几乎所有农资经销商和农民朋友都知道，氮是植物生长必需的重要营养元素之一，为植物的光合作用提供重要支持，对植物的生长、产量和品质有着极为显著的影响，可以说，氮是所有生物的生命元素。而且，几乎所有植物对氮素营养都很敏感，当植株缺氮时，蛋白质合成减少、细胞分裂减慢、早熟低产等；而当植株氮素过剩时，蛋白质合成增加、碳水化合物大量消耗、徒长减产等。同时，由于氮素在土壤中存在淋溶、硝化与反硝化作用，不合理的氮肥使用，往往容易导致亚硝酸盐毒害、氨气气害、地下水污染等问题，因此，深入了解植物的氮素营养与氮素在土壤中的转移、转化等过程，有利于科学合理、高效无害农业的生产。
一、氮素的营养功能
1、氮是蛋白质的重要组分
在作物生长发育过程中，细胞的增长和分裂以及新细胞的形成都必须要有蛋白质的参与，正是因为蛋白质在生物体内的不断合成与分解的动态变化，才有了生命的存在。而氮素是蛋白质重要的组成部分，约占蛋白质质量的16-18%。无机态氮在植物体内首先同化为谷氨酸，然后再转化为各种氨基酸，进而合成蛋白质。几乎所有的新陈代谢活动要么需要蛋白质参与，要么需要各种蛋白酶参与，从这个意义上来讲的话，氮素就是生命元素。没有氮素，就没有氨基酸、没有蛋白质，也就没有生命了。
2、氮是核酸和核蛋白的组分
核酸也是植物生长发育与繁殖等生命活动的基础物质，氮是构成核酸基本单位核苷酸结构中嘌呤与嘧啶的重要组分，无论是核糖核酸（RNA）还是脱氧核糖核酸（DNA），其氮素含量基本上都在15-16%。细胞内的核酸通常与蛋白质结合成核蛋白，大量存在于细胞核和植物分生组织中。众所周知，DNA和RNA是合成蛋白质、遗传生物信息、决定生物自有特性的物质，核酸态氮也占植株全氮的10%左右，因此，稳定、充足的氮素供应是保证植物正常生长发育、繁殖的前提条件。
3、氮是叶绿素的组分
绿色植物依赖于叶绿素进行光合作用，而叶绿素a和叶绿素b中都含有氮素。叶绿素是光合作用的场所，因此，其含量的高低直接影响着光合作用的速率和光合产物的形成。当植物缺氮时，体内叶绿素含量下降，叶片黄化，光合作用强度减弱，光合产物减少，作物产质量均显著下降。
4、氮是许多酶的组分
植物新陈代谢各种生化反应的进行，都需要一种或多种酶类作为反应的催化剂，可以说，植物体内的生物化学反应方向和速度都是由其酶系统控制的，通常来说，缺少相应的酶，代谢过程就很难顺利进行，而植物体内的酶，本身就是蛋白质。所以，氮素供应状况事关植物体内各种物质和能量转化。
5、氮是许多特殊化合物的组分
除了蛋白质、氨基酸、核酸等含氮以外，植物体内还存在多种含量少但功能特殊的化合物，比如一些维生素（维生素B、维生素PP等）、生物碱（胆碱、烟碱、茶碱等）、植物激素（细胞分裂素、赤霉素等），这些化合物也都是含氮结构，在植物体内也发挥着调节某些特殊生理作用的重要功能。例如增施氮肥可促进细胞分裂素的合成，从而加快作物生长、延缓和防止植物器官衰老、延长蔬果保鲜期。
二、土壤中的氮素来源与转化
1、土壤中氮素的来源
氮素在土壤中经过固定、矿化、分解、淋洗等作用，形成了固定的氮循环。土壤中的氮素来源主要4个：即施入土壤中的化学氮肥和有机肥料、动植物残体的归还分解、微生物固氮菌对空气中氮气的固定以及氮气在雷电下形成的氨态与硝态氮随降雨进入土壤。
2、土壤中氮素形态
土壤中的氮素形态以有机态为主，占总氮的90%以上，无机态氮不足10%。
土壤有机态氮的组分极为复杂，包括各种氨基酸、嘌呤、嘧啶、磷脂及各种胺类，并且，绝大多数有机态氮存在于土壤固相中，只有少量可溶的小分子有机态氮存在于土壤液相中。
土壤无机态氮则包括交换性铵根离子、土壤液相中的铵根离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子以及少量的含氮气体。其中，土壤液相中的硝酸根离子与铵根离子是植物吸收氮素的主要形态。
3、土壤氮素转化
在作物生产方面，要提高氮肥的经济效益，必须搞清楚土壤中氮素的转化过程，任何一个过程的变化都会最后影响到作物对氮的利用。
3.1有机态氮的转化
简单来说，就是土壤中的动植物残体等含氮的高分子有机物，经过各种矿质化过程，变为可溶态的小分子有机物、无机态氮，才能被植物吸收利用。有机态氮的转化包括水解、氨化两个过程。
水解过程：蛋白质在微生物的水解酶的作用下，逐步分解为氨基酸的过程。
氨化过程：氨基酸分解为铵态氮的过程。
硝化作用：氨态氮在硝化细菌的作用下转化为硝酸态氮化物的过程。硝化作用分两步进行，第一步铵先转化成亚硝酸盐，紧接着亚硝酸盐又转化为硝酸盐。硝化作用是一个需氧的氧化过程，通气良好的情况下才能进行。
反硝化作用：土壤中硝态氮在反硝化细菌的作用下被还原为氧化氮和氮气，扩散至空气中损失的过程。在通气不良的情况下，反硝化细菌可将大量硝态氮及其某些还原产物中的化合氮转化为氮气损失浪费，导致肥料利用率降低。
3.2无机态氮的转化
无机态氮包括各种含铵的无机化合物以及硝酸盐化合物，这些化合物可分离出铵根离子与硝酸根离子，直接被作物吸收利用，他们在土壤中的转化同样遵循硝化作用与反硝化作用。铵态氮属不稳定的化合物，易氨化释放出氨，同时也遵循因此在施用铵态氮肥时，需要注意少量多次、深施覆土，以免氨化作用释放的氨气熏伤叶片。而硝态氮容易淋洗损失，损失量可达施入量的5-10%，淋洗的硝态氮还容易污染地下水等。
尿素虽然属于有机氮肥，但是其结构简单，转化过程与无机氮基本相同，进入土壤后，少部分被作物直接吸收，大部分在脲酶的作用下转化为铵态氮，进入无机氮循环、转化过程。需要指出的是，由于尿素在土壤中转化可积累大量的铵离子，导致土壤pH上升2-3个单位，再加上尿素本身含有一定数量的缩二脲，其浓度超过ppm时，便会对作物幼根和幼芽起抑制作用。因此，尿素不宜用作种肥、苗肥和叶面肥使用，其他时期使用的尿素也不宜过多或过于集中，最好是深施覆土或以水带肥，减少氮素挥发流失。
土壤氮素的损失方式五花八门，氨气的挥发、反硝化损失、硝酸盐淋洗、生物化学固定等，每一项损失途径看起来好像微不足道，实际上确实农业生产上氮肥损失的主要途径，目前，我国氮肥的平均利用率不足30%，因此，科学合理高效使用氮肥是每一个新时代农民理应具备的基本技能。
氮素内容较多，下篇分享植物对氮素的吸收利用与氮肥种类、特点，敬请