我国水稻氮肥施用量大、利用效率低是一个突出问题,这不仅造成资源浪费,经济效益下降,而且造成环境污染。因此,研究协同提高水稻产量和氮肥利用效率的栽培调控途径及其机制,对于实现水稻绿色丰产、提高效益和保护环境均有十分重要的意义。为此,本研究以两个超级稻品种籼粳杂交稻甬优2640和常规粳稻武运粳24号为材料,设置了氮空白区、当地常规(对照)、减氮、增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥以及施蚯蚓粪等9种栽培措施,分析栽培措施对水稻生长发育、冠层光合生理指标、根系生理特性、产量及其构成因素的影响,以期阐明超级稻氮素高效利用的栽培调控途径和生理机制。主要研究结果如下:1、水稻产量和群体生长发育特性甬优2640在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥以及施蚯蚓粪栽培措施的产量分别为 11.58thm-2、12.27thm-2、12.91thm-2、13.20thm-2、13.77thm-2 和11.63 thm-2。分别较当地常规栽培(对照)的产量增加7.42%、13.82%、19.76%、22.45%、27.74%和7.88%。武运粳24号在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥以及施蚯蚓粪栽培措施的产量分别为 9.53 thm-2、10.54thm-2、10.91 thm-2、11.04thm-2、11.81 thm-2和9.59 thm-2,分别较当地常规栽培的产量增加3.59%、14.57%、18.59%、20.00%、28.37%和 4.24%。与当地常规栽培相比,甬优2640在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥以及施蚯蚓粪栽培措施的茎蘖成穗率提高了 1.83%-10.34%、茎中非结构性碳水化合物(NSC)对产量的贡献率提高了 10.63%-71.20%,抽穗后地上部干物质重增加了5.19%-24.99%、叶面积指数增加了 5.35%-22.18%、有效叶面积率增加了 3.60%-9.31%、高效叶面积率增加了 2.87%-8.99%,冠层光合速率和粒叶比也均显著增加。武运粳24号在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥以及施蚯蚓粪栽培措施的茎蘖成穗率提高了 2.08%-7.71%、茎中NSC对产量的贡献率提高了 19.76%-70.36%,抽穗后地上部干物质重增加了 2.81%-26.54%、叶面积指数增加了 7.19%-28.44%、有效叶面积率增加了3.52%-6.58%、高效叶面积率增加了 3.79%-9.25%,冠层光合速率和粒叶比均显著增加。说明通过栽培措施的改进,可以提高群体质量,优化源库关系,进而提高产量。2、氮肥利用率栽培措施的改进提高了氮肥利用率各指标。以氮肥农学利用率为例,甬优2640在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥以及施蚯蚓粪栽培措施下,其值分别为 18.33 kgkg-1、20.89kgkg-1、23.26kgkg-1、24.33 kgkg-1、19.83 kgkg-1、18.5kgkg-1,分别较当地常规栽培增加32.54%、51.05%、68.19%、75.92%、43.38%和33.91%。武运粳24号在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥以及施蚯蚓粪栽培措施下,其值分别为:14.26 kgkg-1、18 kgkg-1、19.37 kgkg-1、19.85 kgkg-1、17.03 kgkg-1、14.48 kg kg-1,分别较当地常规栽培增加 21.57%、53.45%、65.13%、69.22%、45.18%和 23.44%。两品种在增密减氮、精确灌溉、增施饼肥、深翻栽培、施硅锌肥和蚯蚓粪栽培措施的氮肥生理利用效率、氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力均显著高于当地常规栽培。其中以深翻栽培和增施饼肥的增产增效尤为显著。这两种栽培措施均采用了增密减氮、前氮后移和精确灌溉等栽培措施。因此,土壤深翻或增施饼肥结合增密减氮、前氮后移和精确灌溉可以协同提高水稻产量和氮肥利用效率。3、冠层光、氮分布与生化机制与常规栽培相比,增密减氮、精确灌溉、增施饼肥和深翻栽培等方式具有较小的冠层光衰减系数(KL),较大的冠层氮素衰减系数(KN)和KN/KL,可以较好地协调冠层光与氮素的分布,提高冠层上、中、下叶层光合能力,增加根系氧化活力和细胞分裂素在剑叶中的积累,增强上部叶片氮代谢酶活性,进而较好地调控氮素在冠层内转运和分配,协调冠层光氮匹配,增加冠层氮素光合效率。