玉米種植者在農(nóng)業(yè)中占有特殊的地位。玉米是我們的作物，有數(shù)百萬(wàn)英畝的土地在生產(chǎn)。農(nóng)民是這些土地的管家。這是一項(xiàng)重大的責(zé)任，也是改善大部分農(nóng)田土壤健康的巨大機(jī)會(huì)。

每個(gè)玉米種植者都知道，氮是玉米生產(chǎn)中最重要的營(yíng)養(yǎng)元素。當(dāng)談到玉米產(chǎn)量時(shí)，所有其他營(yíng)養(yǎng)素都退居次要位置。大田玉米是一種大型植物——通常高 6 到 8 英尺，每英畝播種 26,000 到 40,000 株。今天的平均產(chǎn)量為每英畝 150 到 300 蒲式耳。當(dāng)你將這三個(gè)特征——高大的植物、高種植密度和高產(chǎn)量——加起來(lái)時(shí)——難怪玉米需要大量的氮。

高氮率使多余的氮流入地表水并從那里流入含水層。當(dāng)?shù)土走M(jìn)入水道時(shí)，它們會(huì)刺激藻類的生長(zhǎng)。當(dāng)這種藻華死亡并分解時(shí)，它會(huì)從水中吸收大部分氧氣，導(dǎo)致魚(yú)類死亡——尤其是需要更高氧氣含量的獵魚(yú)。

正是在這里，在農(nóng)學(xué)和環(huán)境的交匯處，每個(gè)農(nóng)民都在走鋼絲。農(nóng)民負(fù)有盈利的信托責(zé)任，而盈利需要相當(dāng)大的產(chǎn)量。與此同時(shí)，農(nóng)民有道義上的義務(wù)仔細(xì)管理他們耕種的土地。幸運(yùn)的是，大多數(shù)農(nóng)民都是土生土長(zhǎng)的人，他們已經(jīng)感受到這種壓力并想做正確的事情。

在他們的辯護(hù)中，我確實(shí)想指出硝酸鹽是水滴的一種自然形式，從大氣中吸收硝酸鹽并將游離氮沉積到土壤中。因?yàn)檫@些硝酸鹽的劑量很小——每英畝 1-2 磅——植物很快就會(huì)吸收它們，幾乎沒(méi)有人能逃出根區(qū)。氮?dú)猓汉軓?fù)雜
氮是一種特殊的元素。它的家庭地址是大氣。因此，它的自然傾向是找到回家的路。它存在于我們呼吸的每一次空氣中，也存在于每一個(gè)活細(xì)胞中。它無(wú)處不在，而且相當(dāng)神秘。氮是一種變形劑，很容易從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。

氮有四種主要形式：
1. 硝酸鹽 (NO3) — 硝酸鹽為玉米提供生長(zhǎng)能量，幫助植物構(gòu)建其莖葉基礎(chǔ)設(shè)施。硝酸鹽與許多其他元素結(jié)合，包括大量的微量礦物質(zhì)。這種形式的氮易于浸出。

2. 銨 (NH4) — 這種形式的氮及其近親尿素為玉米提供繁殖能量。生殖能量促進(jìn)開(kāi)花、開(kāi)花和結(jié)莢。氨氣形式的氮容易揮發(fā)——氮從土壤中逸出返回大氣的過(guò)程。將氮與生長(zhǎng)能量結(jié)合，將氮與生殖能量結(jié)合，可以突然釋放大量能量。這種能量既可以用作，也可以用作玉米的肥料。無(wú)論哪種方式，它都包含大量能量。

3. 氨基酸/蛋白質(zhì)——這是生物制造的氮的形式。它可以由土壤微生物和生長(zhǎng)中的植物在內(nèi)部生產(chǎn)，也可以由動(dòng)物產(chǎn)生糞便或從海洋中收獲的魚(yú)生產(chǎn)。當(dāng)?shù)园被峄虻鞍踪|(zhì)形式存在時(shí)，它不會(huì)浸出或揮發(fā)。

4.腐殖質(zhì)——當(dāng)土壤生物學(xué)將氨基酸類型的氮與碳基質(zhì)中的植物可利用礦物質(zhì)相結(jié)合時(shí)，你就會(huì)得到腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)是土壤肥力的儲(chǔ)備——只要有需要，就可以立即使用植物養(yǎng)分。就像一個(gè)儲(chǔ)藏豐富的食品儲(chǔ)藏室。

在土壤中的功能
氮是土壤中的主要電解質(zhì)。這意味著土壤中的可溶性氮增加了電導(dǎo)率。在人體中，我們的血液和體液中也有一定的電解質(zhì)平衡。這些電解質(zhì)在我們的身體中攜帶微弱的電荷。

在土壤中，電解質(zhì)也有同樣的作用。充足的電解質(zhì)供應(yīng)與植物生長(zhǎng)密切相關(guān)；或者，更確切地說(shuō)，充足的電解質(zhì)供應(yīng)與可促進(jìn)植物生長(zhǎng)的養(yǎng)分供應(yīng)相對(duì)應(yīng)。氮不是的電解質(zhì)。其他可溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或鹽類也可以導(dǎo)電。

舉例來(lái)說(shuō)，電路具有導(dǎo)電的銅線和調(diào)節(jié)電流的電阻。土壤中的可溶性養(yǎng)分就像電路中的電線一樣傳導(dǎo)電荷。腐殖質(zhì)和碳調(diào)節(jié)電流以使其適合植物吸收。這兩個(gè)功能是同時(shí)需要的。

澄清一點(diǎn)，土壤中的任何養(yǎng)分，以及土壤的許多方面，都可以通過(guò)不同的視角來(lái)看待。這就像擁有不同種類的眼鏡——每一副都會(huì)以不同的方式照亮物體。我們可以通過(guò)物理學(xué)、化學(xué)或生物學(xué)的視角來(lái)看待土壤和養(yǎng)分。同時(shí)使用所有三個(gè)以獲得全面的視圖。以下是查看氮的示例：
• 物理學(xué)——氮是一種攜帶電荷的電解質(zhì)，有助于養(yǎng)分輸送和植物生長(zhǎng)
• 化學(xué)——氮是氨基酸和蛋白質(zhì)的核心
• 生物學(xué)——土壤生物學(xué)通過(guò)微生物系統(tǒng)構(gòu)建氨基酸