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字词 氨化作用
类别 中英文字词句释义及详细解析
释义

氨化作用ammonification

土壤中各种来源的有机态氮在酶的催化下释出铵或氨的过程,与氮素矿化作用同义。许多种酶参与这一作用,每一种酶都只参与某一特定类型的有机态氮化物的降解过程。通常,大分子的有机氮化物(如蛋白质、核酸、氨基多糖)先被降解成简单的有机氮化物(如氨基酸、嘌呤、嘧啶、氨基糖),然后再进一步降解成铵。使土壤和有机肥料中原来不能直接被植物根系吸收的有机态氮,转化成可被吸收的铵。在用淹水培养法测定土壤或加入的有机态氮的氨化量时,只测定培养后交换性铵的增量。而在用好气培养法测定时,由于氨化作用所形成的铵不同程度地转化成了硝酸态氮,应测定培养后无机态氮(主要是交换性铵和硝酸态氮)的增量。
土壤中氨化作用的速率受到有机态氮本身(包括土壤的和加入的有机态氮)的生物分解性和碳氮比、土壤的生物活性以及有关因素(特别是水热条件)等的强烈影响。氨化量是有机态氮的氨化速率及时间的函数。就土壤的有机态氮而言,即使是在最适水热条件下,在短期培养试验中,通过氨化作用所形成的无机态氮量也只占土壤全氮量的一小部分(一般只有百分之几)。在长时间的好气—淋洗培养试验中,则可达20%左右。土壤经风干、磨细、冰冻等处理后再加水培养,其氨化速率和氨化量都显著增高。此外,添加中性盐、解胶性盐、石灰或碱性物质等都能增高土壤氮素的氨化量。加入土壤的动植物来源的有机物质,其氨化速率和氨化量受到其化学组成和碳氮比的制约。蛋白质含量高的有机物质,其氨化速率和氨化量比较高,而木质素含量高的,则相反比较低。


氨化作用ammonification

微生物分解含氮有机物释放氨的过程。主要发生于土壤、池沼、堆肥、沤肥中,是自然界氮循环中的一个主要环节,是使有机态氮转变为植物有效态氮的生物学过程。
作用机制和参与的微生物 氨化作用分两步完成。第一步,含氮有机化合物(腐殖质、蛋白质和核酸等)在微生物水解蛋白酶的作用下,降解为多肽、氨基酸、氨基醣、嘌呤和嘧啶碱等较简单的含氮化合物;第二步,上述降解产物在微生物的脱氨基过程中转变为NH3。除谷氨酸外,存在于土壤中的大部分氨基酸都能迅速地为微生物利用而形成氨和相应的有机酸。但是,苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸以及氨基糖等形成氨的速度缓慢,因为它们较难被微生物利用。参与氨化作用的微生物种类很多,所有的异养菌均起氨化作用,可分为好气氨化菌和嫌气氨化菌两大类。据测定,在条件适宜时,每克土壤有105~107个氨化细菌。其中包括分解有机含氮化合物能力较强的芽孢杆菌属(Bacillus),假单胞菌属(Pseudomonas),梭菌属(Clostridium),沙雷氏菌属(Serratia)和微球菌属(Micrococcus)等。在中性及微碱性土壤中以细菌为主,真菌和放线菌次之;在碱性土壤中以节细菌属(Arthrobacter)为主;在酸性土壤中则以真菌为主;在缺氧环境中又以嫌气细菌占优势。
影响因素 主要是环境条件和被分解有机质的C/N比等。
水分 最适土壤含水量为田间持水量的50%~75%。但是,在渍水或低温的水稻土中氨化作用仍能进行。周期性的土壤干湿交替有利于氨化作用的进行,在干旱和半干旱地区,土壤的氨化作用常在降水后有所增长。在田间,由于土壤水分变化较快,并受温度、风速、灌溉等因素的影响,要准确地估计水分对氨化作用的影响是困难的。
温度 最适温度为25~35℃。低于或高于此范围,氨化作用虽仍能进行,但速率减缓。
pH 在中性环境里较为强烈,若酸性土添加石灰提高其pH值,也可增强氨化作用。
通气 蛋白质在有氧或无氧条件下都可能被分解生成氨,因此通气状况不致影响氨化作用的进行。在通气良好的环境中氨将进一步转化为硝酸盐。在嫌气条件下,氨不转化为硝酸盐,或转化极为缓慢。
C/N比 微生物既能将含氮有机物矿化为无机物、还能将无机氮化物固持为有机氮化物:有机氮(蛋白质)⇌无机氮(氨)。只有在矿化作用大于固持作用时,才能有多余无机氮化物供给植物营养,这主要取决于环境中有机碳化物和氮化物的比率(C/N)。平均计算,微生物每合成1分体质需要利用约4份碳作为能量。以细菌为例,细胞的C/N比为4~5:1,合成这样的体质细胞,还要利用16~20份碳作为合成所需的能量,故其生长繁殖中要求提供的总C/N比为20~25:1。在分解C/N比大的禾本科植物根茬(约80:1)时,由于有机碳化物的供应过剩,氮化物不足,会导致微生物从土壤无机氮中吸取氮合成其自身体质,此时若添加适量无机氮,能加速氨化作用的进行。若分解C/N比小的豆科绿肥(约20:1),有机碳化物供给不足,而氮却供给有余,此时氮的矿化作用大于固持作用,导致土壤无机氮的积累和增加。总之,有机物质的C/N比对氨化的影响很大,C/N比小的有机物质(如豆科作物残体)氨化较快;C/N比大的有机物质(如禾本科作物残体)氨化则缓慢,此时若添加适量的无机氮,能加速氨化的进行,一般C/N比以25:1为宜。
氨化强度与土壤肥力 氨化作用的强弱通常用氨化强度表示,就土壤而言,是以每千克土释放若干克氨来表示;而液态介质则以每千克液体介质释放若干克铵态氮表示。在土壤学研究中,测定氨化强度的方法有土壤平板法、沙平板法、酪氨酸法、土壤培养法和氨化菌培养液培养法。由于不同的方法所得结果差异较大,必须慎为选用。土壤氨化强度的强弱是土壤物理、化学和生物性质的综合反映,它在一定程度上可作为表征土壤肥力水平的指标之一。


氨化作用ammonification

微生物分解含氮有机物释放氨的过程。这一作用使生物圈中有限的化合氮能得到不断补充,保证了地球上生命活动的持续运转,因此它是氮素循环中一个极重要的环节。
大多数土壤中有机质氮占全部含氮量的90%以上,主要为蛋白质、多肽、氨基酸、氨基糖、核酸及其衍生物。这些有机含氮物质必须经微生物矿化,产生NH3或NO-3,才能被植物吸收利用。
自然界能分解蛋白质及其含氮衍生物的微生物种类很多,大部分土壤细菌、真菌和放线菌都具此种能力。分解蛋白质能力强的并能释放出NH3的细菌称为氨化细菌。土壤中分布广泛的氨化细菌有假单胞菌属、芽孢杆菌属、梭菌属(Clostridium)、节杆菌属(Arthro-bacter)、赛氏菌属(Serratia)、变形杆菌属(Proteus)和色杆菌属(Chromobacterium)等。在分解蛋白质时,先分泌胞外蛋白酶,水解蛋白质为氨基酸,再进一步脱氨基。在好气条件下,氨化作用的终产物是CO2和NH3。如条件适合,含碳物质丰富,即C/N大,这些细菌利用释放出的氨大量合成自身细胞,氮被固结在生物量中; 如果环境中C/N小,则生物合成受到限制,氨可以被释放至环境中,供植物利用。真菌在含氮有机物分解中也起重要作用,由于它们积累的细胞生物量大,故向环境中释放的氨相对少些。在厌气条件下,由厌气性微生物进行蛋白质的分解,俗称腐败作用。其终产物为氨、胺、有机酸、CO2、硫化氢和硫醇。
氨基糖(如乙酰葡糖胺)被枯草芽孢杆菌分解时,先水解脱乙酰基,得葡糖胺,再经葡糖胺激酶催化成葡糖胺-6-磷酸,再水解脱氨。
核酸中含氮的嘌呤碱和嘧啶碱经微生物分解,最终含氮产物为尿素,尿素也是哺乳动物主要的含氮排泄物。土壤中许多微生物具有尿素酶,催化尿素水解,经中间产物碳酸铵,最终得到氨和CO2。
氨化作用所释放的氨除被微生物细胞固结和被植物吸收外,也可被另一类特殊细菌氧化为亚硝酸及硝酸(见硝化细菌); 铵可被土壤胶体颗粒吸附或被粘土矿物固定在其表面和晶格中。

氨化作用aminonification

微生物分解含氮有机物释放氨的过程。这一作用使生物圈中有限的化合态氮能得到不断补充,保证了地球上生命活动的持续运转,它是氮素循环中一个极重要的环节。土壤中的有机质氮占总氮量的90%以上,存在于生物残体及其分泌排泄物中,主要为蛋白质、多肽、氨基酸、氨基糖、核酸及其衍生物以及尿素等。这些有机含氮物质必须先经微生物矿化(氨化),产生NH3或进一步氧化为NO3-才能被植物吸收利用。有机物质中的C/N常影响到有机物质的分解速率及有效氮的释放。氨化作用所释放的氨,在有氧情况下通常不会积累,除被微生物和植物吸收利用外,还可被硝化细菌氧化为亚硝酸和硝酸(见“硝化作用”);但在被污染环境中或缺氧条件下,常可积累。铵可被土壤胶体颗粒吸附在表面和固定在黏土矿物晶格中,这也是土壤中氨存在的主要形式。

氨化作用

土壤中含氮有机物经微生物分解产生氨的生物化学过程。

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