本书明确了我国主要农田土壤类型氮素转化特征和保持机理，阐明了主要作物高效利用氮素潜力及其生物学机制，揭示了典型农田肥料氮损失规律及影响机制，提出了作物氮素需求与土壤、肥料供氮时空匹配规律的原理和方法，构建了氮肥绿色增产增效综合调控途径与区域调控模式。

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国家重点研发计划项目：肥料氮素迁移转化过程与损失阻控机制，首席科学家 2.国际重大合作国际项目：基于关键带科学的城郊土壤-植物-大气系统物质传输机制 3.国家杰出青年科学基金项目：氮素循环 4.科技支撑计划项目：农业生态系统固碳减排技术研发集成与示范

目录
第1章绪论1
1.1 撰写背景与意义 1
1.2 主要内容与篇章布局 2
1.3 重要进展与结论 4
第2章主要农田土壤肥料氮转化特征与保氮机理 6
2.1 我国主要农田土壤氮转化特征及其与氮肥利用和损失的关系 6
2.1.1 稻田土壤氮转化的区域特征及其与肥料氮利用和损失的关系 6
2.1.2 长期培肥措施对旱地土壤氮转化的影响及保氮增产原理 9
2.2 我国主要农田土壤氨挥发潜力、影响因素及减排措施 14
2.2.1 稻田氨挥发潜力及影响因素 15
2.2.2 旱地氨挥发潜力及影响因素 19
2.3 稻田、旱地反硝化潜力及影响因素 21
2.3.1 稻田反硝化潜力及影响因素 22
2.3.2 旱地反硝化潜力及影响因素 28
2.4 结论与展望 35
第3章主要农田土壤氮转化微生物区系组成和调控机制 36
3.1 我国典型稻田和旱地土壤的微生物区系 36
3.1.1 我国典型稻田土壤的微生物区系组成 36
3.1.2 我国几种典型旱地土壤的微生物区系组成特征 38
3.2 稻田土壤.植物.微生物互作过程中肥料氮素的转化机制 41
3.2.1 15N同位素标记技术研究肥料氮素在土壤.植物.微生物系统中的转化过程 41
3.2.2 13CO2连续标记研究土壤.植物.微生物互作过程中的氮素转化机制 42
3.2.3 田间调控措施对土壤.植物.微生物互作过程中肥料氮素转化的影响 45
3.3 根区土壤氮素的微生物同化及过渡氮库调控作用机制 46
3.3.1 肥料氮素在耕层土壤中残留的年际动态 47
3.3.2 秸秆调控肥料氮素的微生物转化过程 49
3.4 根区氮素微生物周转的影响因素及调控机制 54
3.4.1 肥料稳定剂对根区氮素周转的影响及调控 55
3.4.2 生物炭与肥料稳定剂配施对根区氮素周转的影响及调控 60
3.5 结论与展望 63
第4章作物氮高效基因型减氮增效潜力及其生物学机制 64
4.1 玉米氮高效基因型减氮增效潜力及其生物学机制 64
4.1.1 玉米氮高效基因型减氮增效潜力 64
4.1.2 玉米氮高效基因型减氮增效的生物学机制 65
4.1.3 玉米氮高效基因型叶片氮转移分子调控机制 67
4.1.4 铵硝混合供应氮素促进玉米增产增效生理机制 75
4.1.5 有机无机配施促进玉米增产增效生物学机制 78
4.2 水稻氮高效基因型减氮增效潜力及其生物学机制 80
4.2.1 水稻氮高效基因型减氮增效潜力 80
4.2.2 水稻苗期氮素高效吸收的生物学机制 81
4.3 小麦氮高效基因型减氮增效潜力及其生物学机制 86
4.3.1 小麦氮高效基因型减氮增效潜力 87
4.3.2 小麦氮高效基因型减氮增效的生物学机制 90
4.4 油菜氮高效基因型减氮增效潜力及其生物学机制 95
4.4.1 油菜氮高效基因型减氮增效潜力 95
4.4.2 油菜氮高效基因型响应不同氮源的基因型差异 97
4.4.3 油菜氮高效基因型氮素高效吸收的生物学机制 98
4.4.4 油菜氮高效基因型硝酸盐短途分配的优化机制及其减氮增效潜力 100
4.4.5 油菜氮高效基因型硝酸盐长途转运的优化机制及其减氮增效潜力 100
4.4.6 油菜氮高效基因型有机氮再利用的优化机制及其减氮增效潜力 104
4.5 结论与展望 107
第5章稻田肥料氮去向、损失规律及调控 108
5.1 黑龙江寒区单季稻田肥料氮去向、损失规律与调控 109
5.1.1 试验观测 109
5.1.2 施氮量对水稻产量的影响 109
5.1.3 氮肥利用率110
5.1.4 肥料 15N利用率、土壤残留与总损失 111
5.1.5 肥料氮主要损失过程的发生规律112
5.1.6 氮素收支特征114
5.1.7 氮肥高效利用与损失阻控的有效途径115
5.2 江苏晚稻单季稻田肥料氮去向、损失规律与调控 119
5.2.1 试验观测119
5.2.2 施氮量对水稻产量的影响 120
5.2.3 氮肥利用率 122
5.2.4 肥料 15N利用率、土壤残留与总损失 122
5.2.5 肥料氮主要损失过程的发生规律 123
5.2.6 氮素收支特征 126
5.2.7 氮肥高效利用与损失阻控的有效途径 128
5.3 湖南双季稻田肥料氮去向、损失规律与调控 132
5.3.1 试验观测 132
5.3.2 施氮量对水稻产量的影响 133
5.3.3 氮肥利用率 134
5.3.4 肥料 15N利用率、土壤残留与总损失 135
5.3.5 肥料氮主要损失过程的发生规律 137
5.3.6 氮素收支特征 142
5.3.7 氮肥高效利用与损失阻控的有效途径 143
5.4 稻田氮素利用与损失的区域差异 145
5.4.1 施氮增产效果比较 145
5.4.2 氮肥表观利用率和表观稻谷生理效率比较 146
5.4.3 氮素收支特征与主要损失途径比较 146
5.4.4 稻田氮素利用与损失区域差异的原因探讨 147
5.5 结论与展望 151
第6章旱地肥料氮去向、损失规律及调控 153
6.1 东北玉米肥料氮去向、损失过程与调控 153
6.1.1 氮素来源、去向及收支特征 154
6.1.2 肥料氮的主要损失过程 158
6.1.3 东北黑土氮肥高效利用与调控途径 160
6.2 华北小麦—玉米种植系统肥料氮去向、损失过程与调控 162
6.2.1 氮素来源、去向及收支特征 162
6.2.2 肥料氮的主要损失过程 165
6.2.3 华北冬小麦—夏玉米轮作氮肥高效利用与调控途径 168
6.3 西北小麦肥料氮去向、损失过程与调控 170
6.3.1 氮素来源、去向及收支特征 171
6.3.2 肥料氮的主要损失过程 173
6.3.3 西北旱地小麦氮肥高效利用与调控途径 176
6.4 西南小麦—玉米种植系统肥料氮去向、损失过程与调控 178
6.4.1 氮素来源、去向的定量评价 179
6.4.2 肥料氮的主要损失过程 182
6.4.3 紫色土旱地农田氮肥高效利用与调控途径 184
6.5 结论与展望 186
第7章果园/菜地肥料氮去向、损失规律及调控 188
7.1 露地蔬菜肥料氮去向、损失规律及调控 188
7.1.1 氮收支状况及肥料氮去向 189
7.1.2 肥料氮的主要损失过程 192
7.1.3 氮肥高效利用与调控 195
7.2 设施菜地肥料氮去向、损失规律及调控 197
7.2.1 氮收支状况及肥料氮去向 197
7.2.2 肥料氮的主要损失过程 199
7.2.3 氮肥高效利用与调控 202
7.3 黄土高原苹果园肥料氮去向、损失规律及调控 209
7.3.1 氮收支状况及肥料氮去向 209
7.3.2 肥料氮的主要损失过程 212
7.3.3 氮肥高效利用与调控 217
7.4 华北葡萄园肥料氮去向、损失规律及调控 218
7.4.1 氮收支状况及肥料氮去向 218
7.4.2 肥料氮的主要损失过程 222
7.4.3 氮肥高效利用与调控 224
7.5 长江中上游柑橘园肥料氮去向、损失规律及调控 226
7.5.1 氮收支状况及肥料氮去向 226
7.5.2 肥料氮的主要损失过程 232
7.5.3 氮肥高效利用与调控 233
7.6 太湖果园肥料氮去向、损失规律及调控 234
7.6.1 氮收支状况及肥料氮去向 234
7.6.2 肥料氮的主要损失过程 235
7.6.3 氮肥高效利用与调控 237
7.7 结论与展望 239
第8章作物氮素需求与土壤、肥料供氮时空匹配规律 240
8.1 西北水稻氮素需求与土壤、肥料供氮时空匹配规律 240
8.1.1 西北水稻氮素管理存在的问题 240
8.1.2 西北水稻氮素需求规律 240
8.1.3 西北水稻植株氮素诊断技术 240
8.1.4 西北水稻土壤氮素供应特征 241
8.1.5 西北水稻氮素匹配技术 242
8.2 华东水稻氮素需求与土壤、肥料供氮时空匹配规律 245
8.2.1 华东水稻氮素管理存在的问题 245
8.2.2 华东水稻氮素需求规律 245
8.2.3 华东水稻植株氮素诊断技术 248
8.2.4 华东水稻土壤氮素供应特征 250
8.2.5 华东水稻氮素匹配技术 252
8.3 华东小麦氮素需求与土壤、肥料供氮时空匹配规律 255
8.3.1 华东小麦氮素管理存在的问题 255
8.3.2 华东小麦氮素需求规律 255
8.3.3 华东小麦植株氮素诊断技术 259
8.3.4 华东小麦土壤氮素供应特征 262
8.3.5 华东小麦氮素匹配技术 263
8.4 华北小麦氮素需求与土壤、肥料供氮时空匹配规律 265
8.4.1 华北小麦氮素管理存在的问题 265
8.4.2 华北小麦氮素需求规律 266
8.4.3 华北小麦植株氮素诊断技术 273
8.4.4 华北小麦土壤氮素供应特征 275
8.4.5 华北小麦氮素匹配技术 276
8.5 华北玉米氮素需求与土壤、肥料供氮时空匹配规律 279
8.5.1 华北玉米氮素管理存在的问题 279
8.5.2 华北玉米氮素需求规律 279
8.5.3 华北玉米植株氮素诊断技术 285
8.5.4 华北玉米土壤氮素供应特征 289
8.5.5 华北玉米氮素匹配技术 291
8.6 华北棉花氮素需求与土壤、肥料供氮时空匹配规律 294
8.6.1 华北棉花氮素管理存在的问题 294
8.6.2 华北棉花氮素需求规律 294
8.6.3 华北棉花植株氮素诊断技术 298
8.6.4 华北棉花土壤氮素供应特征 300
8.6.5 华北棉花氮素匹配技术 303
8.7 结论与展望 305
第9章主要生态区农作体系氮肥绿色增产增效的综合调控途径 306
9.1 我国主要生态区农作体系氮肥绿色增产增效潜力 306
9.1.1 氮肥绿色增产增效的关键限制因子解析 306
9.1.2 氮肥绿色增产增效潜力与区域特征 309
9.2 氮肥绿色增产增效综合调控原理与途径 313
9.3 我国主要生态区农作体系氮肥绿色增产增效综合调控途径的建立与应用 314
9.3.1 华北平原小麦—玉米系统氮肥绿色增产增效综合调控 314
9.3.2 东北黑土区春玉米氮肥绿色增产增效综合调控 321
9.3.3 长江流域水稻—油菜轮作氮肥绿色增产增效调控途径 329
9.3.4 新疆滴灌棉花氮肥绿色增产增效综合调控 349
9.4 结论与展望 365
参考文献367