随着人口数量的增加和生活水平的提高，人们对稻米产量和品质的要求越来越高，但由于特殊的生态条件及高产、优质栽培技术研究和应用的滞后，使得稻米产量增长和品质提高受到了制约。本试验以湖北省粮食高产区为试验环境，以氮、磷、钾、硅等不同施肥量、播期、密度等参试因子，采用五元二次回归旋转组合设计，通过在湖北省京山县和湖北武汉华中农业大学试验场的异地比较试验，研究试验因子对稻米产量和品质的影响，建立有关数学模型，对产量和米质的指标进行显著性检验，并运用主因素分析方法和交互作用分析方法对相关模型进行解析。研究结果表明：1．不同播期对产量的影响表现为：鄂香1号和鉴真2号在本试验任何条件下，不同播期处理对产量都无显著差异，而鄂中5号，其不同播种期对产量的影响则达到极显著水平，5月10号左右播种时的产量极其显著于其它播种时间的结果；不同播期对水稻品质有显著影响，整精米率随播期的推迟而下降，精米率随播期的推迟而提高，而对于外观品质，如：对垩白率的影响，因品种有不同的表现。2．不同营养元素对稻米产量和品质的影响表现为：在本试验条件下，氮肥施用量对水稻产量有显著或极显著影响，磷肥、钾肥、硅肥施用量对水稻产量均无显著影响；氮肥施用量对水稻加工品质和外观品质有显著或者极其显著的影响，且加工品质随施氮量的增加而提高，外观品质随着施氮量的增加而减少。对蒸煮品质均无明显影响作用；同品种和土壤环境条件下，磷肥施用量可能对精米率或整精米率、垩白率和垩白度有显著影响，当有影响时，随着磷肥施用量的增加，品质变差，精米率和整精米率随着磷肥施用量的增加而降低，垩白率和垩白度随着磷肥施用量的增加而升高；本试验条件下，精米率和整精米率随着钾肥施用量的增加而提高，仅有鄂香1号品种的垩白率指标随钾肥施用量的增加而提高，其它品质指标对钾肥的反应效应不明显；就单个影响因素考虑，硅肥施用量对水稻品质则均无显著影响。3．不同栽插密度对产量有显著的影响，其最佳栽插密度均在33—34万穴／hm²之间。本试验条件下，密度对稻米品质无显著影响，适当稀植有改善优质稻的加工品质的作用。4．由于土壤肥力状况差异及不同品种对各主要元素需求的差异，本试验条件下，磷和钾元素的不同配比可能相互作用共同显著影响产量，田间磷肥和钾肥的平衡（用量均大或相对较少）有利于高产。氮肥和磷肥、氮肥和播期、钾肥和播期、氮肥和密度、密度和播期之间相互作用都可能对稻米的精米率和整精米率产生显著影响作用。5．综合农艺措施优化表明，采用氮肥施用量是纯氮260kg／hm²，磷肥施用量是P₂O₅150-180kg／hm²，钾肥施用量是K₂O260kg／hm²，栽插密度为30-33万穴／hm²可达到优质高产的目标。同时考虑抗倒伏，兼顾改善稻米品质，建议施用硅肥800-900kg／hm²。