氮和硫的生物地球化学循环在很多方面都有共同之处，都是植物生长必需的关键养分，氮和硫主要以有机形态存在于土壤中，主要都是以阴离子的形态在土壤-植物系统中进行迁移。氮和硫能通过一系列的氧化和还原过程形成气体释放，造成严重的环境问题。今天咱们主要讨论氮在环境中的转化和迁移。氮的缺乏与过量会对全球生态系统的健康与生产能力产生重要影响，我们在对氮素管理和调控方面花费的人力物力远超过其他的元素。特定土壤微生物的生物固氮作用或植物吸收大量的氮素，导致土壤中的缺氮现象非常普遍。不断地从土地中收获的农作物也带走了大量的氮素，现代耕作方式减少了养分归还，各种综合原因会影响自然界的氮循环。农业生产中，我们经常发现因缺氮造成的植株叶片发黄，很多时候并没有采取适当的措施解决这个问题。要掌握氮素对植物体的作用时间和速率才能有效补充。上面说过，氮在合适的条件下能通过氧化和还原过程形成气体释放，如何最大限度的避免氮素浪费，很考验我们对土壤、温度和作物生长特点等方面综合起来制定补充氮素的方案。绿士达项目部实际农业生产中发现，氮过量与氮匮乏这个矛盾的现象同时存在，种植户在施用氮肥的时候，可能因为无法精准掌握施肥量，或省工省力的原因，一次性投入过量氮肥。当土壤含氮量过高，氮元素会通过淋失进入地下水，养分流失的同时，还造成水的硝酸盐污染。一部分氮素转化成氧化亚氮气体进入大气中。上面说了氮素的转化和迁移，再说说氮素对植物生长发育的影响。氮元素是植物体内许多有机化合物的重要成分。所有的氨基酸都含有氮，氨基酸是形成蛋白质的基础，其中包括控制大多数生物过程的酶。植物体内的氮，关键组分包括核酸及叶绿素等。氮素对碳水化合物在植物中的利用也非常重要。充足的氮素供应可以促使植物根系的生长发育，也能促进其他养分元素的吸收。大多数植物对氮素供应量的变化很敏感，当氮素有效性增加的时候，植物叶片颜色变深。氮能增加作物谷粒的饱实度，提高植物种子和叶片中的蛋白质含量。经过我们实地检测，氮素充足，莴苣和萝卜的含汁量大幅增加。植物在缺氮的情况下会出现黄萎，叶片变黄或暗绿色，发育不良（尤其是在作物营养生长阶段），茎秆细弱等生理障碍。缺氮的时候，植物体内蛋白质含量很低，糖分含量变高，这是因为氮素不足，原来用于组成蛋白质的碳化合物不能被利用，大量积累在植物体内。氮素在植物体内的移动性很强，供应不足时植物吸收的氮元素优先转移到新叶，老叶片黄化加剧。综合以上这些，缺氮植物的老叶首先变黄或早衰。缺氮严重的植物根茎比较短，比正常不缺氮的更早成熟，但是农产量品质会大幅降低。氮元素施用过量会造成植株徒长，茎秆细胞扩大，细胞强度变弱，容易倒伏。过量使用氮素，作物成熟期会延迟，细胞壁变薄，容易受到真菌性病害和害虫的威胁。如果钾元素供应不足，氮素过量，以上的问题会加剧发生。氮素过量对蔬菜和水果的影响是：含糖量和维生素降低，减少储存期。叶菜类氮素过量会造成硝酸盐含量过高，干旱低温逆境下，植物体内硝酸盐同化成蛋白质的速率大幅降低，加剧硝酸盐的积累。关于植物吸收氮元素的形态，以前也发送过很多关联文章，简单说一下吧。植物根系从土壤中吸收的氮主要是硝酸根离子和铵根离子为主。某些植物会对硝态氮或铵态氮更有偏好，但是大多数植物喜欢两种离子处在相对平衡的状态。植物吸收氨态氮的时候会降低根际土壤pH，吸收硝态氮会使根际土壤pH升高，土壤pH的变化会影响其他阴离子（比如磷酸根离子和微量元素）的吸收。这种影响如果失衡，就可能出现单盐毒害，关于单盐毒害以前也发送过这类的文字。说句严重点的话，牵一发而动全身，每种营养元素不仅对植物有用，还会对其他元素的吸收利用有影响。亚硝酸盐也能被植物吸收，幸运的是这种有毒离子土壤中含量极少。氮素除了以上两种形态可被吸收，还有一些低分子量的可溶性蛋白质和氨基酸，这些低分子量的溶解态有机化合物优点是在土壤中稳定性高不易挥发，缺点是吸收速率低一些。不同的作物对溶解态有机化合物的吸收速率差别很大，水稻和高粱能高效地吸收氨基酸和可溶性蛋白质，同科作物玉米和谷子吸收速率就低很多。土壤中氮大部分以有机态存在，这部分有机态氮稳定性高，同时很难被高等植物吸收利用。大部分有机氮含有胺基官能团，是蛋白质或腐殖化合物的一部分，微生物的作用下这些化合物会转化成简单的氨基化合物，胺基官能团水解后氮以铵根离子的形式释放，再被微生物氧化成硝态氮。不可溶的有机含氮大分子不断分解成更小单位，最终以铵根离子形式释放。无机态氮：铵态氮和硝态氮的循环铵态氮主要有五种转化途径：①微生物同化固定；②植物吸收：③2:1型黏土矿物层间固定；④转换成氨气挥发；⑤微生物氧化形成亚硝酸盐。硝态氮四中转换途径：①微生物同化固定；②植物吸收；③随土壤溶液淋失进入地下水；④通过反硝化作用转化成氮气挥发进入大气。综上所述，结合绿士达土壤改良项目部多年的实践经验，我大概总结一下农业生产中氮元素的大致情况：①施肥要考虑氮素的利用率及土壤、温度、作物需氮高峰期等因素；②植物对氮素吸收的形态和转化速率；③氮素在土壤中的分布与循环；④氮素的同化与矿化；⑤重视可溶性有机氮；⑥黏土矿物对铵的固定；⑦氨的挥发（湿地挥发与氨的吸收）；⑧硝化与反硝化作用；⑨硝酸盐的淋失；⑩生物固氮。土壤氮水平，也就是土壤供氮能力的强弱，受很多因素制约，如果我们能够合理施肥，结合实际情况，综合书本的理论和传统经验，还要考虑各元素间的协同与拮抗，为种植户制定合理的综合施肥方案，既能显著降低投入成本，增加种植收入，又能保护环境。本文部分参考土壤学与生活，农业农村部测土配方技术规程等。理论的东西结合实践经验，对农业生产帮助很大。交流咨询请加
