尿素氮损失途径

尿素氮损失途径

在农作物常规施肥中，普通尿素的利用率一般仅为25%-40%，其中尿素氮损失的途径主要有气态损失、淋溶和径流等。气态损失包括尿素水解后所生成的氨（NH3）挥发、硝化作用的中间产物一氧化二氮（N2O）排放，反硝化作用的中间产物和***终产物一氧化氮（NO）、一氧化二氮（N2O）、氮（N2）的大气逸失等；淋溶主要是指消化作用的***终产物硝酸根（NO3ˉ）进入地表水或渗透地下水的损失过程；径流一般是指在坡度较大的地区有降雨的条件下，随坡面流水带走而损失的那部分尿素氮。

一、尿素氮损失的主要途径

1. 氨挥发作用

尿素在脲酶作用下水解成氨（NH3）的过程很快，造成短时间内氨在土壤中大量积聚。由于土壤与大气间氨浓度差而导致氨由土壤向大气挥发的损失过程，成为氨挥发。

普通尿素造成的氨挥发损失的总量因施肥措施和环境条件而异，***小可能只占施入氮的10%以下，***高则占施入氮的50%以上。

2. 硝化-反硝化

硝化-反硝化作用的损失，主要指的是氮的气态氧化物（如NO，N2O等）和反硝化作用的***终产物N2的大气逸失。

据综合国内大量N15示踪试验结果显示，在我国的一般农业生态系统中，于常规施肥方式的条件下，普通尿素氮通过反硝化作用损失的量为30%~50%。

3. 淋溶与径流

据估测结果计算，我国氮素淋溶与径流损失的总量占年氮总用量的比例不足1%，而尿素氮淋溶与径流损失的比例应小于此值。据此估算，尿素氮通过淋溶与径流损失的量将远小于通过氨挥发和反硝化作用损失的氮量。

二、减少尿素氮损失的方法

尿素氮损失范围在10%~70%之间，一般为30%~40%，常以氨挥发、硝化-反硝化气态氮损失为主。国内外对减少普通尿素氮损失进行过许多研究工作，减少损失的主要方法如下：

1. 化学改性尿素：以尿素和醛类为原料，在适宜条件下进行缩合反应，生成得到微溶性脲醛类聚合物。

2. 物理包被尿素：在尿素外表面包裹一层或数层半透性或难溶性的惰性物质，以减缓养分的释放速度。

3. 采用生化方法：采用脲酶***剂以***尿素氮的脲酶水解作用，硝化***剂用于***氨的硝化作用。

4. 增大尿素颗粒：适当增大尿素颗粒，可以减缓其水溶速度，能减少尿素由于快速水解引起的氮损失

5. 改变施肥方法：将尿素撒施改为深施、条施或穴施可减少尿素氮损失，尿素作叶面肥也可减少损失。

因尿素很容易被作物叶片吸收，因此可用作叶面施肥。尿素被吸收入作物体内后，很快被作物叶片中的脲酶水解并生成NH4+,产物NH4+被迅速合成为氨基化合物参与蛋白质合成。实验表明，尿素叶面施肥后4小时就有2/3的尿素氮被吸收，收获后尿素氮总的作物回收率近80%。叶面施肥既可以提高尿素利用率，也可以增加作物的产量。

上述方法1，2，4，³的共同特点，就是通过各种物理法和化学法，以减缓尿素在水中的溶解速度，以达到减少尿素氮损失之目的。尿素氮损失的主要原因是：在脲酶作用下水解后氮的生***学行为，如酰胺水解后的NH3挥发、硝化与反硝化作用等气体损失。因此，从土壤酶学或生***学途径入手，可能会对尿素氮的转化进行有效调控而减少其损失。研究表明，采用方法3使用尿酶***剂，可分别延缓尿素水解和铵离子（NH4+）氧化，二者的使用可以通过氨（NH3）挥发和硝化与反硝化作用等的损失相应减少。

三、尿素氮在土壤中的转化

1.酰胺水解      

尿素进入土壤后，只有在土壤脲酶的作用下水解，才有可能为植物所利用。尿素在脲酶作用下水解成氨的过程很快，造成短时间内氨在土壤中大量积聚和PH值升高，从而产生氨毒，伤害幼苗和幼苗植株，并造成氨的气态损失，还影响微生物将***盐氧化至***的过程，导致***根累积而伤害农作物。

水解后的氨可进入大气，或者与土壤中的水分发生水合作用而存在于土壤溶液中。其中氨质子化后形成铵离子，它可被土壤吸附或固定、被作物吸收或被微生物固持等。

2.硝化作用

硝化作用是微生物将铵离子氧化成硝酸根，并获得生活能量的过程。硝化作用的产物硝酸根与铵离子一样都是植物可利用的氮素形态。在硝化作用的***阶段的化学歧化作用中，可以产生气态中间产物一氧化二氮。一氧化二氮是重要的温室气体之一，它可致使***温度升高和臭氧层的***。另外，硝酸根如果进入地表水中的含量过高，可能引起水体富养分化；在有充足的下渗水流时可淋失进入地下水，人蓄饮用这些地下水则会造成伤害。

3.反硝化作用

硝化作用的产物硝酸根，在嫌气条件下可经反硝化作用还原为一氧化二氮和氮气，其基本途径为：NO3ˉ→NO2ˉ→NO→N2O→N2。反硝化作用是一种氮素损失过程，而且其中间的气态产物均可生产一定程度的大气污染。