氮素循環

目前，陸地上生物活體中貯存的有機氮總量為110～140億噸，這部分氮的數量雖不算大，但它於迅速再循環中，可反覆供植物利用。存在土壤中的有機氮估計為3000億噸，逐年分解為無機氮供植物利用。海洋中有機氮約5000億噸, 海水中還溶有氮約2.2×10（億噸），被海洋生物循環利用。

氮素循環過程中的幾個主要環節是：①大氣中的分子態氮被固定成氨（固氮作用）；②氨被植物吸收合成有機氮並進入食物鏈；③有機氮被分解釋放出氨（氨化作用）；④氨被氧化成硝酸；⑤硝酸又被還原成氮，返回大氣（脱氮作用）。

氮的兩個原子以3鍵結合，每克分子氮需160千卡能量才能將兩個原子分開。能提供能量進行氮固定的途徑有①生物固氮：自然界存在多種固氮微生物，它們利用化學能或光能將氮還原為氨。這是地球上固定氮的重要途徑；②工業固氮:用高温、高壓、化學催化的方法,將氮固定為氨；③高能固氮:高空放電瞬間產生的高能,使空氣中的氮與水中的氫或氧結合，產生氨或硝酸，由雨水帶至地表。

植物和微生物吸收銨鹽和硝酸鹽，將無機氮同化為有機氮，動物食用植物，將植物有機氮同化為動物有機氮。動物代謝過程中向體外排泄氨、尿酸、尿素以及其他各種有機氮化合物。另外，動物分泌物和動、植物殘體被微生物分解也釋放氨。

氨或銨鹽在有氧條件下能被氧化成硝酸鹽。硝酸鹽溶於水，易被植物吸收利用，但也易從土壤中淋失，流至河湖及海洋。

硝酸鹽在微氧或無氧條件下，能被多種微生物還原成亞硝酸鹽並進一步還原成分子氮，返回大氣。這種反硝化作用一是造成土壤耕作層的氮肥損失，二是其部分產物（NO及N）能造成環境污染。另外，NO及N上升至同温層，與臭氧結合，使濃度降低，從而減弱對太陽光中紫外線的屏蔽作用，將會造成不良後果。

人們為了發展農業生產，除大力增產氮肥外，還必須提高對氮素循環中各個環節的瞭解，以便在氮肥的使用和管理上，採取合理的措施。