[科普中國(guó)]-土壤氮素氨化作用

占土壤含量95%以上的有機(jī)氮必須經(jīng)微生物的礦化作用才能轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮。從有機(jī)態(tài)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)態(tài)氮的過程稱為有機(jī)氮的礦化作用，是氮素形態(tài)轉(zhuǎn)化中最基本的環(huán)節(jié)。礦化過程中最先產(chǎn)生的無機(jī)氮一般以氨為主，然后再轉(zhuǎn)化為亞硝酸根。

簡(jiǎn)介占土壤含量95%以上的有機(jī)氮必須經(jīng)微生物的礦化作用才能轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮。從有機(jī)態(tài)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)態(tài)氮的過程稱為有機(jī)氮的礦化作用，是氮素形態(tài)轉(zhuǎn)化中最基本的環(huán)節(jié)。1

氨化作用過程礦化過程中最先產(chǎn)生的無機(jī)氮一般以氨為主，然后再轉(zhuǎn)化為NO2-。

從復(fù)雜的含氯有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮，中間要經(jīng)過許多步驟。以蛋白質(zhì)為例，在其逐步水解過程中，經(jīng)過一系列蛋白酶的降解，形成的初產(chǎn)物是長(zhǎng)鏈的胨，然后是肽，最后是游離的氨基酸。其他雜環(huán)態(tài)或含氮芳香化合物也要逐步裂解才能生成簡(jiǎn)單的含氯化合物，其過程更為復(fù)雜。以氨化作用的最后步驟——氨基酸脫氨為例，也可有不同的途徑：

蛋白質(zhì)→RCHNH2COOH+CO2+中間產(chǎn)物+能量

然后在微生物作用下，各種簡(jiǎn)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(jìn)行。

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

特殊性水田土壤中的氨化作用具有特殊性。在土壤漬水后，由于氧氣被消耗、使好氣細(xì)菌大量死亡或停止活動(dòng)。此時(shí)，嫌氣微生物大量繁殖，進(jìn)行有機(jī)氮的分解。因此，水田土壤中有機(jī)氮的礦化仍可維持一定的強(qiáng)度。其中礦化產(chǎn)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(chuàng)造了條件；二、嫌氣條件使微生物對(duì)氨的同化作用較弱，因而有較多的氨態(tài)氯可被釋放；三、酸性土壤滾水后，pH提高，促使氨化作用順利進(jìn)行。1

影響的環(huán)境條件影響氨化作用的環(huán)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℃，超過或低于這一溫度，氨化作用的強(qiáng)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(qiáng)，這種趨勢(shì)導(dǎo)致土壤中有效氮隨著季節(jié)而變化。氨化細(xì)菌所需pH并不嚴(yán)格，一般在土壤酸性-堿性范圍內(nèi)部可進(jìn)行，但以中性條件下最為旺盛，土壤溫度和通氣條件對(duì)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(xì)菌的活動(dòng)。一般在土壤含水量為田間持水量的60%左右時(shí)，最適宜有機(jī)氮的礦化，濕度過高或過低均有抑制作用。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張勇 - 副教授 - 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院