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氮素被认为是对水稻生长发育、营养状况等影响最为明显的元素之一。水田土壤氮含量较低，需要补充氮素以提高水稻产量与品质。为获得更高产量，农民常施用过量的氮肥，致使稻田氮肥利用率降低，造成氮肥的大量损失，污染环境。因此，如何协调土壤和作物两者之间的供需平衡，按需施肥，是提高水田系统中氮肥利用效率的有效途径和关键所在。而这最终依赖于对土壤或作物氮素状况的快速、精确诊断和评价，如何判断植株氮素营养状况并据此制定合理的施氮措施也是目前水稻生产亟待解决的问题。