N-cycle 氮循环

氮循环公式氮循环是一种生物圈的重要环路，它有助于维持生物群体的平衡，同时也是人类在地球自然环境中生存的基础。

因此，了解氮循环公式非常重要。

氮循环公式是一组化学方程，用来描述氮在地球上的各种过程，包括进入大气、土壤和植物、在植物和动物之间流动以及排放回大气等。

掌握氮循环公式有助于科学家和研究人员更好地理解氮在自然界的作用和流动方式，以及氮的重要性。

氮循环公式概括了氮在大气、土壤和生物界中的流动和转化。

在大气中，氮气（N2）主要来自天然气源，或者由人类从大气中排放。

大气中的氮气通过氮化反应（N2 + 3H22NH3）转化为氨（NH3），或者被微生物分解成硝酸根。

硝酸根（NO3 -）可以通过土壤进入植物，在植物中进行光合作用，形成氮元素，从而可以通过植物的乳汁和叶片流入动物体内，形成有机的氮形式。

有机的氮又可以通过动物的排泄物和死亡流入土壤，在土壤中可以分解成氨和硝酸根，最终又回到大气中，从而完成氮循环。

氮循环公式将大气、土壤和生物界的氮过程归纳为复杂的化学方程，公式如下：1.气中的氮气（N2）到植物和动物体内：大气中N2 + 三价氢气（H2）→二价氨气（NH3）+能2.物和动物体内的氮元素：二价氨气（NH3）+气（O2）→有机氮（N）+能3.物和动物体外的氮元素：有机氮（N）+壤中的硝酸根（NO3-）→氨气（NH3）+氧气（O2） 4.到大气中的氮气：氨气（NH3）+能→N2 + H2O氮循环公式对科学家而言是一份重要的工具，帮助更深入地理解氮循环中发生的各种过程，有助于科研和保护大气环境的实践。

此外，氮循环公式的理解也有助于我们更好地保护我们的海洋和河流、森林、草原及其他生物多样性，也有助于科学家们更好地了解氮的对抗性和搬运能力，以及氮的生物效应，最终促进生态平衡。

总之，氮循环公式是一组复杂的关于氮的科学方程，它概括了氮在大气、土壤和生物界中的流动和转化过程。

了解氮循环公式，有助于科学家和研究人员更好地理解氮在自然界的作用和流动方式，以及氮的重要性，从而促进生态平衡。

海洋之所以能消化所有生物的排泄物，将污水转化为净水，全靠海洋中居住着数量有如恒河沙数般多的益菌，它们吃掉这些溶入水中的污物，将毒素变为无害于生物的物质。

而在鱼缸内，我们就是要模仿这种生态系统，也是各位新手常听到的N-Cycle(氮循环)。

Nitrogen Cycle (N-Cycle) 氮循环究竟是怎样进行的呢? 除了氧、二氧化炭等为人所熟悉的气休外，其中一种叫做氮(Nitrogen, 以后称简称化学名N2)。

而鱼儿的排泄物会在水中产生有机氮(Organic N2)。

Organic N2会在水中变成阿蒙尼亚(以后简称化学名NH4)。

NH4对生物来说是致命的毒素，幸好NH4水中较容易转化成亚硝酸盐(以后以后简称化学名NO2)，同时靠着水中的硝化细菌也能够将之变为NO2。

但是，NO2本身对生物来说也是一种剧毒，稍高的NO2浓度也能轻易杀死生物。

而水中的好氧菌(其中一种硝化细菌)在氧气充足的环境下就能硝化NO2并将之变成硝酸盐(以后简称化学名NO3)。

NO3对鱼儿来说并非O致命的毒素，因此鱼儿能忍受NO3浓度较高的环境，但是对珊瑚等软体生物来说却是致命物质，稍高浓度的NO3值也使珊瑚不再"开花"，继而死亡。

而在海中，厌氧菌(其中一种硝化细菌)就能硝化NO3并将之变回N2，无害的氮；同时，海中的藻类和苔类植物也视NO3为养份而消化掉并排出Organic N2。

硝化细菌的生存、繁殖条件?在N-Cycle中，硝化细菌扮演着主要的角色，而我们就是要了解好氧菌和厌氧菌这两种硝化细菌的生存绦件。

好氧菌，释如其名，它是一种"喜欢"氧气的细菌，在"呼吸"氧气的环境下，它可以"吃掉"NH4及NO2，化为生存的能量，最后"排出"NO3。

所以，即使有大量NH4或NO2，但是在没有氧气的环境下，好氧菌会"窒息"，并不能存活；同样，虽然有大量氧气提供，却没有NH4或NO2等"食物"，好氧菌也不能生存。

氮循环驱动机理氮循环是指自然界中氮元素在不同形式之间的转化过程。

氮是生命中不可或缺的元素，它是蛋白质、核酸和维生素等重要有机分子的组成部分。

然而，大气中的氮气（N2）对绝大部分生物来说是不可利用的，因为氮气的三键非常稳定，难以被生物直接利用。

因此，氮循环是维持生物系统正常运作所必需的。

氮循环驱动机理主要包括氮固定、氨化、硝化、反硝化和脱氮等过程。

首先，氮固定是指将大气中的氮气固定成可供生物利用的形式。

这一过程可以通过两种途径进行：非生物固氮和生物固氮。

非生物固氮是指在高温高压下，人工合成氨肥。

而生物固氮则是指通过生物体的作用将氮气转化为氨（NH3）或氮化合物，包括植物的根部和一些细菌的作用。

这些细菌中的一类细菌，称为固氮细菌，可以将氮气转化成氨，以便植物吸收利用。

接下来，氨化是将氮固定后的氨转化为一价阳离子氮态。

氨化的过程主要发生在土壤中，一些细菌通过氧化还原反应将氨氧化成亚氨（NH2-）或氨根离子（NH4+）。

这一过程既可以供给植物的氮源，也可以保持土壤中的氮素平衡。

第三个过程是硝化，是将氨氧化成亚硝酸盐（NO2-）和硝酸盐（NO3-）。

硝化过程一般由两种细菌完成，一种是氨氧化细菌，它将氨氧化成亚硝酸盐；另一种是亚硝酸氧化细菌，它将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。

硝酸盐是植物能直接吸收和利用的形式，因此硝化是提供植物氮源的重要环节。

反硝化是将硝酸盐还原成氮气的过程。

在缺氧的条件下，一些细菌可以利用硝酸盐作为电子受体进行呼吸代谢，产生一氧化氮（NO）、亚氮酸盐（NO2-）和氮气（N2）。

这一过程不仅有助于氮的循环回归大气中，也减少了土壤中过多的硝酸盐对生态环境和水体的污染。

最后一个过程是脱氮，直接将氮气释放到大气中。

脱氮过程主要发生在湖泊、河流和海洋等水体中。

当水体中的氮含量过高时，一些细菌通过呼吸代谢将氮气释放到大气中，以维持水体中氮的平衡。

综上所述，氮循环驱动机理是一系列复杂的化学和生物转化过程，通过这些过程，氮元素在大气、土壤和水体之间转化，为生物体提供所需的氮源。

氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环.氮在自然界中的循环转化过程.是生物圈内基本的物质循环之一.如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤,为动植物所利用,最终又在微生物的参与下返回大气中,如此反覆循环,以至无穷.空气中含有大约78%的氮气,占有绝大部分的氮元素.氮是许多生物过程的基本元素；它存在于所有组成蛋白质的氨基酸中,是构成诸如DNA等的核酸的四种基本元素之一.在植物中,大量的氮素被用于制造可进行光合作用供植物生长的叶绿素分子.加工,或者固定,是将气态的游离态氮转变为可被有机体吸收的化合态氮的必经过程.一部分氮素由闪电所固定,同时绝大部分的氮素被非共生或共生的固氮细菌所固定.这些细菌拥有可促进氮气和氢化和成为氨的固氮酶,生成的氨再被这种细菌通过一系列的转化以形成自身组织的一部分.某一些固氮细菌,例如根瘤菌,寄生在豆科植物（例如豌豆或蚕豆）的根瘤中.这些细菌和植物建立了一种互利共生的关系,为植物生产氨以换取糖类.因此可通过栽种豆科植物使氮素贫瘠的土地变得肥沃.还有一些其它的植物可供建立这种共生关系.其它植物利用根系从土壤中吸收硝酸根离子或铵离子以获取氮素.动物体内的所有氮素则均由在食物链中进食植物所获得.氨氨来源于腐生生物对死亡动植物器官的分解,被用作制造铵离子(NH4+).在富含氧气的土壤中,这些离子将会首先被亚硝化细菌转化为亚硝酸根离子(NO2-),然后被消化细菌转化为硝酸根离子(NO3-).铵的两步转化过程被叫做氨化作用.铵对于鱼类来说有剧毒,因此必须对废水处理植物排放到水中的铵的浓度进行严密的监控.为避免鱼类死亡的损失,应在排放前对水中的铵进行硝化处理,在陆地上为硝化细菌通风提供氧气进行硝化作用成为一个充满吸引力的解决办法.铵离子很容易被固定在土壤尤其是腐殖质和粘土中.而硝酸根离子和亚硝酸根离子则因它们自身的负电性而更不容易被固定在正离子的交换点（主要是腐殖质）多于负离子的土壤中.在雨后或灌溉后,流失（可溶性离子譬如硝酸根和亚硝酸根的移动)到地下水的情况经常会发生.地下水中硝酸盐含量的提高关系到饮用水的安全,因为水中过量的硝酸根离子会影响婴幼儿血液中的氧浓度并导致高铁血红蛋白症或蓝婴综合征(Blue-baby Syndrome).如果地下水流向溪川,富硝酸盐的地下水会导致地面水体的富营养作用,使得蓝藻菌和其它藻类大量繁殖,导致水生生物因缺氧而大量死亡.虽然不像铵一样对鱼类有毒,硝酸盐可通过富营养作用间接影响鱼类的生存.氮素已经导致了一些水体的富营养化问题.从2006年起,在英国和美国使用氮肥将受到更严厉的限制,磷肥的使用也将受到了同样的限制.这些措施被普遍认为是为了治理恢复被富营养化的水体而采取的.在无氧（低氧）条件下,厌氧细菌的“反硝化作用”将会发生.最终将硝酸中氮的成分还原成氮气归还到大气中去.氮气(N2)的转化有三种将游离态的N2（大气中的氮气）转化为化合态氮的方法：生物固定–一些共生细菌（主要与豆科植物共生）和一些非共生细菌能进行固氮作用并以有机氮的形式吸收.工业固氮–在哈伯-博施法中,N2与氢气被化合生成氨(NH3)肥.化石燃料燃烧–主要由交通工具的引擎和热电站以NOx的形式产生.另外,闪电亦可使N2和O2化合形成NO,是大气化学的一个重要过程,但对陆地和水域的氮含量影响不大.由于豆科植物（特别是大豆、紫苜蓿和苜蓿）的广泛栽种、使用哈伯-博施法生产化学肥料以及交通工具和热电站释放的含氮污染成分,人类使得每年进入生物利用形态的氮素提高了不止一倍.这所导致的富营养作用已经对湿地生态系统产生了破坏.。

氮循环（Nitrogen Cycle）氮是自然界中的丰富元素，主要以氮气(N2)的形式存在于大气中，以有机氮的形式存在于沉积物中，以溶解氮的形式存在于海水中。

这三种氮的量的变动都很小。

其他形态的氮则不停地进行着复杂的流动和交换，而且受人类活动的强烈影响。

自然界中氮的分布和氮的流动交换情况见表1和表2。

氮气占大气总体积的78％以上。

氮在大气中主要以氮的分子态存在,还以氨（NH3）、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等氮的化合态的形式存在。

这些化合态的氮在云、气溶胶粒子、雨滴中转化为铵(NH嬃)和硝酸根(NO婣)，随降水降落地面。

大气中的N2和 O2可在雷电作用下反应生成NO婣。

土壤和水体中某些细菌和微生物也可吸取大气中的氮，并把它和氢结合成为氨。

这样生成的氨以及大气中降落的铵类化合物在微生物的硝化作用下，最终变为硝酸盐。

硝酸盐很容易被植物根系吸收，在植物体内合成多种有机化合物如蛋白质。

然后通过食物链的传递成为动物体的蛋白质。

动、植物死亡后，残体被微生物分解，氮又以氨的形式回到土壤和水体中。

动物排出的粪便含尿素和氨，尿素也可被微生物转变为氨。

土壤中的硝酸盐在微生物的反硝化作用下还原为氮和氧化亚氮 (N2O)而逸入大气中。

氨也可由于挥发而进入大气。

土壤中的硝酸盐和氨极易溶于水，所以很容易随地表径流和地下水排入水体中。

人类活动的干预：指人为的固氮作用，即化学氮肥的生产和应用，大规模种植豆科植物等有生物固氮能力的作物,以及燃烧矿物燃料生成NO和NO2。

人为的固氮量是很大的，估计约占全球年总固氮量的20～30％。

随着世界人口的增多，这一比例将会继续上升。

农田大量施用氮肥,使排入大气的N2O不断增多。

在没有人为干预的自然条件下，反硝化作用产生并排入大气的N2和N2O,与生物固氮作用吸收的N2和平流层中被破坏的N2O是相平衡的。

N2O是一种惰性气体,在大气中可存留数年之久。

它进入平流层大气中以后，会消耗其中的臭氧，从而增加到达地面的紫外线辐射量。

氮循环氮循环是自然界中重要的生物化学循环之一，主要涉及氮在大气、土壤、水体和生物体之间的转化过程。

氮是构成生物体的基本成分之一，对维持生物体的生长和繁殖起着重要的作用。

尽管氮在地球上的存在量是相对丰富的，但氮的利用和转化并不容易，因为大气中的氮气（N2）对大多数生物体是不可利用的。

氮的循环过程可以分为氮固定、氮硝化、氮还原和氮脱氧四个主要环节。

首先是氮固定的过程。

氮固定是指将大气中的氮气转化为可供生物利用的形式，主要由两种方式完成：生物固氮和非生物固氮。

生物固氮主要是通过一些特殊的细菌和蓝藻完成的，它们能够将大气中的氮气固定为氨（NH3）或硝酸盐（NO3-）等形式。

非生物固氮是指氮的人为固定过程，主要包括工业固氮和农业固氮。

工业固氮是指通过工业化的过程将氮气转化为氨或尿素等化合物，用于农业生产或其他用途。

农业固氮是指通过农业实践，如植物和微生物的共生关系，将氮气转化为可供植物吸收的形式。

接下来是氮硝化的过程。

氮硝化是指将氨或亚硝酸盐（NO2-）转化为硝酸盐的过程。

这个过程主要由一些氧化细菌完成，最终产生的硝酸盐可供植物吸收。

氮硝化是一个氧化过程，需要氧气作为电子受体，而产生的亚硝酸盐则是进一步氧化的中间产物。

然后是氮还原的过程。

氮还原是指将硝酸盐还原为亚硝酸盐、氨或一氧化氮（NO）等形式的过程。

这个过程主要由一些还原细菌完成，还原细菌可以利用硝酸盐作为电子受体来进行能量代谢。

在有缺氧的环境下，氮还原是一个重要的能量供应途径，同时还可以产生一些氮气。

最后是氮脱氧的过程。

氮脱氧是指将氨、亚硝酸盐或硝酸盐等形式的氮还原为氮气的过程。

这个过程主要由一些脱氧细菌完成，这些细菌能够利用还原形式的氮来进行能量代谢，并产生氮气作为代谢产物。

氮脱氧是一个重要的过程，可以防止氮积累过多从而对环境造成污染。

总之，氮循环是一个复杂而重要的生物化学循环，通过氮固定、氮硝化、氮还原和氮脱氧等过程，实现了氮在大气、土壤、水体和生物体之间的循环转化。

氮循环的原理与应用氮素是植物生长的重要营养元素，但自然界中可以直接吸收的氮素却很少。

而氮循环就是将空气中的氮气转化为植物可利用的氮素的一系列过程。

本文将从氮的循环原理以及应用方面分别进行探讨。

1. 氮循环的原理氮循环包含氮固定、氨化、硝化、反硝化和尿素分解等多个步骤。

其中，氮固定是将空气中的氮气转化为氨等可利用形态的氮素的过程。

氮固定有两种形式：一是非生物固氮，指直接利用高温、高压等物理因素将氮气转化为氨；二是生物固氮，主要由一些细菌、蓝藻等微生物完成。

氨化是将氮气转化为氨的过程。

氨化可由一些嗜热菌、真菌和蓝藻等微生物完成。

例如，菌根菌和一些土壤细菌能通过固氮和氨化将氮气转化为氨。

硝化是将氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐等化合物的过程。

硝化由两种细菌完成：一种嗜好亚硝酸盐，一种嗜好硝酸盐。

反硝化是将硝酸盐或亚硝酸盐转化为氮气或氮氧化物的过程。

反硝化作用由一些厌氧细菌完成，如厌氧亚硝酸盐还原菌和厌氧硝酸盐还原菌等。

尿素分解是利用尿素酶，将尿素分解为氨和二氧化碳等物质的过程。

外源性尿素可以被微生物迅速分解为氨和二氧化碳等无机物质，最终被植物吸收利用。

2. 氮循环的应用2.1 氮肥的应用作物需要充足的氮素来促进生长和产量。

一些化肥企业将气态氮固定为氨氮，并制成氨肥、尿素、尿素磷酸二铵复合肥等氮肥，供农民使用。

通过肥料施用，可补充耕地的土壤氮素，提高产量。

2.2 生物固氮应用利用微生物进行生物固氮是一种环保、高效的氮素补充方式。

例如，可根据不同耕地种植不同的草籽，如豌豆、苜蓿、根瘤菜等，与土壤中的根瘤菌共生，进行生物固氮。

通过这种方式，可减少肥料施用，降低环境污染，提高耕地的自然肥力。

2.3 植物与微生物的相互作用提高土壤中微生物活性和多样性，植物可以吸收更多的氮素。

例如，根际微生物能够转化固定氮，植物则能利用这些营养物质进行生长。

同时，植物还能通过根系释放有机质，促进土壤中微生物群落的生长繁殖，从而增加土壤肥力。

氮循环简答一、氮循环基本概念氮循环是指自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换的过程。

氮是地球上生物体的必需元素之一，是构成蛋白质、核酸和其他重要生命物质的关键成分。

因此，氮循环对地球上的生命维持具有重要意义。

二、氮循环的主要步骤1.氮的固定：是指将游离态的氮转化为化合态的过程，通常是通过化学或生物方法实现的。

例如，闪电可以将大气中的氮气转化为硝酸根离子或氨。

2.氨的转化：在硝化细菌的作用下，氨可以被氧化为硝酸根离子，同时释放能量。

此外，反硝化细菌可以将硝酸根离子还原为氮气，实现氮的还原。

3.硝化与反硝化：这两个过程是相互对立的，硝化是将氨氧化为硝酸根离子的过程，而反硝化是将硝酸根离子还原为氮气或一氧化二氮的过程。

4.脱氮作用：在厌氧条件下，一些微生物可以将有机氮化合物转化为氨或氮气，实现脱氮作用。

5.固氮作用：是指将游离态的氮转化为化合态的过程，通常是通过生物方法实现的。

例如，豆科植物可以与根瘤菌共生，将空气中的氮气转化为氨。

三、氮循环对环境和生物的重要性1.维持生态平衡：氮循环是生态系统中的重要组成部分，对于维持生态平衡和稳定具有重要意义。

例如，固氮作用可以帮助植物吸收更多的营养物质，促进植物生长和生产力的提高。

2.支撑生物多样性：氮循环为地球上的生物提供了必需的营养物质，从而支撑了生物多样性的存在和发展。

没有氮循环，地球上的生命将无法维持和繁衍。

3.影响气候变化：氮循环与气候变化密切相关。

例如，大气中的温室气体（如二氧化碳和甲烷）的增加会导致全球变暖，而氮气化合物的排放也会对气候变化产生影响。

四、人类活动对氮循环的影响1.农业活动：农业活动中广泛使用化肥和农药，这些物质中含有大量的氮化合物。

过量的化肥和农药会导致土壤和水体中的氮含量过高，引起水体富营养化和土壤退化等问题。

2.工业生产：工业生产过程中需要大量的原料和能源，这些原料和能源的开采、加工和使用过程中会产生大量的含氮污染物。

这些污染物会通过废气、废水和固体废物的排放对环境造成严重污染。

氮循环简介氮循环是指自然界中氮元素在不同生物体之间循环的过程。

氮元素是构成生命体的重要组成部分，也是构成蛋白质和核酸等生物大分子的必要元素。

氮循环包括氮气固定、氨化、硝化、反硝化和氮素的吸收利用等过程。

这些过程通过不同的微生物、植物和动物之间的相互作用来完成。

氮气固定氮气固定是指将大气中的氮气转化为植物和其他生物可利用的氮源的过程。

氮气是地球大气的主要组成部分（约占78%），但植物无法直接利用大气中的氮气。

氮气固定主要通过两种途径进行：生物固氮和非生物固氮。

生物固氮生物固氮是指一些特定的微生物将大气中的氮气转化为氨氮的过程。

这些微生物包括某些细菌、蓝藻和一些真菌等。

它们通过一种特殊的酶–氮酶的作用，将氮气还原成氨氮。

这些微生物多数生活在土壤中与根际生态系统相互作用。

植物通过与这些微生物共生关系，获得了固氮的能力。

非生物固氮非生物固氮是指一些非活体催化剂将氮气转化为氨氮的过程。

工业上常用的非生物固氮催化剂是铁钛合金。

非生物固氮主要是通过人工合成的方式进行，将氮气与氢气在高温高压下反应得到氨气。

这种氮气固定方式广泛应用于化肥生产等领域。

氨化和硝化氨化是指氮元素从无机化合物转化为有机氮化合物的过程。

在氮循环的过程中，氨化是非常重要的一环。

氨化过程主要由一些微生物完成，包括一些土壤细菌和真菌等。

这些微生物通过分解有机物质，将其中的无机氮转化为氨氮。

硝化是指氨氮被氧化为硝酸盐的过程。

硝化过程同样由一些微生物完成。

首先，氨氮被氧化成亚硝酸盐，再进一步被氧化成硝酸盐。

亚硝酸盐和硝酸盐是大多数植物的主要氮源。

反硝化反硝化是指硝酸盐还原为氮气的过程。

这个过程由一些特定的细菌完成。

这些细菌在缺氧环境中，利用有机化合物代谢产生的能量将硝酸盐还原为氮气释放出去。

这样，硝酸盐中的氮再次回归到大气中，形成闭合的氮循环。

氮素的吸收利用氮素是植物生长所必需的营养元素之一。

植物通过根系吸收土壤中的氮素，并将其转化为氨基酸等有机氮化合物，用于蛋白质的合成和生长发育。