英語翻譯：

nitrogen fixation
【化】 azofication; azotification; fixation of nitrogen; nitrogen fixation
【醫】 azotification

相關詞條：

1.azotification  2.fixationofnitrogen  3.azofication  

分詞翻譯：

固氮的英語翻譯：

【化】 azotification; nitrogen fixation

作用的英語翻譯：

affect; effect; intention; action; motive; operation
【醫】 action; effect; process; role
【經】 role

專業解析

固氮作用（Nitrogen Fixation）是指将大氣中的惰性氮氣（N₂）轉化為生物可利用的含氮化合物的過程。這一過程對地球生态系統的氮循環至關重要，主要分為生物固氮、工業固氮和自然物理化學固氮三種形式。

核心機制與類型

1. 生物固氮

   通過固氮微生物（如根瘤菌、藍藻）的固氮酶系統實現，反應式為：

   $$

   N₂ + 8H⁺ + 8e⁻ + 16ATP → 2NH₃ + H₂ + 16ADP + 16Pi

   $$

   該過程需厭氧環境，分為自生固氮（如固氮菌）和共生固氮（如豆科植物與根瘤菌）。

2. 工業固氮

   利用哈伯-博施法（Haber-Bosch Process）高溫高壓合成氨，反應式為：

   $$

   N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

   $$

   此技術支撐了全球約50%的農業氮肥需求。

生态與農業價值

固氮作用每年向陸地生态系統輸入約2×10⁸噸氮，其中生物固氮貢獻60%以上。豆科作物（如大豆、苜蓿）通過共生固氮減少化肥使用，提升土壤肥力。當前研究聚焦于提高固氮酶效率及轉基因作物固氮能力，以應對糧食安全挑戰。

網絡擴展解釋

固氮作用是指将空氣中的遊離氮氣（N₂）轉化為可被生物利用的含氮化合物（如氨、硝酸鹽等）的過程，是自然界氮循環的關鍵環節。以下是詳細解釋：

定義與核心機制

固氮作用的核心是打破氮氣的穩定三重共價鍵，将其還原為氨（NH₃）或其他含氮化合物。這一過程主要通過以下兩種方式實現：

1. 非生物固氮：如閃電、火山活動等自然現象，通過高溫或放電使氮氣與氧氣結合生成氮氧化物，但貢獻量較少（約占總固氮量的10%以下）。
2. 生物固氮：由固氮微生物（如根瘤菌、藍藻等）通過固氮酶催化完成。固氮酶需在厭氧條件下工作，将N₂還原為NH₃。

生物固氮的分類

• 自生固氮菌：如藍藻、某些土壤細菌，可獨立生存并固氮，産物釋放到環境中供其他生物利用。
• 共生固氮菌：如根瘤菌，與豆科植物形成共生關系，固氮産物直接為宿主提供氮源。

人工固氮

工業上通過哈伯法合成氨，反應式為：
$$ N₂ + 3H₂ xrightarrow{text{高溫高壓催化劑}} 2NH₃ $$
此方法為化肥生産提供原料，大幅提升了農業産量。

生态與農業意義

• 自然意義：生物固氮貢獻了全球90%以上的有效氮，維持生态系統氮平衡。
• 農業應用：減少對化學氮肥的依賴，如豆科植物與根瘤菌共生可提升土壤肥力。

參考資料

更多信息可查看：漢典、業百科、微生物研究等來源。

分類

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