氮肥的施用在保障作物高產(chǎn)中起著關(guān)鍵和不可替代的作用，但同時(shí)也加重了水體和大氣污染。硝化作用是土壤氮循環(huán)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)化過程，與農(nóng)田氮素?fù)p失與利用密切相關(guān)，因此，抑制硝化作用一直以來被認(rèn)為是減少氮素污染的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。過去人們經(jīng)常施用雙氰胺等化學(xué)品來抑制硝化作用。假如，植物自身能主動(dòng)分泌一些化合物來抑制硝化作用，顯然不僅能避免化學(xué)品的額外投入，而且有持久有效、天然綠色的增效控污的優(yōu)點(diǎn)，是理想的氮素管理對(duì)策。最近，確實(shí)發(fā)現(xiàn)了一些植物的根系能產(chǎn)生和分泌抑制硝化作用的物質(zhì)，被稱為生物硝化抑制劑（BNIs），已成為國(guó)際研究熱點(diǎn)。本文系統(tǒng)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外生物硝化抑制劑研究領(lǐng)域的重要進(jìn)展，探討了根系分泌生物硝化抑制劑的意義、物質(zhì)種類和功能、分泌及作用機(jī)制，以及在提高氮肥利用率和減少環(huán)境污染方面的應(yīng)用前景。為未來BNIs技術(shù)及產(chǎn)品的開發(fā)、提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供借鑒。

在自然生態(tài)系統(tǒng)中，BNIs可能是植物適應(yīng)低氮環(huán)境的一種保氮生存機(jī)制。在高量氮投入的集約化農(nóng)業(yè)中，BNIs同樣能發(fā)揮一定作用，具有減少農(nóng)田氮素流失和提高作物氮素利用的潛能（圖1）。近年來已從高粱、濕身臂形草和水稻的根系分泌物中發(fā)現(xiàn)了5 種BNIs 物質(zhì)，分別是對(duì)羥基苯丙酸甲酯、櫻花素、高粱酮、臂形草內(nèi)酯和1,9-癸二醇。其中，1,9-癸二醇是三大糧食作物中發(fā)現(xiàn)的首個(gè)BNIs，效果顯著優(yōu)于已在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的雙氰胺。