水稻是我国最重要的粮食作物,提高水稻单位面积产量是水稻生产的主要任务。但是,我国水稻高产大多以基于施用高量的化学肥料来获得。由此带来巨大的环境压力。水稻对氮素的吸收和利用是农业生态系统中氮素循环的两个重要过程。充分挖掘作物吸收利用氮素的遗传潜力是提高氮肥利用率的重要途径。因此从当前大面积推广的水稻品种中选育氮高效水稻,评价它们的减氮增效潜力,然后在解析水稻高效吸收利用氮素的生物学机制的基础上,提出水稻氮高效基因型在减氮增效中的利用途径,这对于我国水稻生产可持续发展,实现水稻高产和环境保护双赢的目标具有重要意义。本研究首先选取江苏省近5年来的推广面积较大的34个粳稻品种作为研究对象,在田间条件不同氮素水平下研究他们的氮效率,选出高产优质的氮高效粳稻基因型并评价其减氮增效的潜力;在此基础上,针对基蘖肥施用比例过大/水稻的吸氮高峰不匹配及水稻分蘖对氮素供应强度需求之间的矛盾,初步研究了在氮高效粳稻基因型苗期氮素的高效吸收及降低水稻分蘖对铵需求的生物学机制,进而实现基蘖肥的减施来减少氮损失。获得主要结果如下:1.以34个江苏省主推粳稻品种为供试对象研究了 2个供氮水平下供试水稻的产量及氮效率。结果表明,水稻的产量和吸氮量随着施氮量的增加而增加,而氮效率与之相反。在相同的供氮水平下,不同的粳稻品种之间的产量、生物量、吸氮量和氮效率差异显著。根据两个氮水平下的平均产量作为评价依据,34个水稻品种被分为4个类群:双高效（氮高效）、高氮高效、双低效（氮低效）和低氮高效4个类型。其中氮高效型水稻有11个,氮低效型水稻有9个。2.以筛选出的2个氮高效和2个氮低效水稻为供试材料,田间条件下设置了五个施氮水平（0、180、216、270和350 kgha-1）,其中216 kg N ha-1的施氮处理是在270 kg N ha-1的基础上基蘖肥减施20%（54 kg N ha-1）。结果表明,在5个供氮水平下,氮高效水稻的产量均高于氮低效水稻;通过对水稻产量构成的分析发现,氮高效水稻品种的穗数均显著高于氮低效水稻;氮高效水稻品种的氮效率显著高于氮低效水稻品种。与270 kg ha-1处理相比,基蘖肥减施20%后（216 kg ha-1）,氮低效和氮高效水稻的分蘖数的差异变大,说明与氮低效水稻品种相比,苗期适当的低氮供应即能保证氮高效水稻品种的分蘖需要。进一步的分析发现,与氮低效品种相比,氮高效水稻品种可以在生育前期高效吸收氮素,形成更多的分蘖和穗进而实现高产。不同氮效率水稻品种的最高理论产量以及各品种达到其最高理论产量所需要的氮肥用量都有很大差异。以区试品种武育粳3号作为参照,氮高效水稻品种扬育粳2号的节氮潜力为17.7%;氮高效水稻品种扬4038的节氮潜力为31.1%。3.通过不同氮素形态（NH4+、NO3-）处理对日本晴野生型水稻进行分析,比较两个处理下水稻的分蘖芽长度差异和分蘖数目差异。结果发现,与N03--N相比,NH4+-N可以促进水稻分蘖的生长,进一步的分析发现NH4+-N更能促进分蘖芽的伸长,对分蘖芽的发生没有影响。与NO3--N相比,NH4+-N处理天水稻体内的氮浓度就显著增加。在低铵浓度（0.2mM）处理下,氮低效和氮高效水稻的分蘖的差异显著高于高铵浓度（3 mM）处理,这说明氮高效水稻品种对低铵营养更为敏感。