การศึกษาการตอบสนองของข้าวเจ้าหอมพันธุ์ปทุมธานี 1 ที่ปลูกในกระถางโดยใช้ ทรายเป็นวัสดุปลูก และรดด้วยสารละลายธาตุอาหารซึ่งดัดแปลงมาจากสูตรสารละลาย ธาตุอาหารของฮอคแลนด์ ต่อปุ๋ยไนโตรเจน 2 ชนิด คือปุ๋ยยูเรีย และปุ๋ยแอมโมเนียม ซัลเฟต ที่ 5 ระดับ คือ 0, 10, 20, 40 และ 80 กิโลกรัมไนโตรเจนต่อไร่ และใช้ ปริมาณปุ๋ย 20 กิโลกรัมไนโตรเจนต่อไร่ ซึ่งเป็นปริมาณปุ๋ยไนโตรเจนที่เหมาะสม ตามคำแนะนำของกรมวิชาการเกษตรเป็นเกณฑ์ในการเปรียบเทียบ โดยศึกษาการตอบสนอง ของข้าวทางสรีรวิทยา ได้แก่ การชักนำการเปิดของปากใบ (stomatal conductance), อัตราการคายน้ำ (transpiration rate), ศักย์ของน้ำในใบ (leaf water potential), การวิเคราะห์การเจริญเติบโต ซึ่งประกอบด้วยความสูง (height), ความยาวใบ (leaf length), ดัชนีพื้นที่ใบ (Leaf Area Index : LAI), พื้นที่ใบจำเพาะ (Specific Leaf Area : SLA), อัตราการสะสมน้ำหนักแห้งสุทธิ (Net Assimilation Rate : NAR), อัตราการเจริญเติบโต (growth rate), อัตราส่วนระหว่างส่วนต้นและส่วนราก (shoot/ root ratio), ลักษณะอาการขาดและอาการเป็นพิษจากธาตุไนโตรเจน, ดัชนีเก็บเกี่ยว (Harvesting Index : HI)และผลผลิตของข้าว (yields) ศึกษาการตอบสนองทางชีวเคมี ได้แก่ ปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด (total nitrogen) ในใบ, ปริมาณโพรลีน (proline content) ในใบ และปริมาณคอลโรฟิลด์ (total chlorophyll content) ในใบ และศึกษา ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของข้าว ผลการศึกษาการตอบสนองทางสรีรวิทยา พบว่า ปริมาณ และชนิดของปุ๋ยไนโตรเจนไม่มีอิทธิพลต่อการชักนำการเปิดของปากใบและอัตราการคาย น้ำของข้าวแต่มีอิทธิพลต่อศักย์ของน้ำในใบ โดยพบว่าการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนทั้งสอง ชนิดในปริมาณต่ำกว่า 20 กิโลกรัมไนโตรเจนต่อไร่ ทำให้ศักย์ของน้ำในใบของข้าว ลดลง และการใช้ปุ๋ยยูเรียทำให้ข้าวมีศักย์ของน้ำในใบต่ำกว่าการใช้ปุ๋ยแอมโมเนียม ซัลเฟต สำหรับการเจริญเติบโตของข้าวพบว่าการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนทั้งสองชนิดมากกว่า 20 กิโลกรัมไนโตรเจนต่อไร่ ทำให้ข้าวมีการเจริญเติบโตเพิ่มขึ้น แต่ไม่มีผลต่อ การเปลี่ยนแปลงของอัตราการสะสมน้ำหนักแห้งสุทธิของข้าว ส่วนชนิดของปุ๋ยไนโตรเจน พบว่า การใช้ปุ๋ยยูเรียและปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟต ไม่ทำให้การเจริญเติบโตของข้าว แตกต่างกัน แต่การใช้ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตจะทำให้ข้าวมีดัชนีพื้นที่ใบสูงในระยะ แรกของการเจริญเติบโต นอกจากนี้ยังพบว่าข้าวที่ขาดธาตุไนโตรเจน จะมีการเจริญ เติบโตช้า ลำต้นแคระแกรน ใบมีสีเขียวซีดลงจนออกสีเหลืองและเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล โดยจะแสดงอาการที่ใบที่อยู่ด้านล่างหรือใบแก่ก่อน ส่วนข้าวที่แสดงอาการเป็นพิษ จากธาตุไนโตรเจน จะมีจำนวนใบเพิ่มผิดปกติ (อาการบ้าใบ) และใบมีสีเขียวเข้ม สำหรับดัชนีเก็บเกี่ยวและผลผลิตนั้น พบว่าข้าวมีดัชนีเก็บเกี่ยวสูงที่สุดเมื่อ ใช้ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟต 20 กิโลกรัมไนโตรเจนต่อไร่ และข้าวที่ใช้ปุ๋ยแอมโมเนียม ซัลเฟตมีผลผลิตมากกว่าข้าวที่ใช้ปุ๋ยยูเรีย โดยพบว่าข้าวที่ใส่ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟต 20 กิโลกรัมไนโตรเจนต่อไร่ มีผลผลิตมากที่สุด สำหรับการตอบสนองทางชีวเคมี พบว่าการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนทั้งสองชนิดมากกว่า 20 กิโลกรัมไนโตรเจนต่อไร่ ทำให้ข้าวมีปริมาณไนโตรเจนทั้งหมดในใบและปริมาณ คลอโรฟิลด์ในใบเพิ่มขึ้น ส่วนปริมาณโพรลีนในใบ พบว่าเมื่อใช้ปุ๋ยไนโตรเจนต่ำ และสูงกว่า 20 กิโลกรัมไนโตรเจนต่อไร่ ทำให้ข้าวมีปริมาณไนโตรเจนทั้งหมดในใบ และปริมาณคลอโรฟิลด์ในใบมากกว่าการใช้ปุ๋ยยูเรีย แต่การใช้ปุ๋ยยูเรียทำให้ปริมาณ โพรลีนในใบมากกว่าการใช้ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟต สำหรับการศึกษาลักษณะทางสัณฐาน วิทยาของข้าว พบว่าเซลล์ของใบข้าวที่ไม่ได้ใส่ปุ๋ยไนโตรเจนจะมีขนาดเล็กกว่าข้าว ที่ใส่ปุ๋ยไนโตรเจน และข้าวที่ใส่ปุ๋ยเพิ่มขึ้นจะมีขนาดของเซลล์ใหญ่ขึ้น