放土壤中的氮素在处于铵离子状态时可以从土壤溶液中被颗粒表面所吸附，另一方面被土壤吸附的铵离子还可以被释放出返回土壤溶液中。

在一定条件下铵离子在固相和液相之间处于一种动态平衡状态。

6.氮素在土壤中的淋溶作用土壤中以硝酸或亚硝酸形态存在的氮素在灌溉条件下，随着灌溉水的下渗作用。

7.氨的挥发作用铵转化成氨气损失掉的过程。

二、氮肥的性质和施用氨态氮肥 NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2SO4根据氮素的形态分硝态氮肥与硝铵态氮肥 NH4NO3酰胺态氮肥 CO(NH2)2速效氮肥根据肥效分缓（长）效氮肥（一）铵态氮肥的特点与施用1.铵态氮肥的特点氮素形态以氨或铵离子形态存在的氮肥称为铵态氮肥。