前院種草種花，後院種菜種瓜
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植物的健康生長，需要陽光、水分、空氣和養分。在這幾個要素中，陽光、水分和空氣相對容易理解，最難的是養分。養分不足，養分太多，養分不平衡，蔬菜都長不好。為了給蔬菜補充養分，我們就要在菜地施肥。養分、肥料和施肥對很多菜友來說是種菜的難點，施肥也就成了製約種菜新手成長為高手的一道障礙。在今天的視頻裏，我向朋友們講解菜園土壤裏的氮素循環。懂得氮素循環，你就基本懂養分，基本懂肥料了。如果種菜愛好者都懂一點氮素循環和肥料知識，大家的蔬菜會高產很多，健康很多。網上也沒有這麽多關於有機肥和化肥的爭論，我也不會因為科普尿素被有的群主剔出種菜微信群了。
有的菜友也許會問：高等植物（如蔬菜）的必需養分有14種之多，你為什麽單挑氮素呢？這是因為蔬菜對氮素的要求最大，比需要量第二的鉀素大得多。氮素也是大自然中最活躍、最複雜的養分。懂得氮素循環，其他養分的循環就容易懂了。
在視頻的最後，有10道基於本視頻的考題，每題10分。如果你能考80分，那你在不知不覺已經就成為種菜高手了。如果你還拿不到80分，那還需要繼續努力。
我們知道，後院菜地雖小，但也是一個小小的生態係統，這個生態係統的每個部分都有氮素。在本集視頻中，菜地土壤氮素循環途徑的多個起點我都會講到，但因為時間限製，氮素循環的終點我隻講一個，那都是蔬菜根係。蔬菜根係吸收氮素之後怎麽轉化，在本視頻裏就不講了。菜地土壤的氮素循環大致可以分成8個途徑：
氮素循環的途徑之一：從土壤中來，到土壤中去
蔬菜從土壤裏吸收很多氮素。氮素在蔬菜裏存在的形態包括遊離態的銨離子和硝酸根離子，但更多的還是在蛋白質、氨基酸和葉綠素等有機質裏，以有機質的形態存在。我們在收獲蔬菜的時候，蔬菜裏的氮素也被帶走了。這些氮素被人消化之後，有一部分被人吸收，有一部分變成廢物，排出體外。人尿是排出體外的廢物之一。人尿的成分，除了水分，主要是尿素。用人尿澆菜地，人尿裏的尿素被土壤裏的酶轉化成銨離子和二氧化碳。銨離子可以直接被蔬菜吸收，也可先被轉化成亞硝酸根離子和硝酸根離子，然後被蔬菜根係吸收。也就是說，氮素被收獲的蔬菜帶走，轉了一圈又回到了菜地。銨離子和硝酸根離子是植物（包括蔬菜）吸收氮素的主要形態。有的植物更喜歡銨離子，有的植物更喜歡硝酸根離子。
在後院菜地用人尿，是一個很有爭議的話題。我因為在菜地邊上養蜂，怕人尿熏跑我的小蜜，怕人尿熏跑來買蜂蜜的顧客，所以我本人不在菜地用人尿。在菜地裏用不用人尿是個人的選擇。隻要不嫌人尿的氣味，不嫌麻煩，而且鄰居也沒意見，可以用人尿澆蔬菜。人尿相當於很稀的尿素溶液，但人尿沒有藍水肥的養分平衡。藍水肥可以100%地替代人尿，作肥料。
氮素循環的途徑之二：閃電固氮
大氣中有大量的氮素，約占其總量的78%。大氣中的氮主要以氮氣（N2）的形態存在。氮氣是惰性氣體，不能被動物直接利用，也不能被植物直接利用。閃電的時候 ，強大的電流將氮氣和氧氣轉化成二氧化氮。二氧化氮溶解在雨水中就是稀硝酸，稀硝酸隨雨水落到菜地裏，其中的硝酸根離子可以被蔬菜直接吸收，也可轉化成銨離子之後，再被蔬菜根係吸收。雷雨之後蔬菜長得特別好的原因之一就是因為老天爺給我們送來了免費的肥料。
氮素循環的途徑之三：大氣汙染物沉降
人類的活動會排放很多汙染物到大氣中，其中包括二氧化氮和氨氣。二氧化氮遇水變成稀硝酸，稀硝酸落到菜地裏。硝酸根離子可以直接被蔬菜吸收，或者也可轉化成銨離子之後，再被蔬菜根係吸收。空氣中的氨氣遇水變成氨水 ，氨水落到菜地裏，其中的銨離子可以被蔬菜直接吸收，也可以轉化成亞硝酸根離子或者硝酸根離子之後，再被蔬菜根係吸收。在空氣汙染嚴重的地區或者養豬場很多的地區，如美國的中西部，大氣的氮沉降可以為植物提供不少的氮素。天上不會掉餡兒餅，但的確會掉下不少氮肥。
氮素循環的途徑之四：生物固氮
很多人都在後院種豆科植物，如豌豆、大豆和豆角。我們平時都這麽說：豆科植物能固氮。嚴格地說，豆科植物本身是不能固氮的。固氮的是與豆科植物共生的固氮細菌。如果挖出豆科植物的根係，可以看到一顆顆根瘤。固氮細菌就住在根瘤裏麵，將大氣中的氮氣（N2）轉化成銨離子。作為報答，豆科植物分一點碳水化合物給固氮細菌，固氮細菌則將一部分銨離子送給豆科植物作肥料。銨離子被豆科植物根係吸收之後，用來合成各種有機物。固氮細菌能把氮氣轉化成銨離子，但細菌的銨離子不是白給的，是豆科植物用光合作用的產物交換而得到的。因此，在很多情況下，特別是土壤貧瘠的時候，少少用點氮肥，對豆科植物有好處。當然，在豆科植物上氮肥不能用得太多。氮肥用太多，不僅會造成肥害，還會抑製固氮細菌的活力。
氮素循環的途徑之五：施用化肥
化肥是濃縮的植物養分。科學施用化肥，種出來的蔬菜既高產又健康。可以用在菜地裏的化肥有很多種，我常用的化肥有尿素、藍水肥和10-10-10複合肥。藍水肥裏提供氮素的成分其實就是尿素。尿素是一種有機物質，不能被蔬菜直接吸收。尿素用到菜地裏之後，被土壤裏的酶轉化成銨離子。銨離子可以被蔬菜根係直接吸收，也可以轉化成亞硝酸根或者硝酸根離子之後再被蔬菜吸收。
化肥的優點是高效、衛生和健康，缺點是容易施用過量。在菜地裏用化肥的菜友，除了一定要結合有機肥給土壤補充有機質之外，還要記住“薄肥勤施 寧少勿多”的施肥原則。每次用化肥之前，都要默默地念幾遍，以免化肥施用過量，造成肥害。
氮素循環的途徑之六：施用有機肥
有機肥，如堆肥和動物糞肥，是種菜的好肥料。有機肥含有蔬菜生長發育必需的所有養分。有機肥用到菜地裏之後，不會被蔬菜直接吸收，必須先被細菌真菌轉化成無機物之後，才能被植物利用。如果動物糞肥能被蔬菜直接吸收，那誰還敢在菜地裏施用牛糞和其他動物糞肥呢？
有機肥的轉化過程是非常複雜的，但有機肥中的含氮化合物最後都轉化成銨離子或者硝酸根離子。銨離子或者硝酸根離子再被蔬菜根係吸收。對蔬菜和其他植物來說，化肥和有機肥來源的銨離子硝酸根離子毫無區別。根係先逮住誰就先吸收誰。
氮素循環的途徑之七：動植物腐爛
菜地裏有很多生物。有的肉眼可見，如蚯蚓；有的必須靠顯微鏡才能看到，如細菌病毒。有生命的東西最後都要死的。動物死亡之後，慢慢被土壤微生物分解。塵歸塵，土歸土，機體裏的含氮化合物（如蛋白質氨基酸）最後被分解為銨離子。銨離子被蔬菜根係吸收。人吃了蔬菜之後，其中的氮素被變成機體的一部分，獲得重生。
氮素循環的途徑之八：氮素從菜地土壤的損失
後院菜地是個小小的生態係統。這個係統是開放的，與外界有物質交流，係統外麵的氮素可以進來。同樣，係統的氮素也會損失。菜地土壤的氮素損失有好幾種途徑，主要的途徑有流失、氨揮發和反硝化。一是流失。土壤中的銨離子和硝酸根離子可以被雨水衝到附近的湖泊河流裏，造成環境汙染。因此不管是化肥還是有機肥，都要適量施用。用多了，化肥和有機肥都會造成環境汙染。二是氨揮發。土壤裏的銨離子可以變成氨氣。氨氣跑到空氣中，變成大氣汙染物。空氣中的氨氣遇水又變成銨離子，也有可能回到原來的菜地裏，但更大的可能是跑到鄰居家的菜地裏，肥水外流了。三是反硝化。土壤在積水的情況下，硝酸根離子被微生物轉化來，轉化去，最後被轉化成氮氣（N2）。氮氣從土裏冒泡出來，又回到大氣中，不能被蔬菜直接利用了。
菜地土壤的氮素循環大致如此。所謂氮素循環，就是氮素的形態變來變去，然後從係統的一個部分跑到係統的另外一個部分。相當於我們的錢，一個口袋進，一個口袋出。
好，大家聽了氮素循環的講解之後，現在開始考考你自己，看你能得多少分數。每道題目10分。如果你能得80分，說明你對氮素、肥料和施肥的認識已經升華到了很高的境界。如果這次考試沒有80分，可以複習一下氮素循環，再補考的。朋友們請記住，這是閉卷考試，不能看手機和查電腦的。
1. 土壤中的硝酸根離子、亞硝酸根離子和銨離子是可以互相轉化的。對還是錯？
2. 蔬菜對氮素的需要量最大，第二是磷素，第三是鉀素，即我們平時說的氮磷鉀。對還是錯？
3. 人工合成的氮肥（如尿素）沒有天然的氮肥（如人尿）安全。對還是錯？
4. 化肥汙染水體，不是因為化肥本身是汙染物，而是因為化肥用得太多了。有機肥用的太多也會汙染環境。對還是錯？
5. 嚴格地說，豆科植物是不能固氮的。對還是錯？
6. 夏天雷雨之後蔬菜長得特別好。一是因為夏天蔬菜缺水，雷雨補充了土裏的水分；二是因為雨水中含有硝酸根離子。對還是錯？
7. 因為豆科植物與固氮細菌有共生關係，所以種豆子的土壤氮素含量越低越好，一點氮肥也不需要施用。對還是錯？
8. 如果在菜地裏同時加入化肥和有機肥，蔬菜首先吸收有機肥裏的氮素，再吸收化肥裏的氮氮。對還是錯？
9. 銨離子和硝酸根離子雖然都能被蔬菜吸收，但有的蔬菜喜歡硝酸根離子，有的蔬菜更喜歡銨離子。對還是錯？
10. 在淹水的條件下，土壤裏的硝酸根離子被細菌轉化成氮氣，氮氣回到大氣中，就不能被蔬菜直接利用了。對還是錯？
這是標準答案，請大家自己給自己打分：
1. 對；2. 錯；3.錯；4. 對；5.對；6. 對；7. 錯；8. 錯；9. 對；10. 對
你的分數是多少？你已經是種菜高手，還是需要繼續努力？
最後，我希望朋友們能從我的這個氮素循環視頻中學到一些關於肥料和養分的知識，並將知識用於庭院種菜，從而在自家後院種出既健康又高產的蔬菜。
【參考文獻】
1. Epstein E. 1972. Mineral Nutrition of Plants: Principles and Perspectives. Wiley, New York.
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【博文自薦】
自家菜地，別用這種有機肥！
怎麽製作水溶性有機肥：雞湯？
扒一扒網紅肥料: 浴鹽
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今年下雨太多了，蔬菜都不長：）
多倫多橄欖樹2025-06-21 12:32:31
我在盼一場雷雨，想念閃電呀~~