1. 固氮作用將氮轉變成氮化物的作用,N2 + 6H + 6e → 2NH3。自然界的固氮作用方式,包括雷電作用和生物固氮,其中生物固氮約占85%。固氮生物包括共生性(例如,豆類根部的根瘤菌)和非共生性(例如,某些藍菌、好氧或厭氧細菌)微生物。
2. 氨化作用:指腐生菌或真菌等把土壤中的含氮有機物(如蛋白質等)氧化分解產生氨的過程,反應式為:蛋白質→胺基酸  CO2 + NH3 + H2O + ATP,反應過程中所產生的氨,可被土壤中的硝化細菌轉換成硝酸鹽(NO3),即可被植物吸收。
3. 硝化作用:指在氧存在的狀態下,銨鹽被亞硝化菌和硝化菌,依次轉變成亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程。
4. 脫氮作用:是指土壤中的硝酸鹽在缺乏氧氣或是土壤酸化時,被某些真菌或細菌轉變為氮、一氧化氮等氣體形式釋放至大氣中的作用。故土壤缺氧常會導致植物缺乏氮肥。
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