农田施用氮肥会显著提高粮食产量，然而过量施用氮肥也会造成作物利用率下降、损失增多并进而引发环境问题。量化施入农田氮肥的去向和利用效率是农田氮肥管理的基础。为实现可持续粮食生产的目的，研究人员设计了不同农田管理措施来增加作物产量和氮肥利用率，同时也减少氮损失带来的环境污染。然而，在不同土壤-气候和农田管理条件下，氮肥去向和利用效率存在较大差异。认识这些差异及其背后的原因可以帮我们更好地管理氮肥，提高其资源效率，减少其损失带来的环境污染。 

　　基于此，中国科学院沈阳应用生态研究所稳定同位素生态学研究组与美国马里兰大学环境科学研究中心阿巴拉契亚实验室合作，收集了全球74篇利用¹⁵N田间原位示踪法量化玉米农田肥料氮去向的文献（图1），从中提取了366个观测数据，系统分析比较了常规耕作条件下氮肥利用率和氮肥去向的地区间差异，并进一步分析了不同农田管理措施的影响。研究发现，施入玉米系统的当季氮肥全球平均有41%被作物吸收利用，31%残留在土壤，28%损失掉（进入水体和大气）。其中作物吸收利用表现出明显的地域差异，欧美国家的吸收比例（42-54%）要显著高于中国（ 33%）（图2）。相关分析表明，中国玉米农田氮利用效率较低可能与该地区较低的土壤有机质含量有关。通过对比9种不同的农田管理措施对氮肥去向的影响，发现氮肥深施和多次施用可显著增加玉米产量、氮吸收和氮肥利用率，并减少损失。该研究系统总结了以往¹⁵N示踪玉米农田肥料氮去向方面的研究结果，增加了人们对有关不同自然和农田管理条件下氮肥去向差异的理解，为提升农田氮肥管理提供了科学依据。