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氮素循环的作用

发布时间: 2019-12-07 20:43:54

        分子态氮被还原成氨或其他氮化物的过程称为固氮作用。自然界氮的固定有两种方式,一是非生物固氮,即通过雷电、火山爆发和电离辐射等固氮,此外还包括人类发明的以铁作催化剂,在高温( 500  ) 、高压 (30.3975MPa) 下的化学固氮,非生物固氮形成的氮化物很少。二是生物固氮,即通过微生物的作用固氮,大气中 90 %以上的分子态氮,只能由微生物的话性而固定成氮化物。能够固氮的微生物,均为原核生物,主要包括细菌、放线菌和蓝细菌。在固氮生物中,贡献最大的是与豆科植物共生的根瘤菌属,其次是与非豆科植物共生的放线菌中的弗兰克氏菌属,再次是各种蓝细菌,最后是一些自生固氮菌。化学固氮曾为农业生产做出了巨大的贡献,但是,它的生产需要高温条件和高压设备,材料和能源消耗过大,因此产品价格高且不断上涨。对自然界氮素循环中的固氮作用具有决定意义的是生物固氮作用。

  氨化作用

  微生物分解含氮有机物产生氨的过程称为氨化作用。含氮有机物的种类很多,主要是蛋白质尿素、尿酸和壳多糖等。

  氨化作用在农业生产上十分重要,施入土壤中的各种动植物残体和有机肥料,包括绿肥、堆肥和厩肥等都富含含氮有机物,它们须通过各类微生物的作用,尤其须先通过氨化作用才能成为植物能吸收和利用的氮素养料。

  硝化作用

  微生物将氨氧化成硝酸盐的过程称为硝化作用。硝化作用分两个阶段进六,第一个阶段是氨被氧化为亚硝酸盐,靠亚硝化细菌完成,主要有亚硝化单胞菌属、亚硝化叶菌属等的一些种类。第二阶段是亚硝酸盐被氧化为硝酸盐,靠硝化细菌完成,主要有硝化杆菌属、硝化刺菌属和硝化球菌属的一些种类。硝化作用在自然界氮素循环中是不可缺少的一环,但对农业生产并无多大利益。

  同化作用

  铵盐和硝酸盐是植物和微生物良好的无机氮类营养物质,它们可被植物和微生物吸收利用,合成氨基酸、蛋白质、核酸和其他含氮有机物。

  反硝化作用

  微生物还原硝酸盐,释放出分子态氮和一氧化二氮的过程称为反硝化作用。反硝化作用一般只在厌氧条件下进行。

  反硝化作用是造成土壤氮素损失的重要原因之一。在农业上常采用中耕松土的办法,以抑制反硝化作用。但从整个氮素循环来说,反硝化作用还是有利的,否则自然界氮素循环将会中断,硝酸盐将会在水体中大量积累,对人类的健康和水生生物的生存造成很大的威胁。

 

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