第四节　氮　循　环

氮是生物有机体的主要组成元素，约占细胞干重的12%。氮循环是重要的生物地球化学循环。

地球氮库的组成如表4-8所示。最大的氮库是大气中的氮(N₂)。次大的氮库是地壳，氮以结合、非交换铵的形态存在。两者都不活跃循环。地壳中的氮不能被利用，而大气中的N₂只有少数微生物能利用，并且是一个耗能的缓慢过程。小的氮库包括活着的和死亡生物体中的有机氮以及可溶性无机氮盐。这些小的库倾向于活跃循环，特别因为氮常常是环境中的限制性营养，例如，陆地环境中的可溶性无机氮盐每年转换速率可以大于1。植物生物量中的氮大约每年一次，而有机物中的氮转换一次需几百年。

表4-8　　　　　　　　　　地球上的氮库

*这个库包括陆地和海洋环境中的全部无机物。引自Dobrovolsky，1994。

氮循环(图4-8)由5种氮化合物的转化过程所组成，包括固氮、铵同化作用、氨化作用、硝化作用(铵氧化)和硝酸盐还原。它们实际上是氮化物的氧化还原反应。参与循环的氮化合物及其价态是:－3价(NH₄⁺、NH₃、有机氮化物)、0价(N₂)、+1价(N₂O)、+2价(NO)、+3价(NO₂^－)和+5价(NO₃^－)。