[科普中国]-土壤氮素氨化作用

占土壤含量95%以上的有机氮必须经微生物的矿化作用才能转化为无机氮。从有机态氮转化为无机态氮的过程称为有机氮的矿化作用，是氮素形态转化中最基本的环节。矿化过程中最先产生的无机氮一般以氨为主，然后再转化为亚硝酸根。

简介占土壤含量95%以上的有机氮必须经微生物的矿化作用才能转化为无机氮。从有机态氮转化为无机态氮的过程称为有机氮的矿化作用，是氮素形态转化中最基本的环节。1

氨化作用过程矿化过程中最先产生的无机氮一般以氨为主，然后再转化为NO2-。

从复杂的含氯有机物转化为无机氮，中间要经过许多步骤。以蛋白质为例，在其逐步水解过程中，经过一系列蛋白酶的降解，形成的初产物是长链的胨，然后是肽，最后是游离的氨基酸。其他杂环态或含氮芳香化合物也要逐步裂解才能生成简单的含氯化合物，其过程更为复杂。以氨化作用的最后步骤——氨基酸脱氨为例，也可有不同的途径：

蛋白质→RCHNH2COOH+CO2+中间产物+能量

然后在微生物作用下，各种简单的氨基化合物分解成氨，称为氨化阶段(氨化作用)，氨化作用可在不同条件下进行。

有机氮的矿化是在多种微生物共同作用下完成的，包括细菌、真菌和放线菌等，它们都以有机质中的碳素作为能源，可以在好气或嫌气条件下进行。在通气良好，温度、湿度和酸碱度适中的砂质土壤上、矿化速率较大、且积累的中间产物有机酸较少；而通气较差的黏质土壤上，矿化速率较小，中间产物有机酸的积累较多。对多数矿质土壤而言，有机氯的年矿化率一般为1%～3%，假如某土壤的有机质含量为4%，有机质的含氯量为5%，若以矿化率为1.5%计算。则每年每公顷从土壤有机质中释放的氮约70kg。1

特殊性水田土壤中的氨化作用具有特殊性。在土壤渍水后，由于氧气被消耗、使好气细菌大量死亡或停止活动。此时，嫌气微生物大量繁殖，进行有机氮的分解。因此，水田土壤中有机氮的矿化仍可维持一定的强度。其中矿化产物可积累的原因可能是：一、嫌气分解条件使硝化作用很微弱，为NH4+积累创造了条件；二、嫌气条件使微生物对氨的同化作用较弱，因而有较多的氨态氯可被释放；三、酸性土壤滚水后，pH提高，促使氨化作用顺利进行。1

影响的环境条件影响氨化作用的环境条件主要为温度、湿度和酸度。氨化作用的最适温度是20～35℃，超过或低于这一温度，氨化作用的强度就将减弱。一般而言，在30℃以下，氨化作用随着温度的升高而增强，这种趋势导致土壤中有效氮随着季节而变化。氨化细菌所需pH并不严格，一般在土壤酸性-碱性范围内部可进行，但以中性条件下最为旺盛，土壤温度和通气条件对氨化作用有一定影响。水分过多影响通气，水分不足影响氨化细菌的活动。一般在土壤含水量为田间持水量的60%左右时，最适宜有机氮的矿化，湿度过高或过低均有抑制作用。1

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院