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前面提到，成土母质是土壤植物矿物养分元素（除氮）的最初来源，那么，土壤中可供植物根系吸收的氮元素到底来自哪里呢？
氮是构成蛋白质的主要成分, 对茎叶的生长和果实的发育有重要作用,是与产量最密切的营养元素。土壤缺氮是农业生产上存在的一个大问题。大气中氮素含量约占80%,是丰富的氮素资源。遗憾的是,这些氮气是以分子状态存在,大多数植物无法把它们变成氮肥,供自己“食用”。
耕作的土壤，其氮的来源有：生物固氮、降水、尘埃沉降、施入含氮肥料、土壤吸附空气中的NH3，灌溉水和地下水补给。其中生物固氮、雨水灌溉水和施肥是土壤中氮元素的主要来源。
1. 生物固氮
生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。自然界中，豆科植物（如大豆、蚕豆、豌豆、紫云英、苜蓿等）的根瘤中有许多与之共生的根瘤菌，根瘤菌内的固氮酶，能将空气中的氮转变为氨，供给自己吸收利用。据计算，每亩地的根瘤菌一年约能制造氮肥25千克。而小麦、水稻、棉花等非豆科植物就没有这种可以自产“氮肥”的固氮能力。
图：生物固氮作用
生物固氮是大气氮进人土壤的主要途径。据估计，全球生物固氮量每年可达1.22× 108t，远远超过人们使用的化肥中的氮量。
2.雨水和灌溉水带入的氮
土壤中的含氮量与大气圈与水圈有密切关系。大气中含氮以体积记为78.1%，以质量记为75.5%，每平方厘米土面上覆盖的大气层含氮量达755g。在空中，雨滴形成时可溶解一些氮的化合物，如NO2、N2O、NO和NH3，它们随降水进入土壤。平均每降雨1000mm，可给每公顷土壤带来氮约1.5～10.5kg。随灌溉水带入土壤的氮主要是硝态氮，其数量因地区、季节而异。
3.施用有机肥和化学肥料
持续施有机肥料对提高土壤的氮贮量、改善土壤的供氮能力有重要作用，但仅以有机肥料形式供给土壤氮素，难以满足作物生长的需要。化肥成为现代农业中氮的重要来源，据统计，2015年我国氮肥的年使用量已超过4900万t，居世界之首。化学氮肥用量增加对促进我国农业生产的发展发挥了积极作用，但同时也带来面源污染等环境问题。
习题链接
陕西冉家沟流域(约35°N),丘陵广布,黄土深厚。由于毁林开荒,该流域土壤侵蚀严重。为了改善生态环境,该流域实施退耕还林工程,主要种植豆科落叶乔木刺槐。下表示意冉家沟流域不同种植方式的表层土壤状况。据此完成下面三题。
注:孔隙度是指土壤孔隙容积占土体容积的百分比。水与空气共存并充满于土壤孔隙中。
1.该流域退耕还林工程中种植刺槐的原因主要是刺槐( )
A.生长缓慢,消耗养分较少
B.生长迅速,且有固氮作用
C.性喜阴湿,适合湿润土壤
D.木材坚硬,且耐贫瘠土壤
2.减轻土壤侵蚀最明显的种植方式是( )
A.封山育林 B.乔灌结合
C.林草结合 D.乔木纯林
3.除减轻土壤侵蚀外,该退耕还林工程还能( )
A. 增加土壤矿物质
B.提高土壤坚实度
C.增强抗旱涝能力
D.减少地下径流量
【答案】1.B 2.A 3.C
第1题，封山育林可最大限度地提高土壤有机质和氮含量,提高土壤肥力。该流域选择种植刺槐,应该是刺槐生长迅速,且固氮作用明显的缘故。
第2题，结合所学知识,减轻土壤侵蚀最明显的种植方式是封山育林。
第3题，结合表格信息知,除减轻土壤侵蚀外,该退耕还林工程还能增加土壤水分含量,增强抗旱涝能力。
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