提高产量是当前我国水稻生产的首要任务。长期以来,我国农民习惯于通过增施氮肥的方式来获得水稻高产。而氮肥的过量投入却会造成氮肥利用效率下降、倒伏减产、病虫害加剧、环境污染等负面影响。为了寻求水稻产量与氮肥利用效率的协同提高,本研究于2012和2013年在湖北省武穴市大金镇周干村、张榜村进行大田试验,采用零氮、农民习惯、农民习惯优化、超高产、高产高效、高频施肥六种栽培管理模式,对不同优化栽培管理模式的增产增效效果进行比较研究。农民习惯优化处理在农民习惯处理的基础上将育秧方式由水育秧改为旱育秧,加大了栽插密度,引入了“氮肥后移”的施肥策略；超高产处理增施了有机肥,进一步增加了栽插密度,并配合了实地氮肥管理；高产高效处理在超高产处理的基础上降低了栽插密度,并适当降低了肥料的投入；高频施肥处理在栽插密度与高产高效处理保持一致的基础上,将施肥方式改为氮、钾肥按总施肥量10%的比例每隔七天施入一次本试验主要目的在于：(1)比较不同栽培管理模式的产量及产量构成因素,评价不同优化栽培管理模式的增产效果并探究其生理机制；(2)比较不同栽培管理模式下水稻的氮肥利用效率,评价不同氮肥优化措施对水稻氮肥利用效率的提升效果；(3)比较不同栽培管理模式在土壤条件不同的田块间的表现。已取得的主要结果如下：1.农民习惯优化、超高产、高产高效、高频施肥四个优化栽培管理模式下水稻产量分别比农民习惯提高了5.7%、7.1%、2.8%和9.0%。各优化栽培模式的增产归因于单位面积穗数的提高,农民习惯优化、超高产、高产高效、高频施肥四个优化栽培管理模式下水稻单位面积穗数与农民习惯相比分别提高了10.5%、25.7%、21.5%和20.2%。与农民习惯优化处理相比,超高产、高频施肥处理均未表现出稳定、显著的产量优势,继续增加资源或劳动力的投入很难进一步提高产量。2.与农民习惯相比,农民习惯优化处理在育秧方式、移栽密度、氮肥运筹方面进行了优化,在提高单位面积穗数的基础上缓解了穗数与穗重的矛盾；同时,农民习惯优化处理齐穗期叶面积指数比农民习惯处理提高了16%,保证了后期干物质的积累,从而提高了水稻产量。在肥料利用方面,农民习惯处理下氮肥的施用集中在水稻生长前期,导致其氮肥吸收利用率极低。与农民习惯相比,农民习惯优化处理氮肥施用量减少了30kg ha-1,同时降低了基蘖肥的施用量,并增施了穗肥,使其氮肥吸收利用率比农民习惯提高了28个百分点。农民习惯优化处理在降低投入的前提下提高了水稻产量和氮肥利用率,实现了水稻产量和资源利用效率的协同提高。3.周干田块土壤地力相对较高,零氮处理下水稻产量比张榜高出0.53t ha-1。周干各施氮处理下水稻产量相比于零氮处理平均增加了1.84t ha-1,张榜平均增加了1.56t ha-1；与农民习惯相比,农民习惯优化、超高产、高产高效及高频施肥四个优化栽培管理模式在周干平均增产0.71t ha-1,在张榜平均增产0.37t ha-1。优化栽培管理模式在高地力田块能够更好地发挥产量优势。4.周干水稻产量比张榜平均高出0.96t ha-1。周干每穗颖花数平均为185.5,张榜平均为160.9,每穗颖花数的差异是造成两地产量差异的直接原因。周干水稻二次枝梗分化数比张榜高出23%,进而造成了两地每穗颖花数的差异。此外,周干幼穗分化期后干物质积累量平均为1043.3g m-2,张榜平均为872.4g m-2,生殖生长期内干物质积累量的差异也是造成两地水稻产量出现差异的原因。周干、张榜两地水稻产量的差异主要来源于生殖生长的差异。综上所述,与农民习惯相比,栽培管理模式的优化能够达到增产增效的效果；继续提高资源和劳动力的投入很难获得产量的进一步提升；四个优化栽培管理模式中,农民习惯优化处理能够实现水稻产量和资源利用效率的协同提高；高地力条件能够使优化栽培管理模式的增产效果得到更好地发挥；不同地力条件下水稻产量的差异主要来源于生殖生长的差异。