水稻是世界上最重要的粮食作物之一,提高单产和改善米质是保障国家粮食安全与提高消费者生活水平的客观需要。我国已培育了一批具有超高产潜力品种,研究出与之相配套的栽培技术,对挖掘这些品种产量与米质潜力具有重要意义。构建前发、中稳、后健的群体是优质高产栽培的本质要求,特别是在超高产栽培条件下。双季稻区由于气候和品种生育期等原因,水稻前期难早发、中期无效分蘖多、后期易早衰,为此,我们以双季超级稻为材料,采用田间试验与室内分析相结合的方法,以高成穗率、高结实率、高籽粒充实度和挖掘品种米质潜力(保优质)的“三高一保”为核心,在前期已研制出水稻育秧专用肥和筛选出不同控蘖剂、壮秆剂等原料的基础上,开展了育秧专用肥壮秧促早发效应及机理、水稻复合控蘖剂复配筛选与应用、水稻控蘖高产肥水优化调控技术、“三控”结合控制无效分蘖技术、三高一保栽培模式(简称SGYB)集成及其效应、三高一保栽培模式高产优质的机理等研究,取得主要结果如下：(1)育秧肥育秧能促进秧苗矮壮多蘖、增加根量和地上部干重,提高秧苗生理活性和抗逆性,促进栽后早发,提高产量。经双向电泳分离和质谱分析,有16个差异表达蛋白质得到鉴定,对这些蛋白质的相关功能分析表明,育秧肥育秧可能通过提高相关蛋白质的表达量,从而促进壮秧和栽后早发。(2)通过复配后初筛、复筛和完善,已筛选出能控蘖、增粒、增产的水稻复合控蘖剂配方,并初步提出了施用方法为：在水稻有效分蘖临界叶龄期或当苗数达到计划穗数时喷施浓度2g/kg的控蘖剂药液750kg/hm2,或分两次喷,在上述时期先喷一半,另一半在3-4d后再喷；“水稻复合控蘖剂”申报了国家发明专利(公告号：CN101444209),为化学控蘖提供了技术。(3)研究提出了双季稻的N、K肥料运筹模式均以基肥：分蘖肥：穗肥：粒肥为5：2：2：1最适宜,灌溉模式以控水灌溉、提早晒田的管理模式为好,这种肥料运筹模式和灌溉模式有利于控制无效分蘖、提高成穗率和产量,为水控和肥控提供了控蘖技术。(4)化控、水控、肥控3项控蘖措施的都有控制无效分蘖发生、提高成穗率、增加产量的效果,控蘖和提高成穗率效果以化控最好、其次是肥控、最后是水控,而且各措施组合后应用有一定协同效应,以3项措施组合的效果最好。(5)集成创新形成了一套双季稻三高一保栽培技术模式,并获国家发明专利(专利号：ZL200810136592.4),与常规栽培模式比较,该模式能促进早发、控制无效分蘖发生,提高成穗率、结实率、籽粒充实度,增加产量和改善米质。(6)与常规栽培模式比较,三高一栽培模式的水稻具有如下生理生态特性：一是全生育期的LAI高,除无效分蘖发生期的叶片SPAD和Pn低外,其它时期SPAD和Pn都高,因此,干物质生产量多,而且茎鞘物质输出率高、分配到穗部比例高；根量多、根系活力强；除N-n叶期至拔节期的养分吸收速率较低外,其它时期的养分吸收速率都高,总养分吸收量多。二是灌浆期籽粒灌浆速率快,茎鞘储藏物质多,前期输出速率快、后期输出速率慢,籽粒中APDGPase和SSase两种淀粉合成的关键酶活性强,籽粒中IAA、iPA、Z+ZR、GAs等促进生长的激素含量高,而抑制生长的ABA含量低；籽粒灌浆过程中叶片、根系、籽粒衰老速率慢,表现出后健的群体特征。三是行间透光率高、株间透光率低、平均透光率高,株高和基部节间长略有增加,但大多不显著,纹枯病发病轻,抗倒伏能力强。分析发现,三高一保栽培模式高产优质的机理可能是育秧肥培育壮秧促进了前期早发；三控结合控制了无效分蘖分生,促进了根系生长和分蘖成穗,提高了成穗率和茎鞘储存物质量；中期高成穗率和配套技术的应用,使后期构建了高光效群体、改善了群体生态条件、减缓了器官衰老进程、增加了灌浆物质量,促进了籽粒灌浆。