肥料利用率示踪测定determination offertilizer use efficiency by tracer

用同位素示踪技术直接测定作物的肥料利用率。当稳定性或放射性同位素标记的肥料应用于生长作物的土壤，通过比较植物样品和标记肥料的富集度或比活度，根据同位素稀释原理计算吸收来自肥料养分的比例，从而测定作物对肥料养分的吸收利用率。是测定植物对肥料养分吸收利用率的唯一直接的方法，与基于测定施肥和不施肥条件下植物吸收总养分量的差值法比，同位素示踪法能在正常的施肥条件下测定植物对肥料的吸收利用率，因而能更真实地反映植物对肥料的利用情况。
基本原理 同位素示踪法测定肥料利用率基于这样一个基本概念：同位素标记的肥料养分和非标记的同种肥料养分在土壤一植物系统中的行为相同，即植物对它们吸收利用具有同等的效率。根据同位素稀释原理计算试验结果。进入植物体的来自肥料的示踪养分被同时从土壤中吸收的或植物体内本来存在的自然养分稀释，降低了示踪剂的富集度或比活度。根据这种稀释程度，可计算植物体内吸收来自肥料养分的比例。如施用¹⁵N标记氮肥，植物样品的肥料氮比例(Ndff)按下式计算：

标记肥料 进行肥料试验，须将示踪核素标记到被研究的肥料中去。由于同位素分离技术的发展，现在已能提供任何15N丰度的各种无机氮肥和尿素。上海化工研究院采用NO-HNO₃化学交换法生产以HNO₃形态存在的浓集¹⁵N，然后以H¹⁵NO₃为原料，制备各种氮肥。H¹⁵NO₃与NaOH中和生成的Na¹⁵NO₃在碱性溶液中用德瓦达合金还原反应产生标记氨。此标记氨用不同酸吸收，便得各种品种的铵态氮肥。利用¹⁵NH₃,CO和H₂O在常温常压下直接合成碳酸氢铵。利用酯的氨解反应制备尿素，碳酸二苯酯(C₆H₅O)₂CO在90～100℃常压条件下便能与氨起置换反应产生尿素和苯酚。
磷肥和其他肥料的标记见农化示踪核素。
试验方法 放射性标记肥料基本上限于盆栽和框栽试验，在温室或网室内进行。必要时，³²P试验可在严格隔离的田间小范围区域内进行。标记磷肥可配成溶液灌浇，与土壤混施、穴施或条施等方式。¹⁵N示踪试验，因为没有放射性，不污染环境，除盆栽、框栽试验，还可在田间进行微区试验。微区面积一般为1平方米左右，可专门设立试验区，在微区中间采样，也可在常规试验区内设置¹⁵N亚区。标记肥料施用方法常采用❶全层基施。盆栽时，将标记氮肥和其他基肥一起与土壤拌匀装盆。框栽和田间试验，将标记氮肥与其他基肥尽可能均匀地施于全耕作层内。
❷局部深施。将标记氮肥单独或与其他肥料一起穴施或条施于一定深度。
❸溶液施用。将标记肥料配成一定浓度的溶液灌浇。不同时期试验，只要在某一时期施用标记肥料，而其他时期可照样施以常规肥料。
基本参数 计算肥料利用率所需的基本参数包括两类，一类是与产量无关的因素，另一类是与产量有关的因素。前者包括养分含量，同位素的比活度和富集度，后者包括生物产量或实际产量和养分总量。根据这些参数按下式计算肥料利用率(E):

式中 Ndff为植物样品的肥料养分比，N%为养分含量(%),W为样品总干重（克）,F为施肥量(千克/公顷)。