第五章微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)之氮循環(huán)資料課件

微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)之氮循環(huán)微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)之氮循環(huán)講授內(nèi)容1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用3論文舉例講授內(nèi)容1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述地殼7.7×1014t大氣3.9×1015t陸地生物2.5×1010t有機(jī)質(zhì)1.1×1011t海洋非生物活躍N9.9×1011t海洋生物N5.2×108t海洋溶解N22.0×1013t1.1幾類主要氮庫1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述地殼大氣陸地生物有機(jī)質(zhì)海洋非生物1.2氮素在自然界的存在形式（1）氣態(tài)N：N2，N2O（氧化亞氮）（2）無機(jī)態(tài)N：NO3-、NO2-（亞硝酸鹽氧化態(tài)）、NH4+（還原態(tài)）（3）有機(jī)態(tài)N：各種有機(jī)氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸、氨基糖聚物1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述1.2氮素在自然界的存在形式（1）氣態(tài)N：N2，N2O（氧生物體有機(jī)氮NH4+NO2-NO3-大氣N2①生物固氮④硝化作用（1）④硝化作用（2）③同化吸收③同化吸收②氨化作用亞硝酸氨化作用異化性硝酸鹽還原火山爆發(fā)⑤反硝化1.3自然界中的氮素循環(huán)1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述自然界中的氮素循環(huán)閃電電離固氮菌轉(zhuǎn)化亞硝酸根生物體有機(jī)氮NH4+NO2-NO3-大氣N2①生物固氮④硝化2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.1生物固氮2.2氨化作用2.3氮化合物的生物同化2.4硝化作用2.5反硝化作用2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.1生物固氮2.1生物固氮N2+能量NH3微生物（異養(yǎng)）固氮酶固氮微生物自生固氮菌（）共生固氮菌聯(lián)合固氮菌2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.1生物固氮N2+能量NH3微生物（異養(yǎng)）固氮自生固氮菌自生固氮菌（好氧）梭狀芽孢桿菌（厭氧）自生固氮菌自生固氮菌（好氧）梭狀芽孢桿菌（厭氧）自生固氮菌根瘤菌豆科植物的根瘤共生固氮菌根瘤菌豆科植物的根瘤共生固氮菌芽孢桿菌拜葉林克氏菌聯(lián)合固氮菌芽孢桿菌拜葉林克氏菌聯(lián)合固氮菌2.2氨化作用2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用氨化反應(yīng)是指有機(jī)氮經(jīng)微生物的分解而產(chǎn)生氨的生物反應(yīng)第一階段——復(fù)雜的含氮化合物分解形成簡單化合物——氨基化第二階段——氨基化合物經(jīng)微生物作用脫氨基，釋放氨合適的環(huán)境條件下2.2氨化作用2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用氨化反長了毛霉的豆腐可以食用的霉豆腐霉豆腐的加工原理——氨基化蛋白質(zhì)→RCHNH2COOH（或RNH2）+CO2+中間產(chǎn)物+能量2.2氨化作用第一階段，氨基化氣生菌絲長了毛霉的豆腐可以食用的霉豆腐霉豆腐的加工原理——氨基化蛋白堆肥發(fā)酵有機(jī)堆肥堆肥發(fā)酵原理——脫氨基過程2.2氨化作用第二步，脫氨基充分通氣條件下

RCHNH2COOH+O2→RCOOH+NH3+CO2+能量堆肥發(fā)酵有機(jī)堆肥堆肥發(fā)酵原理——脫氨基過程2.2氨化作用2.2氨化作用第二步，脫氨基厭氧條件下

RCHNH2COOH+2H→RCH2COOH（RCH3+CO2）+NH3+能量一般水解作用RCH2NH2COOH+H2O→RCH2COOH（RCH2OH+CO2）+NH3+能量微生物水解酶2.2氨化作用第二步，脫氨基厭氧條件下RCHNH2C環(huán)境條件對氨化作用的影響水分溫度pHC/N的影響土壤持水量50～70％，有利于氨化作用的進(jìn)行氨化作用適宜溫度為25～32℃中性條件的氨化作用大于酸性條件最適pH7.2～7.4堿性條件下形成的NH3易揮發(fā)（pH>8）有機(jī)N化物C/N＝25:1，土壤得不到多余的無機(jī)NC/N<25:1，土壤得到多余的無機(jī)NC/N>25:1，土壤有無機(jī)N的損失2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用水對濕土壤的比值環(huán)境條件對氨化作用的影響水分土壤持水量50～70％，有利于氨2.3氮化合物的生物同化微生物體NO3-NH4+NO3-→NH4+→RCH2NHKCOOH氨態(tài)氮、硝態(tài)氮被微生物吸收同化稱為氮素的微生物同化2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用同化吸收2.3氮化合物的生物同化微生物體NO3-NH4+NO3-2.4硝化作用2.4.1硝化作用的底物和產(chǎn)物（1）硝化作用的底物是NH4+，但NH3的離子化高度依賴環(huán)境中的pHpH6.07.08.09.0NH3/NH4+0.11.010.050.02微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用銨態(tài)氮經(jīng)硝化細(xì)菌的氧化轉(zhuǎn)變成為硝態(tài)氮的過程稱為硝化作用2.4硝化作用2.4.1硝化作用的底物和產(chǎn)物（1）硝（2）硝化作用的產(chǎn)物NO2-NO3-NH4+O2NO2-硝化作用第一階段亞硝酸細(xì)菌硝化作用第二階段硝酸細(xì)菌O2NO2-NO3-2.4硝化作用2.4.1硝化作用的底物和產(chǎn)物2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用銨態(tài)氮經(jīng)硝化細(xì)菌的氧化轉(zhuǎn)變成為硝態(tài)氮的過程稱為硝化作用耗氧情況下（2）硝化作用的產(chǎn)物NO2-NH4+O2NO2-硝化作用2.4.2影響硝化作用的環(huán)境因素（1）pH（2）O2（3）EhpH7-8.6，有利于硝化作用進(jìn)行；pH<5.5，硝化作用受抑制；銨離子太多pH>9，造成游離的NH3過多而抑制硝化作用。O2是自養(yǎng)硝化菌進(jìn)行硝化作用的必備條件。400mv以上，有利于硝化作用進(jìn)行；低于250mv時(shí)，亞硝酸細(xì)菌就不能將NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-；低于－80mv時(shí)，硝化作用停止。氧化還原電位2.4.2影響硝化作用的環(huán)境因素（1）pHpH7-8.6（4）溫度（5）底物和產(chǎn)物的高濃度均能抑制硝化作用的進(jìn)行（6）土壤肥力4～40℃，25～32℃為最適生長溫度低溫能抑制硝化作用（0～4℃），因此冬季土壤中以NH4+為主，NO2-和NO3-的量很少；不同地區(qū)硝化作用的適宜溫度范圍不同：北美洲20～25℃美國西南部30～40℃熱帶60℃NH4+過多，影響環(huán)境pH;pH>9，游離NH3過多，抑制硝化細(xì)菌生長。NO3-過多，反饋抑制硝酸細(xì)菌生長，造成NO3-累積而毒害亞硝酸細(xì)菌以及污染環(huán)境。土壤可溶性有機(jī)物含量高，能促進(jìn)硝化作用的進(jìn)行。因有機(jī)物分解釋放出NH4+，為硝化作用提供較多的作用底物。夏季硝態(tài)氮高容易釋放銨離子（4）溫度4～40℃，25～32℃為最適生長溫度北美洲20～2.4.3硝化作用造成的環(huán)境污染過多硝酸鹽污染水源，引起水體富營養(yǎng)化；NO2-為致癌物質(zhì)；N2O破壞臭氧層。2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.4.3硝化作用造成的環(huán)境污染過多硝酸鹽污染水源，引起水2.4.4抑制劑的施用效果（1）選擇硝化抑制劑的基本原則（2）硝化抑制劑的種類（3）硝化抑制劑的效果只抑制亞硝酸細(xì)菌的生長，而對硝酸細(xì)菌和土壤的其他有益微生物無影響；施用量少，成本低，效果明顯；對人、畜、土壤、水域、植物無害無污染。美國DOW公司的D-serve；Am（2-氨基-4-氯甲基吡啶）、雙氰胺中國生產(chǎn)的CP（西吡）（2-氯-6（三氯甲基）吡啶）抑制硝化作用，提高氮肥利用率提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)CP可降低硝化率10～30％，氮肥利用率提高18.7％2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.4.4抑制劑的施用效果（1）選擇硝化抑制劑的基本原則2.5反硝化作用由于作用過程不同，將反硝化作用分為兩類：植物或微生物將NO3--N吸入體內(nèi)，通過同化型硝酸鹽還原酶的作用，將NO3-還原為NH4+，然后進(jìn)一步合成體內(nèi)含N的有機(jī)物質(zhì)的生物學(xué)過程。某些微生物在厭氣條件下，用NO3-中的氧、氮作為最終電子受體，進(jìn)行無氧呼吸，將NO3-還原為NO2-、N2O直至N2的生物學(xué)過程。2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用1）同化型硝酸鹽還原作用2）異化型硝酸鹽還原作用（呼吸型硝酸鹽還原作用）2.5反硝化作用由于作用過程不同，將反硝化作用分為兩類：2.5.1反硝化作用條件及作用菌（1）條件厭氣；適合的電子供體，如有機(jī)C化物或還原型無機(jī)硫化物（S，H2S）；豐富的電子受體，如NO3-，NO2-；能進(jìn)行反硝化作用的微生物。2.5反硝化作用2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.5.1反硝化作用條件及作用菌（1）條件厭氣；2.5屬于特殊的兼厭氣性細(xì)菌營養(yǎng)型特殊的反硝化細(xì)菌能反硝化也能發(fā)酵：芽孢桿菌屬，色桿菌屬的一些種；能反硝化也能發(fā)酵，不能行有氧呼吸：丙酸丙桿菌能進(jìn)行反硝化也能固N(yùn)：固氮螺菌，紅色假單胞菌化能自養(yǎng)型反硝化細(xì)菌：脫氮硫桿菌（2）反硝化作用菌2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.5.1反硝化作用條件及作用菌2.5反硝化作用屬于特殊的兼厭氣性細(xì)菌能反硝化也能發(fā)酵：芽孢桿菌屬，色桿菌屬2.5.2土壤中影響反硝化作用因素可礦化的有機(jī)C的多少與反硝化作用關(guān)系密切反硝化作用與O2量成反相關(guān)在田間持水量50～75％時(shí)，反硝化作用不明顯；在田間持水量大于100％時(shí)，反硝化作用逐步增強(qiáng)。Eh在200mv以下，反硝化作用最強(qiáng)。2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.5反硝化作用（1）有機(jī)C含量的影響（2）O2（3）Eh能量來源氧氣對反硝化細(xì)菌產(chǎn)生脅迫2.5.2土壤中影響反硝化作用因素可礦化的有機(jī)C的多少與反6～8pH<6，過酸，使反硝化作用受抑制pH>8以上，過堿，造成NO3－形成受抑制當(dāng)土壤溶液中NO3－濃度>40mg/L就刺激反硝化作用的進(jìn)行。中溫帶（年均氣溫<20℃），最適25～30℃熱帶（年均氣溫>20℃），最適60～65℃2.5.2土壤中影響反硝化作用因素2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.5反硝化作用（4）pH（5）NO3－（6）溫度6～8pH<6，過酸，使反硝化作用受抑制當(dāng)土壤溶液中NO3－海水中的反硝化作用廣泛存在于海水和高鹽環(huán)境中，26.7％的細(xì)菌屬于反硝化細(xì)菌；在海水無氧沉積層的剖面上有反硝化作用。淡水中的反硝化作用維持沉積物好氧和厭氧的交界面；減少水中NO3－的含量，降低水體富營養(yǎng)化。2.5.2土壤中影響反硝化作用因素2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.5反硝化作用厭氧環(huán)境，硝酸更離子富集海床軟泥海水中的反硝化作用廣泛存在于海水和高鹽環(huán)境中，26.7％的細(xì)2.5.3參與反硝化作用的微生物生活于根際，絕大多數(shù)為細(xì)菌，部分放線菌、真菌。數(shù)量：占土壤細(xì)菌總量的40～65％，106～108個(gè)/g土優(yōu)勢屬種：以NO3-作電子受體的反硝化細(xì)菌最終的優(yōu)勢屬種Pseudomonas：熒光、施氏、脫氮假單胞菌Bacillus：地衣、巨大、堅(jiān)強(qiáng)、嗜熱脂肪芽孢桿菌無色桿菌屬：脫氮無色桿菌以NO2-作最終電子受體的反硝化細(xì)菌產(chǎn)堿桿菌，黃桿菌，奈氏桿菌同化型的硝酸還原微生物B

異化型硝酸鹽還原微生物（一般指反硝化細(xì)菌）2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.5反硝化作用2.5.3參與反硝化作用的微生物生活于根際，絕大多數(shù)為細(xì)菌3論文舉例研究題目：長期有機(jī)污水灌溉對土壤固氮細(xì)菌種群的影響研究目的：污染環(huán)境對功能菌群的影響研究方法：傳統(tǒng)培養(yǎng)方法和固氮基因(nifH)PCR-DGGE指紋圖譜分析研究思路：有機(jī)污水灌溉→土壤表層和亞表層→取樣→固氮細(xì)菌種群數(shù)量和多樣性采樣點(diǎn)：A點(diǎn)為清潔土壤;B點(diǎn)為重度有機(jī)物污染土壤,一直污水灌溉50a;C點(diǎn)為中度有機(jī)物污染土壤,污水灌溉50a后改清水灌溉3a;D點(diǎn)輕度有機(jī)物污染土壤,污水灌溉10a后改清水灌溉30a。3論文舉例研究題目：長期有機(jī)污水灌溉對土壤固氮細(xì)菌種群的研究結(jié)果研究結(jié)果第五章微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)之氮循環(huán)資料課件結(jié)論1）長期有機(jī)污水灌溉使土壤自生固氮細(xì)菌種群數(shù)量減少,經(jīng)過清水灌溉后,種群數(shù)量逐漸增加。2）受長期有機(jī)污水灌溉影響后,即使清灌30a或更長時(shí)間,清灌措施也不能使固氮細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)得到完全恢復(fù)。說明長期污水灌溉對土壤固氮細(xì)菌種群的影響具有長期的生態(tài)效應(yīng),是導(dǎo)致土壤生態(tài)與結(jié)構(gòu)功能改變的重要因素之一。結(jié)論1）長期有機(jī)污水灌溉使土壤自生固氮細(xì)菌種群數(shù)量減少,微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)之氮循環(huán)微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)之氮循環(huán)講授內(nèi)容1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用3論文舉例講授內(nèi)容1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述地殼7.7×1014t大氣3.9×1015t陸地生物2.5×1010t有機(jī)質(zhì)1.1×1011t海洋非生物活躍N9.9×1011t海洋生物N5.2×108t海洋溶解N22.0×1013t1.1幾類主要氮庫1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述地殼大氣陸地生物有機(jī)質(zhì)海洋非生物1.2氮素在自然界的存在形式（1）氣態(tài)N：N2，N2O（氧化亞氮）（2）無機(jī)態(tài)N：NO3-、NO2-（亞硝酸鹽氧化態(tài)）、NH4+（還原態(tài)）（3）有機(jī)態(tài)N：各種有機(jī)氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸、氨基糖聚物1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述1.2氮素在自然界的存在形式（1）氣態(tài)N：N2，N2O（氧生物體有機(jī)氮NH4+NO2-NO3-大氣N2①生物固氮④硝化作用（1）④硝化作用（2）③同化吸收③同化吸收②氨化作用亞硝酸氨化作用異化性硝酸鹽還原火山爆發(fā)⑤反硝化1.3自然界中的氮素循環(huán)1生物地球化學(xué)氮素循環(huán)概述自然界中的氮素循環(huán)閃電電離固氮菌轉(zhuǎn)化亞硝酸根生物體有機(jī)氮NH4+NO2-NO3-大氣N2①生物固氮④硝化2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.1生物固氮2.2氨化作用2.3氮化合物的生物同化2.4硝化作用2.5反硝化作用2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.1生物固氮2.1生物固氮N2+能量NH3微生物（異養(yǎng)）固氮酶固氮微生物自生固氮菌（）共生固氮菌聯(lián)合固氮菌2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.1生物固氮N2+能量NH3微生物（異養(yǎng)）固氮自生固氮菌自生固氮菌（好氧）梭狀芽孢桿菌（厭氧）自生固氮菌自生固氮菌（好氧）梭狀芽孢桿菌（厭氧）自生固氮菌根瘤菌豆科植物的根瘤共生固氮菌根瘤菌豆科植物的根瘤共生固氮菌芽孢桿菌拜葉林克氏菌聯(lián)合固氮菌芽孢桿菌拜葉林克氏菌聯(lián)合固氮菌2.2氨化作用2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用氨化反應(yīng)是指有機(jī)氮經(jīng)微生物的分解而產(chǎn)生氨的生物反應(yīng)第一階段——復(fù)雜的含氮化合物分解形成簡單化合物——氨基化第二階段——氨基化合物經(jīng)微生物作用脫氨基，釋放氨合適的環(huán)境條件下2.2氨化作用2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用氨化反長了毛霉的豆腐可以食用的霉豆腐霉豆腐的加工原理——氨基化蛋白質(zhì)→RCHNH2COOH（或RNH2）+CO2+中間產(chǎn)物+能量2.2氨化作用第一階段，氨基化氣生菌絲長了毛霉的豆腐可以食用的霉豆腐霉豆腐的加工原理——氨基化蛋白堆肥發(fā)酵有機(jī)堆肥堆肥發(fā)酵原理——脫氨基過程2.2氨化作用第二步，脫氨基充分通氣條件下

RCHNH2COOH+O2→RCOOH+NH3+CO2+能量堆肥發(fā)酵有機(jī)堆肥堆肥發(fā)酵原理——脫氨基過程2.2氨化作用2.2氨化作用第二步，脫氨基厭氧條件下

RCHNH2COOH+2H→RCH2COOH（RCH3+CO2）+NH3+能量一般水解作用RCH2NH2COOH+H2O→RCH2COOH（RCH2OH+CO2）+NH3+能量微生物水解酶2.2氨化作用第二步，脫氨基厭氧條件下RCHNH2C環(huán)境條件對氨化作用的影響水分溫度pHC/N的影響土壤持水量50～70％，有利于氨化作用的進(jìn)行氨化作用適宜溫度為25～32℃中性條件的氨化作用大于酸性條件最適pH7.2～7.4堿性條件下形成的NH3易揮發(fā)（pH>8）有機(jī)N化物C/N＝25:1，土壤得不到多余的無機(jī)NC/N<25:1，土壤得到多余的無機(jī)NC/N>25:1，土壤有無機(jī)N的損失2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用水對濕土壤的比值環(huán)境條件對氨化作用的影響水分土壤持水量50～70％，有利于氨2.3氮化合物的生物同化微生物體NO3-NH4+NO3-→NH4+→RCH2NHKCOOH氨態(tài)氮、硝態(tài)氮被微生物吸收同化稱為氮素的微生物同化2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用同化吸收2.3氮化合物的生物同化微生物體NO3-NH4+NO3-2.4硝化作用2.4.1硝化作用的底物和產(chǎn)物（1）硝化作用的底物是NH4+，但NH3的離子化高度依賴環(huán)境中的pHpH6.07.08.09.0NH3/NH4+0.11.010.050.02微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用銨態(tài)氮經(jīng)硝化細(xì)菌的氧化轉(zhuǎn)變成為硝態(tài)氮的過程稱為硝化作用2.4硝化作用2.4.1硝化作用的底物和產(chǎn)物（1）硝（2）硝化作用的產(chǎn)物NO2-NO3-NH4+O2NO2-硝化作用第一階段亞硝酸細(xì)菌硝化作用第二階段硝酸細(xì)菌O2NO2-NO3-2.4硝化作用2.4.1硝化作用的底物和產(chǎn)物2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用銨態(tài)氮經(jīng)硝化細(xì)菌的氧化轉(zhuǎn)變成為硝態(tài)氮的過程稱為硝化作用耗氧情況下（2）硝化作用的產(chǎn)物NO2-NH4+O2NO2-硝化作用2.4.2影響硝化作用的環(huán)境因素（1）pH（2）O2（3）EhpH7-8.6，有利于硝化作用進(jìn)行；pH<5.5，硝化作用受抑制；銨離子太多pH>9，造成游離的NH3過多而抑制硝化作用。O2是自養(yǎng)硝化菌進(jìn)行硝化作用的必備條件。400mv以上，有利于硝化作用進(jìn)行；低于250mv時(shí)，亞硝酸細(xì)菌就不能將NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-；低于－80mv時(shí)，硝化作用停止。氧化還原電位2.4.2影響硝化作用的環(huán)境因素（1）pHpH7-8.6（4）溫度（5）底物和產(chǎn)物的高濃度均能抑制硝化作用的進(jìn)行（6）土壤肥力4～40℃，25～32℃為最適生長溫度低溫能抑制硝化作用（0～4℃），因此冬季土壤中以NH4+為主，NO2-和NO3-的量很少；不同地區(qū)硝化作用的適宜溫度范圍不同：北美洲20～25℃美國西南部30～40℃熱帶60℃NH4+過多，影響環(huán)境pH;pH>9，游離NH3過多，抑制硝化細(xì)菌生長。NO3-過多，反饋抑制硝酸細(xì)菌生長，造成NO3-累積而毒害亞硝酸細(xì)菌以及污染環(huán)境。土壤可溶性有機(jī)物含量高，能促進(jìn)硝化作用的進(jìn)行。因有機(jī)物分解釋放出NH4+，為硝化作用提供較多的作用底物。夏季硝態(tài)氮高容易釋放銨離子（4）溫度4～40℃，25～32℃為最適生長溫度北美洲20～2.4.3硝化作用造成的環(huán)境污染過多硝酸鹽污染水源，引起水體富營養(yǎng)化；NO2-為致癌物質(zhì)；N2O破壞臭氧層。2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.4.3硝化作用造成的環(huán)境污染過多硝酸鹽污染水源，引起水2.4.4抑制劑的施用效果（1）選擇硝化抑制劑的基本原則（2）硝化抑制劑的種類（3）硝化抑制劑的效果只抑制亞硝酸細(xì)菌的生長，而對硝酸細(xì)菌和土壤的其他有益微生物無影響；施用量少，成本低，效果明顯；對人、畜、土壤、水域、植物無害無污染。美國DOW公司的D-serve；Am（2-氨基-4-氯甲基吡啶）、雙氰胺中國生產(chǎn)的CP（西吡）（2-氯-6（三氯甲基）吡啶）抑制硝化作用，提高氮肥利用率提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)CP可降低硝化率10～30％，氮肥利用率提高18.7％2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.4.4抑制劑的施用效果（1）選擇硝化抑制劑的基本原則2.5反硝化作用由于作用過程不同，將反硝化作用分為兩類：植物或微生物將NO3--N吸入體內(nèi)，通過同化型硝酸鹽還原酶的作用，將NO3-還原為NH4+，然后進(jìn)一步合成體內(nèi)含N的有機(jī)物質(zhì)的生物學(xué)過程。某些微生物在厭氣條件下，用NO3-中的氧、氮作為最終電子受體，進(jìn)行無氧呼吸，將NO3-還原為NO2-、N2O直至N2的生物學(xué)過程。2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用1）同化型硝酸鹽還原作用2）異化型硝酸鹽還原作用（呼吸型硝酸鹽還原作用）2.5反硝化作用由于作用過程不同，將反硝化作用分為兩類：2.5.1反硝化作用條件及作用菌（1）條件厭氣；適合的電子供體，如有機(jī)C化物或還原型無機(jī)硫化物（S，H2S）；豐富的電子受體，如NO3-，NO2-；能進(jìn)行反硝化作用的微生物。2.5反硝化作用2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.5.1反硝化作用條件及作用菌（1）條件厭氣；2.5屬于特殊的兼厭氣性細(xì)菌營養(yǎng)型特殊的反硝化細(xì)菌能反硝化也能發(fā)酵：芽孢桿菌屬，色桿菌屬的一些種；能反硝化也能發(fā)酵，不能行有氧呼吸：丙酸丙桿菌能進(jìn)行反硝化也能固N(yùn)：固氮螺菌，紅色假單胞菌化能自養(yǎng)型反硝化細(xì)菌：脫氮硫桿菌（2）反硝化作用菌2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.5.1反硝化作用條件及作用菌2.5反硝化作用屬于特殊的兼厭氣性細(xì)菌能反硝化也能發(fā)酵：芽孢桿菌屬，色桿菌屬2.5.2土壤中影響反硝化作用因素可礦化的有機(jī)C的多少與反硝化作用關(guān)系密切反硝化作用與O2量成反相關(guān)在田間持水量50～75％時(shí)，反硝化作用不明顯；在田間持水量大于100％時(shí)，反硝化作用逐步增強(qiáng)。Eh在200mv以下，反硝化作用最強(qiáng)。2微生物在氮素循環(huán)不同環(huán)節(jié)中的作用2.5反硝化作用（1）有機(jī)C含量的影響（2）O2（3）Eh能量來源氧氣對反硝化細(xì)菌產(chǎn)生脅迫2.5.2土壤中影響反硝化作用因素可礦化的有機(jī)C的多少與反6～8pH<6，過酸，使反硝化作用受抑制pH>8以上，過堿，造成NO3－形成受抑制當(dāng)土壤溶液中NO3－濃度>40mg/L就刺激反硝化作用的進(jìn)行。中溫帶（年均氣溫<20℃），最適25～30℃熱帶（年均氣溫>20℃），最適60～65℃2.5.2土壤中影響反硝化作用因素2微生物在氮素循