什么形态的氮容易被作物吸收，本文主要内容关键词为：作物论文,形态论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
氮元素是组成作物体内有机化合物的主要元素之一。是氨基酸、蛋白质、辅酶、核酸及其他含氮物质的重要组成元素。作物体内的氮元素主要靠作物吸收土壤中的含氮物质而得到。氮肥能直接或间接供给作物生长的氮元素，氮肥的使用可以提高作物的产量，改善作物的品质。氮肥是肥料中的重要一类，它的用量大，品种多。氮肥施入土壤后，在土壤中氮元素存在的形态与相互转换，关系到作物对氮元素的吸收和有效利用。
1 氮元素在土壤中存在的形态
土壤中氮元素的形态可分为分子态氮、有机态氮和无机态氮。
（1）分子态氮 空气中存在大量的分子形态的氮， 但由于分子态氮不活泼，除豆科作物能与根瘤菌共生固定分子态氮外，大多数作物不能直接利用。
（2）有机态氮 它占土壤全氮的99％。 有机态氮主要来源于土壤腐殖质、动植物残体或施入的人畜粪尿、堆肥、绿肥等。按其分解的快慢，分为3类：①易溶于水易分解的，如尿素、氨基酸和酰胺类物质；②易被弱酸、弱碱水解的，如结构简单的蛋白质；③不易分解的，如腐殖质和结构复杂的核蛋白、酶蛋白等。
（3）无机态氮 占土壤全氮的1％，都易溶于水。无机态氮分为①铵态氮，以NH[,3]或NH[＋][,4]形式存在，如氨水、碳酸氢铵、磷酸铵等；②硝态氮，以NO[－][,3]的形式存在，如硝酸铵、硝酸磷肥等。
2 土壤中氮元素的转换
土壤中存在的各种形态的氮元素，只有一小部分是作物能够直接吸收利用的，大部分需要经过一定的转化才能被作物吸收利用。氮元素在土壤中的转化主要有氨化作用、硝化作用、反硝化作用和生物固定。
（1）氨化作用 有机态氮经微生物作用并分解产生NH[,3] 的过程，称为氨化作用，也是氮元素的矿化过程。参与氨化作用的微生物很广泛，在不同土壤条件下这一作用都能进行。氨化作用是促进氮元素有效化的作用，氨溶于水生成NH[＋][,4]易被作物吸收。当土壤持水量在60％左右，土温保持30℃～35℃，土壤呈中性至微碱性条件时，氨化作用顺利进行。
如尿素是有机态氮肥，是酰胺态氮。尿素要经过土壤微生物（尿酶）的作用，转化生成碳酸铵后，才能被作物吸收利用。
（2）硝化作用 氨或铵盐在土壤硝化细菌的作用下， 转化为硝酸称为硝化作用。硝化作用分2步进行，首先在亚硝化细菌作用下， 氨氧化为亚硝酸，亚硝酸很少在土壤中积累，随即在硝化细菌的作用下，进一步氧化为硝酸。
土壤通气好，持水量在60％左右，土温25℃～30℃，土壤呈中性时，硝化作用能顺利进行。
（3）反硝化作用 硝态氮被土壤反硝化细菌还原为亚硝酸， 并进一步还原为N[,2]、NO[,2]、NO等气体而挥发损失，称为反硝化作用， 又称为脱氮作用。当土壤通气不良，土温为30℃～35℃，pH＝5～8和土壤含有较多的新鲜有机质时，最易产生反硝化作用。铵态氮在通气的土壤上层转化为硝态氮后，如果被淋溶到缺氧的深层或者土壤通气不畅，也会发生反硝化作用。
（4）生物固定 有效氮被土壤微生物消耗， 变为其躯体的成分而固定下来。这是土壤有效氮的无效化过程。然而，一旦微生物死亡，经过分解放出氮元素又可被作物吸收利用。生物固定是土壤氮元素无效化过程，但有利于土壤微生物活动和对氮元素的暂时贮存。
在土壤中各种形态氮元素的相互转换作用中，反硝化作用会造成脱氮损失，应尽量进行防止。而硝化、氨化作用是氮元素有效化过程，有利于作物吸收，应促使其发生。
3 作物体内氮元素的转换
作物吸收土壤里的NH[＋][,4]和NO[－][,3]，并合成氨基酸和蛋白质等含氮有机化合物的过程，称为植物氮同化。高等动物只能直接或间接地利用植物制造的氨基酸的氮。作物吸收的各种形态的氮元素必须经过一定的转换，才能成为有机氮化合物被作物贮存。这些转换主要发生两方面的反应；
（1）硝酸还原 植物吸收的NO[－][,3]必须先转换成NH[,3]才能参加有机氮化合物的合成。在细胞中NO[－][,3]还原成NH[,3]的过程分2步进行。①NO[－][,3]还原为NO[－][,2]，由硝酸还原酶催化，在细胞质中进行；②NO[－][,2]再被还原为NH[＋][,4]，由亚硝酸还原酶催化，在叶绿体和根细胞的原质体里进行。硝酸还原酶是一种底物诱导酶；其合成和活力受NO[－][,3]的影响和诱导。大多数情况下其活力受其产物NH[＋][,4]及各种氨基酸抑制。亚硝酸还原酶是单一的肽链，其上接有铁硫复合物及铁二氢卟酚四吡咯；它的合成及活力依赖于NO[－][,2]的供应。亚硝酸还原酶位于叶绿体内。
（2）氨同化作用 植物从土壤里吸收的NH[＋][,4]或在体内将NO[－][,3]还原形成的NH[＋][,4]，在3个重要的酶参与下，同化为有机氮化合物。这3个酶是：谷酰胺合成酶、谷氨酸合成酶及谷氨酸脱氢酶。
谷酰胺合成酶催化谷氨酸和NH[,3]反应形成谷酰胺。此反应需要Mg[2＋]的存在，消耗的能量来自光合磷酸化形成的腺苷三磷酸（ATP）。
4 作物对不同形态氮元素的吸收及选择
作物吸收养分的主要器官是根，被作物吸收的氮元素的主要形态是无机态的NH[＋][,4]和NO[－][,3]。作物除了吸收离子形态的氮养分外，还可以很少量的吸收一些分子形态的简单有机物，如某些氨基酸。
作物的根吸收离子态的养分是一个复杂的过程。在吸收过程中养分必须到达作物根系表面。根系本身的生长，可以与土壤粒子表面的离子或溶液中的离子接触。更主要的是由于土壤溶液中的离子浓度不同，离子由浓的地方向稀的地方扩散，以及土壤溶液中的离子随水向根部流动。使养分到达根的表面。根的呼吸作用产生CO[,2]，与水结合后形成H[,2]CO[,3]。碳酸离解后产生H[＋]和HCO[－][,3] 与土壤颗粒表面吸附的离子或土壤溶液中的离子交换，使养分进入作物体内。
NH[＋][,4]、NO[－][,3]在水溶液中的溶解度大，容易随水一起到达作物的根部，而尿素、有机态的氮在水中的溶解度要小一些，到达植物根部的时间长，NH[＋][,4]、NO[－][,3]是以离子的形态直接进入植物体液内，直接参与植物体内的循环。而有机态的氮，则在进入植物体内前，要在土壤中各种酶和外界酸碱的作用下首先进行转变，由有机态氮转变为离子态氮。所以植物对有机态氮的吸收要比吸收无机态氮缓慢。正因为铵态氮、硝态氮更易被作物吸收利用，将其称为土壤速效氮。
植物对氮元素的吸收具有主动性，因作物体内离子态氮养分的浓度往往比土壤溶液中高出许多倍，而离子可以由浓度低的土壤溶液进入浓度高的作物细胞内。不同作物种在同一种土壤上吸收氮养分的数量和比例也不同。不受土壤养分供应状况的制约，主要取决于作物本身的营养特点。这不仅表现在不同作物对氮肥需要量不同，还表现在作物对氮素形态的选择上。例如水稻喜欢铵态氮肥；大麻喜欢硝态氮肥；块根作物在根内含淀粉或糖分多时，吸收铵态氮肥为主，淀粉或糖分含量少时，以吸收硝态氮肥为主。
作物在不同的生长期间对不同形态氮肥的吸收是不同的。在生长初期以硝态氮为主，在生长后期以铵态氮主。
5 影响氮元素吸收的因素
影响植物氮元素吸收的因素是多方面的，其中土壤的酸、碱性是影响较大的因素。不同作物都有它生长适宜的酸碱度，一般在接近中性，pH＝6～8的范围内生长较好。土壤过酸或过碱会引起作物体内的蛋白质变化和酶的活性钝化，作物不能正常生长。土壤的酸碱度能直接影响土壤中养分的溶解或沉淀。不同酸碱度的土壤中氮元素的存在形态、水溶性、作物吸收的情况都不同。如氨态氮在碱性土壤中主要以NH[,3]的形态存在，在酸性土壤中主要以NH[＋][,4]的形态存在。而以NH[,3]存在，作物就不能很好的进行吸收。
土壤的酸、碱性还能影响土壤中微生物的活动，因为转化土壤中含氮物质的氨化细菌和硝化细菌适宜在接近中性的土壤中活动。当土壤中酸、碱性发生变化时，会影响土壤中氨化作用、硝化作用的进行，改变土壤中速效氮养分的存在情况。
土壤温度、通气情况、持水量都能影响氮元素的吸收。在冬季、干旱、死板的土壤里作物就不能很好的吸收氮元素。
通过以上的分析可知：作物易于吸收在水中溶解度较大的铵态氮和硝态氮。作物通过根系可以直接吸收土壤中的铵态氮和硝态氮。这2 种形态的氮素对作物营养来说都是同等重要的。所不同的是，铵态氮素直接参与蛋白质的合成，而硝态氮素进入作物体内以后，在根部或叶内，必须在酶的参与下，进行一系列的还原作用，形成氨后才能参与蛋白质的合成。但是，铵态氮本身对作物是有毒的，不能在作物体内贮存和运转。铵态氮进入作物体后，在根部立即与酮酸结合形成氨基酸，或者与某些氨基酸化合成酰胺，才能在作物体内贮运，并进而参与蛋白质的合成。