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你应该知道的 存在大量的氮(N)源。在评估N预算时考虑这些因素。 土壤类型和气候对土壤系统氮素流失有很大影响。 由于明尼苏达州有如此多样的土壤和气候，所以N循环的解释应该是因地制宜的。 为什么理解氮 环境和经济问题使人们更加需要更好地了解氮在作物生产系统中的作用和命运。在明尼苏达州，氮是作物生产中最常缺乏的养分，它的使用可以给农民带来可观的经济效益。 然而，当对土壤系统的氮投入超过作物需求时，过量的硝酸盐(NO3-N)可能进入地下水或地表水。 管理氮的投入，以实现有利可图的作物生产和水供应中环境可容忍的NO3-N水平之间的平衡，应该是每个种植者的目标。氮在土壤系统中的行为是复杂的，但了解这些基本过程对于一个更有效的氮管理方案是必不可少的。 氮循环 氮以多种形式存在于土壤系统中，并且很容易从一种形式转变为另一种形式。N在土壤系统内外的路线被统称为氮循环(图1)。 氮循环受生物影响。反过来，生物过程又受普遍的气候条件以及特定土壤的物理和化学性质的影响。明尼苏达州的气候和土壤差异很大，影响着不同地区的氮转化。
大气 大气氮是氮循环中氮的主要储集层(空气占氮气的79%)。 虽然大多数植物都无法获得，豆科植物通过生物固氮可以使用大量的N2。在这个生物过程中，结瘤的根瘤菌栖息在豆科植物的根中，并通过共生关系将大气中的N2转化为植物可以使用的一种形式。 豆类可以将大量的氮气转化为可利用的N，例如，一种苜蓿作物有可能每年每英亩固定几百磅氮。收获后留下的任何豆科作物，包括根茎和根瘤，都能在植物物质分解后向土壤系统提供氮。 几种非共生生物固定氮，但这些生物的氮添加量很低(每年每英亩1至5磅)。此外，降水还会向土壤中添加少量的氮。在明尼苏达州，降水量平均每年每英亩提供5到10磅氮。 商用肥料 商业氮肥也是从大气氮库中提炼出来的。主要步骤是N2与氢(H2)结合生成氨(NH3)。然后，使用无水氨作为生产其他氮肥的起点。 然后，从NH3中提取的无水氨或其他氮产品可以补充作物营养的其他氮源。 有机氮源 氮也可以从有机氮源提供给植物使用。在这些有机资源提供给植物之前，它们必须转化为无机形式。植物可用氮作为铵(NH4+-N)或硝酸盐(NO3--N)。 圈肥 动物肥料和其他有机废弃物是植物生长的重要氮源。肥料提供的氮量将因牲畜的种类、处理、施用率和施用方法而不同。由于氮肥的形态和含量差异很大，建议进行肥料分析，以提高氮肥管理水平。 作物残留物 非豆科植物的作物残渣也含有氮，但与豆科植物相比，含量相对较小。氮以复杂的有机形式存在于作物残留物中，残留物必须腐烂--这一过程需要几年的时间--然后氮才可供植物使用。 土壤有机质 土壤有机质也是作物利用氮的主要来源。有机质主要由相当稳定的物质组成，称为腐殖质，这种物质在很长一段时间内已经收集起来。 容易分解的部分有机物质消失相对较快，留下的残余物更耐腐烂。土壤中每一百分比的有机质都含有大约2,000磅的有机氮。这部分有机物以相当缓慢的速度分解，每英亩每年释放20磅氮，每一百分比的有机物。 氮转化 在土壤中存在或添加的氮，会受到几种变化或转化的影响。这就决定了植物对氮的可利用性，并影响了NO3-N向供水的潜在迁移。 氮变化的原因及影响 土壤有机质、作物残渣和肥料中存在的有机氮通过矿化过程转化为无机氮。在这个过程中，细菌消化有机物并释放出NH。4+-N. NH的形成4+-N随着微生物活性的增加而增加。细菌的生长与土壤温度和含水量直接相关。NH4+-肥料提供的氮与NH相同4+-有机质供应的N。 铵态氮对氮的管理具有重要的实际意义。植物能吸收NH4+-N.此外，由于铵有正电荷，它被带负电的土壤和土壤有机质所吸引或保持。这意味着4+-N在土壤中不向下移动。 氨氮4+-没有被植物吸收的氮形态会受到土壤系统的其他变化的影响。硝化是NH的转化。4+-N到NO3--N. 硝化 硝化是一个生物过程。它在温暖、潮湿、通风良好的土壤中迅速传播，并在低于华氏50度的土壤温度下减速。 硝态氮是一种负电荷离子，不被土壤颗粒或土壤有机质(如NH)所吸引。4+-N.硝态氮是水溶性的，在一定条件下可以在作物生根区以下移动. 反硝化 在反硝化过程中，细菌会转化NO。3--N到N气体，这些气体在大气中丢失。反硝化细菌使用NO3--氮而不是氧在代谢过程中。这一过程发生在积水的土壤中，含有大量的有机物，为细菌提供能量。 由于这些原因，反硝化一般仅限于表土。当土壤变暖，饱和2~3天时，反硝化可以迅速进行。 固定 固定化，或土壤氮的结合，可以暂时减少分解高碳、低氮残留物的植物有效氮的数量，如玉米秸秆或小麦秸，需要更多的氮来消化这些物质，而不是残留的物质。 固定化是在生长中的微生物使用NO时发生的。3--N和/或NH4+-N存在于土壤中以生成蛋白质。在生长季节，活跃生长的细菌也能分解土壤有机质，释放有效氮。 在生长季节，由于残体中的附加氮是固定矿化过程后的净增重，所以N的净增重在生长季节是存在的。 土壤系统氮素流失 在开展氮素规划和评价环境效应时，应考虑氮素在土壤中的迁移系数。沙质土壤可能通过淋溶流失N，而重度、排水不良的土壤则可能通过反硝化而失去N。 浸出 与先前描述的生物转化不同，硝酸盐的流失是一种物理事件。 浸出是可溶性NO的流失。3--N随着土壤水分(通常是过剩的水)在根部以下移动。硝酸盐-N在根部以下移动，有可能通过排水系统进入地下水或地表水。 粗糙质地的土壤具有较低的持水能力，因此，与细粒质地的土壤相比，从淋溶中流失硝酸盐的可能性更大。例如，一些沙土每英尺可能只保留半英寸的水，而一些淤泥壤土或粘土壤土每英尺可保留多达2英寸的水。 如果降雨或灌溉将水通过根区，则可以从任何土壤中渗出硝态氮。 反硝化 反硝化可能是NO的主要损失机制之一。3--N当土壤被水浸透两三天时。氨氮4+-N表不受这一损失的影响。如果反硝化损失是一个潜在问题，则可采用管理替代办法。 挥发 某些地表施氮源在挥发过程中可能造成重大损失.在这个过程中，氮以氨(Nh)的形式流失。 含有尿素的肥料和肥料产品会导致氮以这种方式流失。氨是尿素转化为NH的中间态氮。4+-N.吸收这些氮源将几乎消除挥发损失。 当：
作物移除 由于作物的迁移，大量的氮从土壤系统中流失。例如，一种每英亩250蒲式耳的玉米作物，可以从谷物中去除大约175磅的氮.作物的移除占离开土壤系统的氮的大部分。 土壤侵蚀与径流 氮可以通过土壤侵蚀和径流从农田流失。这些事件造成的损失通常不占土壤氮收支的很大一部分，但应考虑地表水质量问题。 加入或注入肥料和肥料可以帮助防止因侵蚀或径流而流失的氮。在土壤可蚀性强的地方，保护性耕作可以减少土壤侵蚀和径流，减少N的地表流失。 作物生产者的关键点 考虑到N在土壤中的许多转化和反应，有几个要点需要记住：
感谢：https://extension./nitrogen/understanding-nitrogen-soils#soil-erosion-and-runoff-761714 |
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