综述：15N标记肥料氮素利用效率研究进展：可持续农业三十年研究与创新回顾

（编辑推荐）本综述系统整合30年同位素示踪研究，聚焦氮素回收效率（NRE）这一氮素利用效率（NUE）核心指标，通过15N标记肥料揭示氮素转化路径、作物吸收规律与环境归趋，为优化施肥策略提供理论支撑。

　　

同位素技术的革新应用

¹⁵N标记肥料作为研究氮素动态的"分子探针"，突破了传统氮平衡研究的局限性。同位素比值质谱技术可精准追踪肥料氮在土壤-植物系统中的迁移路径，量化作物吸收（NRE）、土壤残留和气态损失比例。数据显示，全球谷物作物对化学氮肥的NRE平均仅为30-50%，剩余氮素通过硝化-反硝化作用转化为N₂O或淋溶至水体。

氮素转化的多维调控

黏土矿物通过阳离子交换固定铵态氮，而有机质含量显著影响硝化速率。缓控释肥料（CRFs）可将蔬菜作物的NRE提升至65%以上，但成本效益比制约其推广。深施技术使水稻田氮挥发损失降低40%，而滴灌系统通过水肥同步将玉米NUE提高22个百分点。

环境归趋的量化解析

¹⁵N示踪证实，旱地土壤中约15-30%的施入氮以N₂O形式排放，pH<5.5时反硝化损失加剧。在集约化蔬菜大棚中，氮淋溶量可达施氮量的25%，其中硝态氮占比超90%。同位素双标记（¹⁵N-¹³C）实验揭示，秸秆还田可促进微生物固持肥料氮，减少初始损失率12-18%。

未来研究方向

根际微域氮素运移的时空异质性仍需高分辨率同位素成像技术解析。智能肥料与微生物菌剂的协同效应缺乏长期定位观测数据。建立基于同位素指纹的氮素足迹评估体系，将成为优化区域施肥政策的关键工具。