本项目组织土壤、植物营养和遗传等学科进行联合研究,对不同施氮量下农田中化肥氮的动身进行全面整合和定量评价,建立田块尺度和区域尺度的机理模型;研究提出适合我国农村实际的宏观控制与点的测试相结合的最佳施氮量的推荐原理和方法,并与GIS技术相结合,初步主人其产量将就和环境效应。在筛选氮高效作物品种的基础上,揭示其根系生物学特征、生理机制和遗传基础,并对其在协调高产与环境保护中的作用进行初步评价。
针对我国农国氮肥利用率低、对环境压力大的现状,本项目组织土壤、植物营养和遗传等学科进行联合研究,定量评价了华北平原小麦-玉米轮作体系和太湖流域稻-麦轮作体系化肥氮的去向,建立了田块尺度氮素迁移转化的机理模型,从大量水稻、玉米、小麦品种中筛选出了氮高效基因型,并分析了其氮高效的生理及分子机制。确定了根系生物学特征在作物高效吸收利用氮素中的作用性,分析了氮素吸收代谢相关基因的表达及QTL定位,为氮高效的遗传学改良提供了基础。最后,分别建立了玉米、水稻、小麦产量和氮肥损失对氮肥用量的效应曲线,获得了高产和环境保护相协调的区域性的适宜施氮量,以进行氮肥的总量控制;根据两个不同轮作体系的具体特点,选择适宜的土壤和植株氮营养测试方法,建立了相应的基于田块尺度上的点的测试方法和指标,对具体田块的氮肥用量进行调整,从而提出了以适宜施氮量的推荐为重点的、能协调高产与环境保护的氮肥高效利用的原理和方法。采用GIS技术,建立了区域尺度的氮肥环境效应评价方法,以此对区域尺度优化施氮技术体系的农学和环境效应进行了评价。