Atmospheric Nz 3800000 Biological Industrial Combustion Biolo fixation fixation Lightning fixation fixation Lightning 0.004/year 0. 14/year, 0.036/year 0.004/year 0. 10/ear Land Oceans Plants Plants 12 02 03 Dead organic Dead organic 9。os 300 550 Ammonification Ammonification Nitrification Nitrification NH Inorganic 0.008 year 0.005year Inorganic 16 577 Rivers sedimentation Sediments 400.000 0.00025/ year NHa The Global Nitrogen Cycles Rock 190.00,0 0.002/year Organic N
The Global Nitrogen Cycles
氮素的矿化作用和生物固定作用 有机氦的矿化作用是指土壤有机质碎脣中的复素,如 可溶性氨基酸、短肽、蛋白质和不溶性蛋白质、结构 性含氨物质如几丁质和肽葡聚糖以及核酸等,在土壤 动物和微生物的作用下,由难以被植物吸收利用的有 机态降解转化成可被植物吸收利用的№H4的过程。氮 矿化涑率决定了土壤中用于植物生长的氮素的可利用 性,是生态系统氮素循环最重要的过程之 n氮素固定过程是将№H4结合成氨基酸的过程。该过程 取决于微生物生长时对氮的需求,也与基质碳的有效 性和生物参数紧密相关。真菌的C:N比较大,一般 范围变动于15:1-4.5:1,而细菌的C∴N比较小,变 动范围通常在3:1-5:1之间。业证明,土壤微生 物的C:N比通常为5:1-8:1
氮素的矿化作用和生物固定作用 ▪ 有机氮的矿化作用是指土壤有机质碎屑中的氮素，如 可溶性氨基酸、短肽、蛋白质和不溶性蛋白质、结构 性含氮物质如几丁质和肽葡聚糖以及核酸等，在土壤 动物和微生物的作用下，由难以被植物吸收利用的有 机态降解转化成可被植物吸收利用的NH4 +的过程。氮 矿化速率决定了土壤中用于植物生长的氮素的可利用 性，是生态系统氮素循环最重要的过程之一。 ▪ 氮素固定过程是将NH4 +结合成氨基酸的过程。该过程 取决于微生物生长时对氮的需求，也与基质碳的有效 性和非生物参数紧密相关。真菌的C : N比较大，一般 范围变动于15:1-4.5 : 1，而细菌的C : N比较小，变 动范围通常在 3 : 1-5 : 1之间。业已证明，土壤微生 物的C : N比通常为5 : 1-8 : 1
N可能的去向 大部分N能被植物吸收,且常常是 液中的一种主要氮源 NH吸附在交换性复合体上,它能被土 壤溶液中的其它阳离子所置换。 进入黏土的层间位置,不能被交换反应 所置换。 与土壤有机质反应形成醌一NH2络合物 NH挥发 n硝化作用转化为NO2及NO3
NH4 +可能的去向 ▪ 大部分NH4 +能被植物吸收，且常常是溶 液中的一种主要氮源。 ▪ NH4 +吸附在交换性复合体上，它能被土 壤溶液中的其它阳离子所置换。 ▪ 进入黏土的层间位置，不能被交换反应 所置换。 ▪ 与土壤有机质反应形成醌-NH2络合物。 ▪ NH3挥发 ▪ 硝化作用转化为NO2 -及NO3 -
影响生态采统土壤矿化的因素 不境因子 土壤温度和水分:士壤温、湿度是影响总氦矿化的最重要的环境 因子,对氮矿化涑率有强烈的控制作用,且呈正相关。氮矿化对 温度的反应强于湿度。土壤升温引起微生物种类、数量及活性的 增加,而低温和千燥对微生物种类、数量和活性有限制作用。 土壤理化性质 土壤质地和土壤团聚体:土壤质地通过影响好氧菌活动或粘粒与 有机质的结合等对有机质提供保护,从而影响氨矿化。砂土的氨 矿化高于壤土和黏土;砂土中微生物生物量的CN比也高于壤土 和黏土,且与单位微生物生物量氨的矿化率呈正相关。不同大小 干燥土壤团聚体中有机氮的矿化不同。可矿化有机氮库的大小依 赖于土壤团聚体的大小和稳定性,团聚体越小,稳定性越弱,有 机质越易被微生物降解,可矿化有机氮库越大。粘粒/腐殖质比 越高的土壤,氮矿化越低
影响生态系统土壤氮矿化的因素 ▪ 环境因子 ▪ 土壤温度和水分：土壤温、湿度是影响总氮矿化的最重要的环境 因子，对氮矿化速率有强烈的控制作用，且呈正相关。氮矿化对 温度的反应强于湿度。土壤升温引起微生物种类、数量及活性的 增加，而低温和干燥对微生物种类、数量和活性有限制作用。 ▪ 土壤理化性质 ▪ 土壤质地和土壤团聚体：土壤质地通过影响好氧菌活动或粘粒与 有机质的结合等对有机质提供保护，从而影响氮矿化。砂土的氮 矿化高于壤土和黏土；砂土中微生物生物量的C/N比也高于壤土 和黏土，且与单位微生物生物量氮的矿化率呈正相关。不同大小 干燥土壤团聚体中有机氮的矿化不同。可矿化有机氮库的大小依 赖于土壤团聚体的大小和稳定性，团聚体越小，稳定性越弱，有 机质越易被微生物降解，可矿化有机氮库越大。粘粒/腐殖质比 越高的土壤，氮矿化越低
影响生态养统土壤氮矿化的因素 士壤理化性质 土壤有机质的存在状况:当有机质、微生物残体被降 解时,细胞质迅速降解,而细胞壁物质则矿化较慢 有机质片段越大矿化越难。 土层深度、pH值和盐碱度:氮矿化一般随土层深度增 加而降低,因土壤透气性逐渐降低,可供降解的有机 质减少而微生物数量迅速下降。pH值升高促进氨矿化 增加,而土盐度增加,氨矿化量下降
影响生态系统土壤氮矿化的因素 ▪ 土壤理化性质 ▪ 土壤有机质的存在状况：当有机质、微生物残体被降 解时，细胞质迅速降解，而细胞壁物质则矿化较慢； 有机质片段越大矿化越难。 ▪ 土层深度、pH值和盐碱度：氮矿化一般随土层深度增 加而降低，因土壤透气性逐渐降低，可供降解的有机 质减少而微生物数量迅速下降。pH值升高促进氮矿化 增加，而土壤盐度增加，氮矿化量下降