[科普中国]-土壤氮素硝化作用

硝化作用是指将土壤中所形成氨、胺、酰胺等在微生物的作用下氧化为硝酸的生物化学过程。一般分两步进行，第一步氧化成NO2-，然后再氧化成NO3-。硝化作用广泛存在于土壤、水域和沉积物的生态系统中，这一过程对作物生产、氮素循环、废水处理和环境保护均有密切的关系。

简介硝化作用是指将土壤中所形成氨、胺、酰胺等在微生物的作用下氧化为硝酸的生物化学过程。一般分两步进行，第一步氧化成NO2-，然后再氧化成NO3-。硝化作用广泛存在于土壤、水域和沉积物的生态系统中，这一过程对作物生产、氮素循环、废水处理和环境保护均有密切的关系。1

过程每氧化一个NH4+离子为NO33-离子要释放2H+，是引起土壤酸化的来源之一。

土壤中进行亚硝化作用和硝化作用的微生物种类很多，包括多种细菌、真菌、放线菌，这些微生物在通气条件良好，土壤水分含量相当于田间持水量的50%～70%，土壤的pH为7～9，土温在35℃左右和土壤中C/N〈20时活动旺盛。如有微量元素Cu、Mo存在，能大大促进硝化作用进行。

在通气良好的情况下，亚硝化作用和硝化作用相互衔接，一般硝化作用的反应速率大于亚硝化作用，而亚硝化作用又比氨化作用速率大。因此，在一般土壤中，很少有亚硝酸态氮和铵态氮大量累积的情况。但当大量施用化学氮肥如液氨、氨水、尿素或大量施用易分解的幼嫩豆科绿肥时，有可能会有铵的累积，对硝化细菌产生毒害作用，使亚硝态氮的氧化受到抑制，引起土壤中亚硝态氯的累积，而不利于植物生长，造成死苗现象(尤其幼苗期容易发生)。1

影响因素影响硝化作用的环境因素主要有土壤酸度、通气性、湿度、温度和土壤肥力水平等。一、最适pH在6.6～8.0之间。一般来说，农业土壤的硝化速率在pH低于 6.0时明显降低，pH低于4.5时则基本上没有硝化作用。二、硝化作用必须以良好的通气条件为前提，因为硝化细菌是一类好气性微生物。三、土壤水分过多或过少不利于硝化作用的顺利进行，相对含水量在50%～70%最宜。四、最适温度为30～35℃，5℃以下和40℃以上反应很慢。不同地区的最适温度不同，在北美最大硝化率在20～25℃，美国西南为30～40℃，美国中西部则为40℃、热带的澳大利亚在60℃以上进行硝化作用。五、有机质含量高的土壤硝化细菌数量大，硝化作用强。1

意义硝化作用的意义可分为两个方面。首先，在土壤养分供应方面。硝化作用使得移动性小的NH4+转变为随水移动性很强的NO3-，有利于补充根区氮的亏缺，使植物易于吸收氮营养。其次，NO3-随水的移动也存在不利之处，它使得氮易于淋出土壤根区，造成土壤氯素损失和地下水N含量过高。

硝化作用的抑制。人们看到了硝化作用的不良影响，从而努力寻找抑制硝化作用的物质。人工合成的硝化抑制剂也有很多，但由于效果不稳定、价格昂贵，生产上还没有广泛采用。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