自然界中的高能固氮主要通過閃電活動(dòng)實(shí)現(xiàn)。閃電產(chǎn)生的高溫和
高能固氮是指在自然條件下,通過閃電等高能物理過程將大氣中的氮?dú)猓∟?)轉(zhuǎn)化為可被植物吸收利用的氮化合物的過程。
自然界中的高能固氮主要通過閃電活動(dòng)實(shí)現(xiàn)。閃電產(chǎn)生的高溫和高壓條件可以促使大氣中的氮?dú)猓∟?)與氧氣(O?)發(fā)生反應(yīng),生成一氧化氮(NO)。隨后,一氧化氮進(jìn)一步與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮(NO?),二氧化氮再與水蒸氣反應(yīng)生成硝酸(HNO?),最終形成硝酸鹽(如硝酸銨NH?NO?),這些硝酸鹽隨雨水落入土壤中,成為植物可吸收的氮源。
具體化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
- N? + O? → 2NO (在閃電產(chǎn)生的高溫、高壓條件下)
- 2NO + O? → 2NO? (一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮)
- 3NO? + H?O → 2HNO? + NO (二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮)
- HNO? + NH? → NH?NO? (硝酸與氨反應(yīng)生成硝酸銨)
除了閃電之外,火山爆發(fā)和森林火災(zāi)等自然現(xiàn)象也可能產(chǎn)生類似的高能條件,促進(jìn)氮?dú)獾墓潭ā_@些過程相對(duì)于閃電來說較為少見,對(duì)全球氮循環(huán)的貢獻(xiàn)較小。
工業(yè)上的人工固氮方法(如哈柏-波施法)雖然效率更高,但不屬于自然界的高能固氮范疇。
總結(jié)來說,自然界中的高能固氮主要是通過閃電活動(dòng)將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為硝酸鹽等可溶性氮化合物,這些化合物最終進(jìn)入土壤,為植物提供必需的氮素營養(yǎng)。這一過程在地球的氮循環(huán)中扮演著重要角色。
以下是常用的固氮植物種子
1.大豆(Glycine max)
2.田箐(Sesbania cannabina)
3.三葉草(Trifolium spp.)
4.紫云英(Astragalus sinicus)
5.箭筈豌豆(Vicia sativa)
6.白三葉草(Trifolium repens)
7.紫花苜蓿(Medicago sativa)
8.紫花苕(Astragalus crassus)
9.草木樨(Melilotus officinalis)
10.決明子(Cassia obtusifolia)