土壤有机氮组分研究进展

石材雕刻机 | 2021-07-21
本文摘要:概述:有机化学氮组分做为土壤营养物的最重要组成, 是土壤中合理地态氮的源和库, 在营养物酸化、同样、入迁及其为植物的生长能够氮全过程中起着尤为重要的具有。

概述:有机化学氮组分做为土壤营养物的最重要组成, 是土壤中合理地态氮的源和库, 在营养物酸化、同样、入迁及其为植物的生长能够氮全过程中起着尤为重要的具有。小结近些年世界各国土壤有机氮组分的研究进度, 简述了土壤有机氮组分的组成、作用以及影响因素。结果显示, 土壤有机氮组分与土壤能够氮工作能力紧密涉及到, 在其中酸解法铵态氮和酸解法碳水化合物氮为土壤有机氮组分的关键组成, 一定水平上可做为土壤能够氮发展潜力的息息相关。最终, 对将来的研究关键―同位素标记技术性和生物学技术性等在土壤有机氮组分研究的运用于进行发展方向, 以求为广泛开展土壤营养物循环系统和能够氮工作能力的研究获得一定的基础理论参考。

土壤营养物是农作物生长发育务必要素, 也是最重要的允许因素。近些年, 基肥的粗放型服药, 导致农作物生产量、质量升高的另外, 也带来基肥利用率较低、营养物损害相当严重和能够氮发展潜力劣等难题。土壤有机氮是矿质氮的源和库, 占到仅有氮90%之上, 是土壤能够氮发展潜力的关键推动者。

土壤有机氮关键不会有于未基本上转化成的动物与植物残体和土壤腐殖, 而土壤有机质管控着土壤微生物菌种特异性和营养物实效性, 从而维持或提高土壤营养物供货, 获得农作物成长发育需要的营养物。土壤营养物实效性不会受到有机化学氮有机化学形状和赋存情况的牵制, 另外有机化学氮也是农作物营养物汲取关键形状-矿质氮的源和库。土壤有机氮组分是土壤有机氮的最重要有机化学形状, 还包含酸解法铵态氮、酸解法碳水化合物氮、酸解法氨基糖氮及酸解法不知道的态氮, 必需或间接性危害土壤营养物实效性, 在土壤营养物循环系统中起着最重要具有。

因而, 研究土壤有机氮组分对大力开展土壤营养物实效性和能够氮工作能力的研究具有最重要实际意义。文中小结了近些年世界各国土壤有机氮组分的研究进度, 具体描述了土壤有机氮组分的组成、作用以及影响因素, 并对土壤有机氮组分将来的研究关键与方位进行发展方向, 以求为广泛开展土壤氮循环和能够氮工作能力的研究获得基础理论参考。

1 土壤有机氮组成与作用土壤层土壤 (0~30 cm) 大约有90%之上的营养物为有机化学氮, 其時刻正处在固持-酸化的稳定平衡中。现阶段, 针对土壤有机氮排序关键有二种分类方法, 一是用重液提纯土壤, 再次按有机化学氮中“分散”化学物质的比例分为比例2.0的资产重组和比例2.0的轻2组;二是应用Bremner法, 用6 mol L-1HCl水解反应土壤12 h, 将土壤里能被酸解的氮称之为酸解氮, 没法被酸解的氮称之为非酸解氮, 此二种排序方式依然沿用。前面一种基本原理主要是依据土壤有机氮组分化学性质的各有不同而进行排序。

后面一种主要是依据土壤有机氮组分的各有不同有机化学形状进行排序, 较为前面一种而言更为精确些。因而, 本研究关键应用Bremner酸求得排序的方式进行有机化学氮组分具体描述。按土壤有机氮的有机化学形状各自区别为非酸解氮和酸解氮 (关键还包含酸解法铵态氮、酸解法碳水化合物氮、酸解法氨基糖氮和酸解法不知道的态氮)。1.1 酸解法铵态氮酸解法铵态氮是土壤酸水解反应物质中的氨, 其含量大概占到土壤全氮的20%~35%。

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其来源于更加简易, 还包含来源于土壤的无机物氮 (关键为土壤同样态铵和吸附力铵) 、土壤酸解法物质 (干羟基或水解反应造成的碳水化合物和氨基糖) 和氟苯类物质。王圣瑞等研究强调, 绝大部分酸解法铵态氮是来源于同样态铵, 尤其是在是新的组成的固持氮, 同样态铵、相互交换性铵和全氮中间显著因此以涉及到。丛耀辉等研究强调, 酸解法铵态氮是土壤可酸化氮的最关键的必需来源于。

Lü等研究强调, 在土壤-绿色植物系统软件中, 酸解法铵态氮做为一个所含很多不容易酸化有机化学氮的临时性氮库。总的来说, 酸解法铵态氮是土壤中关键的可必需能够应季农作物汲取运用的合理地态氮, 其含量的高低立即危害土壤能够氮发展潜力, 可做为土壤能够氮发展潜力的息息相关。1.2 酸解法碳水化合物氮酸解法碳水化合物氮是土壤营养物中不明的总数至少的一类不容易水解反应态有机化学没有氮化合物, 其含量大概占到土壤全氮的30%~50%。酸解法碳水化合物氮关键以有机化学-无机物集合体方式不会有, 较较少不会有于土壤水溶液、微孔隙度和导电性在其他组分, 其关键来源于土壤微生物菌种、动物与植物残体以及转化成物质中蛋白、活性多肽等。

Amelung等研究强调, 酸解法碳水化合物氮与土壤微生物菌种基础代谢主题活动联络紧密, 是土壤固持氮的最重要储藏库。Chen等研究强调, 土壤中酸解法碳水化合物氮在营养物循环系统全过程中起了最重要具有, 尤其是在是小分子水碳水化合物能必需被微生物菌种同化作用汲取。Li的研究觉得, 酸解法碳水化合物氮是最关键的酸化源, 酸解法碳水化合物氮和酸解法铵态氮是二种最重要的规定营养物酸化潜势的有机化学氮组分。

Bardgett等的研究也更进一步强调, 酸解法碳水化合物氮是绿色植物汲取的合理地氮的关键来源于。Werdin-Pfisterer等研究也强调, 酸解法碳水化合物氮是土壤微生物菌种和绿色植物汲取合理地氮的关键来源于。Atanasova等研究结果显示, 土壤酸解法碳水化合物氮和全氮中间正圆形趋于显著因此以涉及到关联。Abdelrahman等研究强调, 土壤中酸解法碳水化合物氮可做为土壤有机质水解反应的指令指标值, 其含量的降低有可能主要是来源于土壤中土壤有机质的水解反应。

Lü等研究强调, 在土壤-绿色植物系统软件中, 绝大部分酸解法碳水化合物氮以与微生物菌种类化合物涉及到的高聚物方式不会有, 在应季农作物加工过程中主要是作为一个过渡氮库的具有, 进而商议土壤合理地氮库和农作物吸氮中间的关联。在土壤中, 以蛋白类形状不会有的酸解法碳水化合物氮操控着全部土壤-绿色植物系统软件中的营养物循环系统全过程。吴汉卿等研究结果显示, 酸解法铵态氮和酸解法碳水化合物氮是设备土壤中最关键的有机化学氮形状, 是土壤特异性氮中的关键组分。

总的来说, 酸解法碳水化合物氮是土壤微生物菌种和应季绿色植物汲取运用的合理地氮的关键来源于, 其均可做为土壤能够氮发展潜力的息息相关。1.3 酸解法氨基糖氮土壤中酸解法氨基糖氮关键还包含二种赋存方式, 一种是为集中化非匀质的添充态生物大分子化学物质, 此外一种是紧密与无机物胶体溶液结合方式, 其含量大概占到土壤有机氮的5%~10%。Zhang和Amulung等应用气场核磁共振精确测量出带的酸解法氨基糖氮主要成分为氨基葡萄糖、羟基半乳糖和胞壁酸。

其关键来源于土壤微生物菌种微生物生成的微生物菌种植物细胞, 可反映土壤微生物菌种的营养物同化作用汲取运用全过程, 因而土壤中酸解法氨基糖氮的含量与土壤微生物菌种特异性、总数和群落结构紧密相关。Wang等研究结果显示, 酸解法氨基糖氮与土壤全氮、矿质氮、总有机化学氮间不涉及到, 而酸解法氨基糖氮含量的提高与土壤能够氮工作能力的降低显著涉及到。He等研究结果显示, 土壤氨基糖含量与土壤碳氮供货密切相关, 在其中的胞壁酸在平衡碳氮提供层面具有高宽比回收再利用, 而氨基葡萄糖转化成可一部分合乎氮源务必。酸解法氨基糖氮对土壤碳氮循环中的微生物菌种全过程具有指令具有。

黄轩研究结果显示, 土壤有机氮组分中仅有酸解法氨基糖氮与土壤微生物菌种间显著涉及到, 还包含芽孢杆菌、细菌和革兰氏阳性菌病菌等微生物菌种生态系统。He等研究强调, 氨基葡萄糖关键来源于细菌, 胞壁酸仅有来自于病菌, 而羟基半乳糖多来自于细菌的奉献, 因而氨基葡萄糖与胞壁酸的比率能用于点评细菌、病菌残余物对土壤碳氮循环的奉献与具有。综上所述, 酸解法氨基糖氮与土壤微生物菌种基础代谢紧密涉及到, 而微生物菌种植物细胞残余物的异源性也强调了其可做为微生物标志物来得知土壤微生物菌种类化合物转换成速度、水平及其程度, 进而评定真菌和细菌在土壤碳氮循环的奉献与具有。

1.4 酸解法不知道的态氮酸解法不知道的态氮在最开始就是指酸解法全过程中并未被辨别出来的含氮化合物, 其含量大概占到土壤全氮的10%~20%。Nannipoeri和Eldor等研究结果显示, 核苷酸也是一部分酸解法不知道的态氮的来源于。

近年来的研究强调, 土壤酸解法不知道的态氮还包含杂环态氮 (N-苯氧基氨基酸氮、非α-碳水化合物氮和嘧啶、漂呤等) 、土壤腐殖化全过程的物质和一部分酸解仍未出狱的同样态铵, 酸解法不知道的态氮被强调是土壤特异性氮的关键奉献因素。1.5 非酸解氮非酸解氮是土壤酸解法全过程中, 碳水化合物与氨基糖根据醛具有所组成的简易化学物质, 其含量大概占到土壤全氮的10%~20%上下。该类化学物质构造稳定, 没法被6 mol L-1的HC1酸由此可见单个, 因而对这些化学物质的特性和组成研究罕见报道。

Stevenson等研究强调, 非酸解氮和酸解法不知道的态氮联络紧密, 其有可能是一种做为公路桥梁相互连接奎宁组的分子结构包括化学物质或腐殖中的杂环态缩聚反应物。Bremner研究强调, 非酸解氮还包含非酸可溶土壤沉渣导电性的酸解法物质、何以转化成没有氮化合物 (与土壤粘土矿物结合或位于粘土矿物晶格常数内)。Lü等研究强调, 非酸解氮是与化肥氮的固持全过程密切联系的稳定氮库。张理塘等研究强调, 非酸解氮比例的降低不容易降低土壤有机氮矿化速度, 危害土壤能够氮工作能力。

有研究强调, 非酸解氮为包含蛋白等杂环态中氮的化学物质, 能够 组成稳定构造的腐殖。现阶段, 有关酸解法不知道的态氮和非酸解氮的组成、来源于和作用行远必自不明确清了, 仍待更进一步研究。

2 土壤有机氮组分的影响因素2.1 浇灌姬景红等根据温室大棚各有不同浇灌方法长时间农业试验的研究强调, 土壤有机氮各组分含量和比例的差别关键不会有于0~50 cm土壤层内, 50 cm下列差别较小。各土壤层沟灌处理的酸解法碳水化合物氮、酸解法氨基糖氮及酸解法铵态氮占据全氮的占比皆高过灌溉和渗灌处理, 而灌溉和渗灌处理的酸解法不知道的态氮和非酸解法氮占据全氮的占比则高过沟灌处理。

Tian等根据培养实验的研究强调, 降低氮凹陷量和降水量不容易另外降低土壤酸解法碳水化合物氮和酸解法铵态氮含量, 降低酸解法氨基糖氮含量, 从而提高土壤氮利用率及土壤能够氮发展潜力。吴汉卿等研究强调, 注水限制、舒氮量和水氮互动对设备土壤有机氮组分危害皆超出趋于显著水准。

因而, 浇灌方式和浇灌量立即危害水份的提供方法和土壤水份的健身运动和模型产自, 从而危害土壤水份实效性、土壤微生物菌种基础代谢主题活动, 促使土壤各有机化学氮组分的含量和比例再次出现变化。2.2 栽种很多研究結果皆强调, 栽种对土壤有机氮组分有显著危害。

高晓宁等研究强调, 各有不同栽种处理对土壤有机氮各组分含量的危害次序依次为有机化学无机物配施有机肥料单施有机肥单施和不栽种处理。长时间各有不同栽种对策对土壤层 (0~30 cm) 土壤酸解法氮各组分含量皆有显著危害;单施有机肥和有机化学无机肥料配施皆变化了土壤酸解法氮各组分的含量和产自占比, 在其中酸解氮基酸态氮含量和比例的提升 实际效果尤其明显。李萌等研究结果显示, 粪肥取代基肥显著提高了粮种轮种标准下土壤酸解法高锰酸盐指数和酸解法碳水化合物氮和酸解法不知道的态氮含量。

任孙大妈等研究结果显示, 有机化学无机肥料配施合理地降低土壤有机氮, 从而加强土壤能够氮发展潜力, 提高土壤肥效水准。Kwon等研究强调, 有机肥料的造成显著提高土壤有机氮含量, 有机化学无机肥料配施在降低土壤有机氮各组分含量提高能够氮发展潜力的另外, 也可根据土壤微生物菌种具有调整矿质氮的固持和转换成。

有机化学无机肥料配施使土壤酸解法高锰酸盐指数、酸解法氨基糖氮、酸解法铵态氮、酸解法碳水化合物氮和非酸解法氮含量皆降低, 而酸解法不知道的态氮含量却降低。彭令发等研究觉得, 有机化学无机肥料配施对土壤酸解法碳水化合物氮和酸解法不知道的态氮含量有显著危害, 而对土壤酸解法氨基糖氮和酸解法铵态氮含量的危害则较小。

李丽霞等觉得黄土层区人力牧草地18年紫花苜蓿重茬方法对土壤层土壤酸解法高锰酸盐指数有非常大危害, 在其中对酸解法碳水化合物氮、酸解法氨基糖氮及酸解法铵态氮含量危害更高。肖伟伟等对黄土层涝塬黑垆土有机化学氮组分寻找有机肥料和有机肥配施对酸解法碳水化合物氮的危害仅次。张电力学等研究强调, 有机化学氮累积全过程中, 有机肥氮主要是转换变成土壤酸解法铵态氮和酸解法碳水化合物氮, 而有机肥氮则关键转换变成土壤酸解法碳水化合物氮。由此可见, 各有不同栽种对策对土壤有机氮组分含量和比例危害显著。

长时间各有不同的化肥管理机制很有可能会导致土壤营养物在各有不同的有机化学氮组分中进行有可选择性的累积实际效果, 科学规范的栽种对策有利于提高土壤能够氮工作能力。2.3 土地资源利用方法研究强调, 土地资源利用方法 (先于地、水稻田、林地类) 显著危害着土壤酸解法高锰酸盐指数及酸解法氨基糖氮、酸解法铵态氮和酸解法碳水化合物氮的含量以及比例, 展示出为草坪田地的产自规律性。

在旱田和林地类运用方法下, 各自展示出为土壤酸解法铵态氮含量及土壤酸解法氨基糖氮、酸解法碳水化合物氮含量的降低 力度尤其显著, 整体上水稻田改成林地类后土壤不容易酸化转化成的酸解氮降低实际效果尤其显著, 其土壤能够氮发展潜力也最少。坎春梅等对土壤中有机化学氮各组分含量的危害展示出为林地类柞树林地类农用地。

旱田土壤的全氮、酸解法高锰酸盐指数含量皆显著高过适度的水稻土, 且有机化学氮各组分含量也正圆形完全一致的趋势分析。2.4 耕作方式施书莲等研究报道, 耕种显著降低了土壤酸解法铵态氮含量, 酸解法碳水化合物氮含量却显著降低, 而酸解法不知道的态氮和酸解法氨基糖氮趋势分析不明显。Stevenson研究结果显示, 耕种对土壤酸解法氨基糖氮含量危害较小, 而显著降低土壤酸解氮含量, 降低酸解法碳水化合物氮含量。

Brenmer研究结果显示, 耕种使土壤有机氮各组分皆显著降低。也是有研究强调, 秸秆综合利用对有机化学氮的组分和产自有非常大的危害。

姜晓云等觉得与传统式耕种相比, 免耕覆盖范围秸杆酸解法高锰酸盐指数含量 (0~5 cm土壤层) 比CK处理降低了17.18%。贾倩等研究结果显示, 水旱和旱田轮种下土壤酸解法氮各组分转变差别显著, 土壤酸解氮含量的降低是土壤全氮含量转变的关键缘故。因而, 土地资源利用方法和耕作方式对土壤有机氮组分含量和比例皆有显著危害, 这有可能是因为各有不同土地资源利用和耕作方式下, 土壤物理学、有机化学和微生物特性的差别导致。2.5 冻融循环交叠徐俊俊等研究强调冻融循环時间对土壤有机氮组分危害显著, 伴随着冻融循环時间的转变, 酸解法氮各组分转变明显, 无效溫度的轻度水平危害土壤酸解法氨基糖氮和酸解法碳水化合物氮含量, 但差别不显著。

贾国晶等研究强调, 冻融循环交叠提高了土壤有机氮矿化具有, 不利土壤中合理地态氮的累积和土壤能够氮工作能力的提高。冻融循环交叠对土壤有机氮组分含量和比例危害显著, 这有可能是冻融循环交叠下的土壤水热情况必需或间接的危害土壤微生物菌种主题活动, 另外冻融循环交叠一定水平不容易导致土壤构造的转变, 进而引起土壤有机氮组分含量和比例的转变。2.6 种植期限Wang等对长时间尺度编码序列的典型性水稻土有机化学氮组分的研究结果显示, 土壤有机氮组分含量随种植期限的降低正圆形指数值持续增长发展趋势, 并在种植期限约100年上下时迅速趋于稳定, 而比例未展示出出有统一趋势分析。

王晋等研究结果显示, 各有不同种植方法和期限对土壤关键有机化学氮组分占据全氮的比例危害并不算太大, 各有不同种植期限旱田土壤的全氮含量和酸解法高锰酸盐指数含量显著高过适度的水稻田土壤, 而且各有机化学氮组分含量也正圆形完全一致的发展趋势。除旱田土壤酸解法碳水化合物氮和水稻土酸解法氨基糖氮外, 有机化学氮各组分随時间正圆形指数值趋势分析。

张理塘等对各有不同种植期限种植园土壤有机氮组分研究结果显示, 土壤酸解法铵态氮和酸解法不知道的态氮比例随种植期限的降低而升高, 并非酸解法氮比例则忽视。2.7 土壤种类了解研究强调, 各有不同种类土壤中有机化学氮各组分含量差别显著。

灌漠土、严寒草地土、滨海县腌渍土、潮棕壤、棕壤和黑土地等多种类型土壤中, 酸解法高锰酸盐指数、酸解法碳水化合物氮、酸解法氨基糖氮、酸解法铵态氮、酸解法不知道的态氮及非酸解氮的含量和比例皆有较小差别。这有可能是因为各有不同种类土壤的肥水气热等自然环境标准各有不同, 土壤有机质酸化和腐殖化全过程不会有差别, 进而导致土壤中有机化学氮各组分意味著含量和较为含量的转变。3 结果与发展方向从世界各国对土壤有机氮组分的深层次研究中难以寻找, 土壤有机氮组分与土壤能够氮发展潜力密切相关。

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但因为技术性和方式的允许, 有关土壤有机氮组分的确立组成仍然有很多不解之谜。现阶段, 针对有机化学氮组分的研究目标绝大部分集中化于田地生态体系, 且研究栽种对土壤有机氮组分危害的报道数最多, 而有关浇灌、冻融循环交叠、耕作方式和土地资源利用方法等影响因素研究较较少。

土壤中有机化学态氮時刻正处在固持-酸化的稳定平衡中, 殊不知现阶段大部分研究皆对于单一影响因素, 有关双要素或多要素的研究罕见报道。了解研究强调, 土壤物理学、有机化学和微生物特性与土壤营养物转换成全过程联络紧密。如浇灌不容易必需变化土壤密度、水分含量、孔隙度构造和溫度等指标值, 施氮不容易必需变化土壤营养物储藏量, 而这种土壤特性皆必需或间接性与土壤微生物菌种特异性、群落结构等涉及到。

土壤微生物菌种是土壤营养物转换成的关键推动力, 也是土壤生态体系中最重要的控制器。总的来说, 提议从以下几个方面更进一步研究土壤有机氮组分和土壤能够氮工作能力中间的联络, 进而更为掌握地了解土壤有机氮组分在生态体系的作用与具有。(1) 现阶段研究关键在农牧业生态体系中进行, 有关各有不同种类土壤有机氮组分的研究刻不容缓, 另外进行双要素或多要素对土壤有机氮组分的危害, 确定多种多样影响因素中间否不会有藕合具有, 深刻领会土壤营养物的运行体制;(2) 应用同位素标记技术性, 运用于液相色谱仪-质谱分析技术性 (LC/MS) 和气象色谱仪-质谱分析技术性 (GC/MS) 来剖析各有不同对策下土壤有机氮组分中的确立组成构造、含量和比例, 研究氨基糖等微生物标志物-在土壤碳氮循环全过程的指令具有;(3) 绿色植物化感微生物菌种立即危害土壤-绿色植物系统软件营养物运行, 因而运用于现阶段比较慢发展趋势一起的生物学技术性如转录组测序技术性、稳定放射性核素核苷酸探头技术性和少量热技术性等研究化感土壤微生物菌种特异性、群落结构和作用多元性等, 将土壤有机氮组分与土壤物理学、有机化学和微生物指标值间取得联系, 以求能更优地表明土壤能够氮原理。


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