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水稻是我国最主要的粮食作物之一。随着经济发展和城市化进程的推进,人口不断增加、耕地面积减少,需要不断增加粮食单产。另一方面,随着产量的增加,需要加大水肥资源的投入。作物产量的不断提高是否必须依赖于资源的大量投入,作物高产与资源高效利用是否能够协同发展?这一直是国内外关注和研究的热点。本研究以杂交粳稻甬优2640和常规粳稻武运粳24号为材料,设置了未施氮处理(0N)、当地常规栽培(对照)、增密减氮、精确灌溉、施有机肥、土壤深翻和施蚯蚓粪等7种不同栽培方式,分析其对水稻产量及其构成因素、生长发育与生理、氮素吸收与利用效率、稻田温室气体排放和稻米品质的影响。主要结果如下:1、水稻群体生长发育特性与生理特性两品种在增密减氮、精确灌溉、施有机肥、土壤深翻和施蚯蚓粪处理下的平均产量分别为10.23t hm-2、11.47t hm-2、12.1t hm-2、12.77t hm-2和10.77t hm-2,较当地常规栽培增长10.5%～37.8%。与当地常规栽培相比,增密减氮、精确灌溉、施有机肥、土壤深翻和施蚯蚓粪的茎蘖成穗率显著提高,叶面积指数、有效叶面积率和高效叶面积率、花后剑叶光合速率和叶绿素含量、抽穗和成熟期的干物质积累量显著增加。上述四种栽培方式还提高了水稻粒叶比、根干重和根系氧化力。说明通过栽培技术的集成优化可以改善水稻群体质量,改善源库关系,获得更高产量。2、水稻氮肥利用效率与当地常规栽培相比,增密减氮、精确灌溉、施有机肥、土壤深翻和施蚯蚓粪的水稻氮肥吸收利用率分别提高了 15.6%、23.48%、52.9%、30.3%和46%,氮肥农学利用率分别提高了 50.9%、122.1%、152.3%、114.8%和166.4%。精确灌溉和施有机肥显著提高了抽穗至成熟期氮素转运量和运转率。表明通过对栽培技术的集成与优化,能够同时大幅提高水稻产量和养分吸收利用效率。3、水稻灌籽粒浆特性精确灌溉促进了弱势粒籽粒灌浆,增加了弱势粒灌浆最大速率,提前了弱势粒灌浆峰值的时间,提高了弱势粒粒重。说明栽培技术的集成可以促进超级稻弱势粒灌浆,提高结实率。4、稻田温室气体排放特性在整个生育期内,甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的排放变化趋势在各栽培方式下基本一致。精确灌溉、施用有机肥和土壤深翻均较对照显著降低了全球增温潜势(GWP),显著降低单位产量的GWP。上述3种栽培方式的GWP降低主要由于显著降低了 CH4的排放,说明通过栽培技术的集成和优化,不仅可以提高产量和养分利用效率,而且还可以获得较好的环境效益。5、稻米品质与当地常规栽培相比,土壤深翻和施有机肥显著增加了稻米的精米率、整精米率、蛋白质含量,降低了垩白米率、垩白面积和垩白度,直链淀粉含量没有显著差异,说明土壤深翻和施有机肥可以改善稻米的加工品质、外观品质、营养品质。以上结果表明,土壤深翻和施有机肥栽培方式可以优化前中期的群体质量,扩大库容;提高叶片光合势和根系活性,促进花后光合同化物向籽粒运转,进而显著提高产量、改善稻米品质和养分利用效率,并减少生产单位产量的环境代价。