反硝化作用是指土壤中某些厭氧微生物在通氣不良或供氧不足條件下，將硝酸根或亞硝酸根還原成氮氣等氣態氮素而損失的過程。這些反硝化微生物以硝酸根或亞硝酸根等代替氧氣為最終電子受體進行呼吸代謝。硝酸根經呼吸產生一氧化二氮，最終生成氮氣的過程稱為反硝化作用或脫氮作用。
基本介紹
- 中文名：土壤氮素反硝化作用
- 外文名：Soil nitrogen denitrification
- 原理：N還原成氮氣而損失
- 影響因素1：土壤中碳的有效性
- 影響因素2：氧氣含量
- 結果：造成氮肥的損失
簡介,影響因素,結果,
簡介
反硝化作用是指土壤中某些厭氧微生物在通氣不良或供氧不足條件下，將NO3-或NO2-還原成N2等氣態氮素而損失的過程。這些反硝化微生物以NO3-或NO2-等代替O2為最終電子受體進行呼吸代謝。NO3-經呼吸產生N2O，最終生成N2的過程稱為反硝化作用或脫氮作用。
影響因素
影響反硝化作用的因素主要有以下幾方面：
一、土壤中碳的有效性，大多數反硝化作用是通過異養細菌進行的，所以對土壤有機碳的依賴性很大，土壤有機質總量和反硝化作用之間存在一定的相關性、而反硝化作用與易分解有機質之間的相關性更好。可礦化態碳量或水溶性有機碳是土壤反硝化強度的良好指標。如往土壤里加有機質(植物秸稈或廄肥)可大大促進反硝化作用的速率。
另外，植物根系分泌物以及根呼吸消耗土壤中的氧，可激發反硝化作用進行。Smith等(1979)發現，玉米近根處的反硝化強度比遠根區大得多。有人比較了休閒地和大麥地的反硝化損失的氧量，發現大麥地損失的氧量超過了大麥吸收的氮量。大麥地泡水24h後，90%的NO3-因反硝化而損失掉了。
二、氧氣含量。反硝化作用與土壤中氧的含量成負相關。據研究，氧在水中的擴散速度只有空氣中的萬分之一。Pilot等(1972)提出反硝化作用的臨界充氣孔隙度為11%～14%，低於此數時，反硝化作用明顯加強；田同持水量為50%～70%時反硝化作用基本不表觀，大於75%時NO3-變成氣態氮逸失。Ryden等(1980)提出反硝化速率的高峰發生在水壓5～10kpa之間，超過10kpa時反硝化速率呈下降趨勢。
三、NO3-濃度。土壤中NO3-的存在是進行反硝化作用的底物，但反硝化作用的速率並不依賴於NO3-的濃度。當濃度〈40mg(N)/L時，則土壤中的反硝化速率表現為--級動力學水平。但因反硝化作用的影響因素十分複雜、加上有些測試技術不夠敏感，仍需進一步研究。
結果
反硝化作用的結果：一、造成氮肥的損失。在農田土壤中，因反硝化作用造成氮的平均損失量為氮配施人量的25%～30%，水田的反硝化作用比旱地強得多。二、引發溫室效應。氮氧化物(N2O)是一種溫室氣體，每摩爾N2O吸收紅外輻射的能力約為CO2的110～200倍。三、破壞臭氧層。NO及N2O可以破壞臭氧(O3)層。四、消除NO3-對環境和食物鏈所造成的污染。
