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氮肥对于植物——过犹不及
氮是植物体最重要的营养元素之一，是植物体内氨基酸、蛋白质及进行光合作用的叶绿素的重要组成部分，可以促进植物的叶面生长，使植物叶色更绿、枝叶茂盛，在很大程度上决定了作物的产量的质量。氮不足时，农作物会表现为植株矮小，细弱；叶呈黄绿、黄橙等非正常绿色，基部叶片逐渐干燥枯萎；根系分枝少；禾谷类作物的分蘖显着减少，甚至不分蘖，幼穗分化差，分枝少，穗形小，作物早衰并早熟，产量降低。然而，氮过量同样会对农作物产生消极的影响。氮营养过量的一般表现是：生长过于繁茂，腋芽不断出生，分蘖往往过多，妨碍生殖器官的正常发育，以至推迟成熟，叶呈浓绿色，茎叶柔嫩多汁，体内可溶性非蛋白态氮含量过高，易遭病虫为害，容易倒伏。禾谷类作物的谷粒不饱满(千粒重低)，秕粒多；棉花烂铃增加，铃壳厚，棉纤维品质降低；甘蔗含糖率降低；薯类薯块变小，豆科作物枝叶繁茂，结荚少，作物产量降低。
我国氮肥消费——双输局面
土壤中其他营养元素匮乏有地域性，氮素的匮乏却有普遍性，全世界大部分土壤缺氮。因此，补充作物可利用的活性氮素就成了农业高产的一条重要途径。建国初期，中国氮肥产量只有0.6万吨，而半个世纪后，从1999年到2013年，我国氮肥产量从2497.91万吨增长到4927.46万吨，中国已经是世界上氮肥生产和消费第一大国。氮肥生产量占世界总产量的1/3，占世界7%的耕地上消耗了全球35%的氮肥。随着氮肥产量和施用量不断增加，中国小麦、玉米和水稻等主要粮食作物的总产量一度增产近十倍。然而，氮肥的过量施用超过了经济最佳施氮量，导致肥效迅速下降，产量增加幅度降低，同时氮肥在土壤中的残留量及损失到环境中的量显着增加。我国每公顷农地氮肥使用量达到400公斤以上，远远高出了发达国家225公斤的安全上限。过度使用氮肥，其对环境造成的损失已经大于粮食产量增加的收益。过量施用氮肥造成“双输”的后果已经持续了近20 年。
氮肥污染解决之道——提高利用率
氮肥利用率是导致农民依赖与大量施肥的主要原因，有报道称我国水稻单产与日本相当，氮肥用量却是日本三倍，可见，提高氮肥利用率是解决氮肥过量施用的根本途径。
如今，采用科学管理，实现降低氮肥用量同时保证粮食产量，变农业与环境“双输”为“双赢”，已成为国际农业和生态环境领域所共同面临的重大科学问题。
