土壤氮素氨化作用

占土壤含量95%以上的有機氮必須經微生物的礦化作用才能轉化為無機氮。從有機態氮轉化為無機態氮的過程稱為有機氮的礦化作用，是氮素形態轉化中最基本的環節。礦化過程中最先產生的無機氮一般以氨為主，然後再轉化為亞硝酸根。

基本介紹

• 中文名：土壤氮素氨化作用
• 外文名：Soil nitrogen ammoniation
• 原因：必須經微生物的礦化作用
• 特殊性：水田土壤中的氨化作用具有特殊性
• 氨化作用產物：胺基酸脫氨
• 環境條件：溫度、濕度和酸度

簡介

占土壤含量95%以上的有機氮必須經微生物的礦化作用才能轉化為無機氮。從有機態氮轉化為無機態氮的過程稱為有機氮的礦化作用，是氮素形態轉化中最基本的環節。

氨化作用過程

礦化過程中最先產生的無機氮一般以氨為主，然後再轉化為NO₂^-。

從複雜的含氯有機物轉化為無機氮，中間要經過許多步驟。以蛋白質為例，在其逐步水解過程中，經過一系列蛋白酶的降解，形成的初產物是長鏈的腖，然後是肽，最後是游離的胺基酸。其他雜環態或含氮芳香化合物也要逐步裂解才能生成簡單的含氯化合物，其過程更為複雜。以氨化作用的最後步驟——胺基酸脫氨為例，也可有不同的途徑：

蛋白質→RCHNH₂COOH+CO₂+中間產物+能量

然後在微生物作用下，各種簡單的氨基化合物分解成氨，稱為氨化階段(氨化作用)，氨化作用可在不同條件下進行。

有機氮的礦化是在多種微生物共同作用下完成的，包括細菌、真菌和放線菌等，它們都以有機質中的碳素作為能源，可以在好氣或嫌氣條件下進行。在通氣良好，溫度、濕度和酸鹼度適中的砂質土壤上、礦化速率較大、且積累的中間產物有機酸較少；而通氣較差的黏質土壤上，礦化速率較小，中間產物有機酸的積累較多。對多數礦質土壤而言，有機氯的年礦化率一般為1%～3%，假如某土壤的有機質含量為4%，有機質的含氯量為5%，若以礦化率為1.5%計算。則每年每公頃從土壤有機質中釋放的氮約70kg。

特殊性

水田土壤中的氨化作用具有特殊性。在土壤漬水後，由於氧氣被消耗、使好氣細菌大量死亡或停止活動。此時，嫌氣微生物大量繁殖，進行有機氮的分解。因此，水田土壤中有機氮的礦化仍可維持一定的強度。其中礦化產物可積累的原因可能是：一、嫌氣分解條件使硝化作用很微弱，為NH₄⁺積累創造了條件；二、嫌氣條件使微生物對氨的同化作用較弱，因而有較多的氨態氯可被釋放；三、酸性土壤滾水後，pH提高，促使氨化作用順利進行。

影響的環境條件

影響氨化作用的環境條件主要為溫度、濕度和酸度。氨化作用的最適溫度是20～35℃，超過或低於這一溫度，氨化作用的強度就將減弱。一般而言，在30℃以下，氨化作用隨著溫度的升高而增強，這種趨勢導致土壤中有效氮隨著季節而變化。氨化細菌所需pH並不嚴格，一般在土壤酸性-鹼性範圍內部可進行，但以中性條件下最為旺盛，土壤溫度和通氣條件對氨化作用有一定影響。水分過多影響通氣，水分不足影響氨化細菌的活動。一般在土壤含水量為田間持水量的60%左右時，最適宜有機氮的礦化，濕度過高或過低均有抑制作用。