随着水稻生产的现代化发展,机插稻等轻简化栽培模式的使用越来越普及,水稻生产高效丰产协同提高已经成为新形势下的发展趋势。生产模式的变化在带来生产效率提高的同时,也对水稻品种的生产特性提出了新的要求。而机械化轻简化生产对水稻品种的适应性要求表现最为常见的是生育期的缩短,在较短的生育期内通过高效的物质生产来获得较高的产量,从而达到丰产高效协同提高的目标。但目前对水稻高效性的研究多集中在资源吸收和高效利用方面,对于物质生产时空高效的研究较少。本研究以杂交稻和常规粳稻的不同类型品种为供试材料,通过小苗移栽模拟机插的方式,从物质生产、籽粒灌浆、氮素利用和产量形成等方面分析高效丰产品种的类型特征。并进一步探讨氮肥施用和弱光胁迫对不同类型品种的影响。研究结果可为现代化高效丰产品种的选择提供理论依据,并为轻简栽培条件下高效丰产优质群体的构建提供可行途径的探讨。主要结果如下:1.根据水稻品种结实期日生产速率与产量的高低,将水稻品种区分为高效丰产、低效丰产和一般品种3个品种类型。高效丰产品种具有更高水平的群体库容量和较高的结实率,杂交稻的每穗粒数和常规粳稻的有效穗数分别是构成其较高群体库容量的关键因子。高效丰产品种在结实灌浆期具有较高的净光合速率,但茎鞘转运量和转运率较低,茎叶干物质转运对穗部贡献率不高,表明高效丰产品种穗部的物质积累更多的依赖光合产物积累,而对茎鞘贮藏物质的利用相对较小;高效丰产品种在结实后期较轻的的茎鞘干物运转一定程度上延缓了茎鞘的衰老,维持了茎鞘较强的生理功能。2.高效丰产品种与一般品种相比,在抽穗期茎、叶中氮浓度相对较高,成熟期穗部氮浓度相对较高,结实期内氮素从营养器官向穗部的转运能力强;高效丰产品种结实期叶片中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性明显高于一般品种,对氮的同化能力更强。3.高效丰产品种强势粒具有起始生长势大,灌浆时间短且灌浆速率大的特征,可以在较短的时间内快速完成灌浆充实,强、弱势粒最终粒重差值小且灌浆行为差异相对较小;一般品种的弱势粒与高效丰产品种相比,起始生长势相对较低,灌浆时间长且灌浆速率小,籽粒充实物质积累缓慢,其弱势粒最终粒重与强势粒差值大。表明高效丰产品种强、弱势粒间灌浆行为差异较小是其结实性能表现良好的重要原因。高效丰产品种籽粒发育关键酶蔗糖合酶(SS)和ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG)活性高于一般品种,显示其籽粒灌浆生长活性较强。4.在结实期遭遇弱光胁迫时,高效丰产品种依旧有着相对较高的结实率,产量降幅小。弱光胁迫下的高效丰产品种相较于一般品种来说,其茎鞘转运量和转运率相对较低,穗部干物质增加量相对较多,其相对较高的净光合速率保证其物质生产能力强于一般品种。表明高效丰产品种具有较好的耐弱光胁迫特性,在弱光胁迫下依然能够表现相对较高的物质日生产能力。在抽穗后30%遮阴20d后恢复正常光照,供试品种的物质生产和产量有不同程度的恢复,高效丰产品种在弱光胁迫后的恢复能力表现较好。弱光胁迫对弱势粒影响更大,籽粒活跃灌浆期变长,灌浆速率变慢,最终粒重下降。高效丰产品种与一般品种相比,在弱光胁迫下弱势粒灌浆降幅较小,这与其在弱光下保持较高的同化物质生产能力有关,也是高效丰产品种在弱光胁迫下能够获得较高产量的关键。5.高效丰产品种加工外观品质、食味品质和RVA谱特征值与低效丰产品种和一般品种相比没有明显的差异,并且同一品种类型的加工外观品质、食味品质和RVA谱特征值的差异也较大,表明稻米品质与物质生产特征可能没有必然的联系。而在不同氮肥水平下,稻米的加工外观品质、食味品质和RVA谱特征值有明显差异,过高或者过低的氮肥施用均导致品质变劣。弱光胁迫下稻米的垩白粒率、垩白度和消减值增大,直链淀粉含量、胶稠度值和崩解值降低,弱光胁迫下稻米品质变劣的程度与品种类型没有明显关系。