氮是建構植物細胞的材料與蛋白質的必要元素，然而過量的氮會造成生物毒性。禾本科的作物施用過多的氮肥容易發生倒伏現象，且抑制鉀肥的吸收，增加感病的機率，稱之為氮肥誘導感病性(Nitrogen-induced susceptibility)。
在禾本科開始進入乳熟期，葉片開始衰老，除了細胞自發的「程序性死亡機制」，並開始累積活化氧族(ROS, reactive oxygen species)。活化氧族的毒性由不同的酵素與非酵素系統進行防禦調控，如超氧化物歧化酶(Superoxide dismutases, SOD)、過氧化酶(peroxidases, PODs)、過氧化氫酶(catalases)、抗壞血酸穀胱苷肽循環(ascorbate-glutathione cycle enzymes)。當逆境產生過多的ROS，會破壞基礎生理代謝的酵素。
劍葉是禾本科作物提供乳熟期碳水化合物的重要器官，位於穗下第一節。在小麥乳熟期時，檢測劍葉在正常氮肥使用量(圖一，Nn)與過量使用氮肥 (圖一，Ne)的活化氧族含量。結果發現，過量使用氮肥，在開花初期就維持高量的活化氧族，而隨著糊熟期早期開始快速增加，直到糊熟期結束，過量使用氮肥的活化氧族含量都比正常氮肥使用的含量高(圖一，Ne)，然而正常氮肥使用量的葉片，在開花後至糊熟期早期都維持穩定，直到成熟期才快速增加(圖一，Nn)。
超氧化物歧化酶與過氧化酶是防禦活化氧族的主要屏障。試驗結果發現，過量施用氮肥會使兩種酵素的活性下降(圖二a, b)。
由上述的實驗結果可以得知，當作物吸收過量的氮肥，會導致氮抑制了清除活化氧族的酵素，使活化氧族累積，作物更早發生衰老。有研究指出，當氮施用過多，會使許多清除活化氧族的酚類、黃酮類與其他化合物下降，也影響了養分的再活化(回流)。另外，過多的氮肥也抑制了誘導抗病的水楊酸，這與氮肥誘導感病的結果一致。
在台灣常有過量施用氮肥的情況發生，加上極端氣候的出現，使活化氧族持續累積，破壞細胞與生理代謝，常常導致施肥的有效性降低，作物抗病力下降，促使農民又添加更多農藥與肥料。為了應付越來越嚴峻的栽培環境，應該增強作物本身的抗氧化能力與誘發抗病能力，累積足夠的光合醣，能夠讓栽培更穩定，收益更有保障。
資料來源：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5324167/