氮素循环 nitrogen cycle
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在自然界中,氮素是以大气中的分子态氮开始,包括从硝酸和氨化合物到蛋白质和核酸,从构造简单到结构复杂的许多连续不同的物质。这些不同物质相互有关连地进行变化的现象,称为氮素循环。空气中的分子态氮,被根瘤菌( rhizobium)、各种光合细菌、自生固氮菌、能形成根瘤或某些蓝藻类固定形成氨氮(氮素固定)后,进一步同化。此外尚有通过空中放电而变成硝酸等氧化物。绿色植物和霉菌由于不能固定分子态氮,而只能以硝酸、亚硝酸和氨的形态来吸收氮,经同化作用制成蛋白质、核酸等,这些构成物质在死亡后又分解成酰胺和氨等。酵母和一般细菌,从天冬酰胺和谷氨酰氨一类的酰胺构成活体,待驱体分解后再变成氨。动物和某些种类的细菌,由于不能同化无机氮素化合物,所以吸收植物合成的特定氨基酸的有机氮,再进一步变成复杂的氮素化台物。动物一般除以尿素和尿酸的形态排出其氮素外,死后以分解产生的酰胺或氨归还于土中。另外,腐生细菌能把酰胺、尿素、尿酸等分解成氨。硝化细菌( Nitrosomonas)把氨氧化成为亚硝酸,再经硝化细菌把亚硝酸氧化成为硝酸。脱氮细菌( Bacillusnitroxus), Bacillus stutzeri,绿脓杆菌( Bacteriumpyocyaneum)等把硝酸还原成为亚硝酸,继而生成分子态氮。有关这些循环的模式图,已由 H. G. Lundeg-ardh, C. C. Delwiche制出。关于循环过程的全部情况和定量的测定,目前虽尚未进行,但估计主要作物吸收的氮量每公顷为 50— 90公斤,阔叶树每公顷为 55公斤,针叶树每公顷为 35— 45公斤左右。旱田约 25%,森林约 80%要回到土壤中去。另外,除由固氮菌所固定的氮素外,由降雨或尘埃所带来的氮素化合物( NH3 、 NO2 、 NO3 )中的氮,每年每公顷约有 7— 14公斤以上,这些也都是植物的氮素来源。