本研究以水稻精确定量栽培技术理论为基础,针对云南省立体生态区水稻生长的特点,研究水稻高产机理及定量栽培技术。通过收集、整理、分析云南省33个县(市、区)的气象资料,综合分析了海拔、温度和气象因子的特点,并结合水稻生育特点进行生态亚区的细划；测定了不同生态亚区53个水稻主栽品种的总叶片数和伸长节间数,明确了各类型品种的总叶片数和伸长节间数,并分析了海拔高度、纬度和温度对总叶片数和生育期的影响,建立了立体生态亚区的叶龄模式；探索研究了立体生态亚区主要熟期品种氮肥运筹比例和合理的基本苗数,提出了适宜立体生态亚区水稻高产的均衡施氮法,并定量了适宜高产的基本苗数；通过设置对比试验,鉴定了水稻精确定量栽培技术的适应性,明确了其增产机理；建立了不同生态亚区水稻精确定量栽培技术模式。主要研究结果如下：1、云南立体生态亚区的细划本章收集、整理了云南省33个不同海拔县(市、区)1998年至2007年全年的气象资料,重点分析了水稻生长期间(3月1日至10月30日)气象特征。结果表明：影响水稻生长的主要气象因子是温度,而在云南省内温度同时受海拔高度和纬度的影响,因此,根据海拔高度和平均温度高低把云南稻作区划分为籼稻区、籼粳稻交错区和粳稻区。籼稻区水稻生长期的平均温度>20℃,活动积温>5000℃,籼粳交错区平均温度为19-23℃,积温在4200-4500℃间,粳稻区平均温度在15-19℃,活动积温在3500-4500℃间。在籼稻区由于温度较高,限制水稻生长的因子是空气湿度和降雨量,因而,把籼稻区划分为湿热籼稻亚区和干热籼稻亚区。在粳稻区温度仍然是限制水稻生长的最主要因素,可划分为温暖粳稻亚区和冷凉粳稻亚区。五个亚区的气象特点如下：湿热籼稻亚区(HISZ)日平均温度>20℃,降雨量>1100mm,空气湿度高,太阳辐射较强,日照时数较长,活动积温>5000℃；干热籼稻亚区(DISZ)日平均温度>22℃,降雨量<1100mm,空气湿度低,太阳辐射强,日照时数长,活动积温>5500℃；籼粳稻交错亚区(IJSZ)日平均温度19-23℃,活动积温4200-4500℃；温暖粳稻亚区(WJSZ)日平均温度17-19℃,活动积温4200-4500℃;冷凉粳稻亚区(CJSZ)日平均温度15-17℃,积温3500-4000℃。2、立体生态亚区水稻生育期特性研究根据生态亚区和水稻生育期长短对53个主栽水稻品种进行分类,并探讨了温度与水稻生育特性的关系。结果表明：云南水稻品种生育期从140天至219天,相差70天,按每10天一个熟期进行划分,可划分为7种熟期类型,分别为极早熟、特早熟、早熟、中熟、晚熟、特晚熟和极晚熟。随着种植区域海拔的升高,适于种植水稻品种的生育期延长,熟期推迟。湿热籼稻亚区水稻品种的生育期140-155天,属于极早熟和特早熟类型；千热籼稻亚区水稻品种的生育期170-195天,分属于中熟、晚熟和特晚熟类型；籼粳稻交错亚区既有籼稻,又有粳稻；籼稻生育期170-185天,属于中熟和晚熟类型；粳稻生育期160-195天,分属于早熟、中熟、晚熟、特晚熟类型。温暖粳稻亚区水稻品种的生育期.186-200天,属于晚熟和特晚熟类型。冷凉粳稻亚区品种的全生育期从191-219天,属于特晚熟和极晚熟类型。籼稻品种的活动积温3500-4950℃,有效积温1550-2610℃,粳稻品种的活动积温3100-3850℃,有效积温1200-1900℃。随着生态亚区海拔和纬度的升高,水稻活动积温和有效积温均呈下降的趋势；在同一生态亚区,随着水稻品种熟期的推迟,活动积温和有效积温均增加。3、立体生态亚区水稻高产氮肥运筹比例研究为了提高立体生态稻区水稻产量和氮肥利用效率,探索高产高效的施氮途径,在五个生态亚区,以当地主栽品种为材料,利用水稻精确定量栽培技术定量总氮量后,设置六种基蘖肥氮与穗肥氮比例试验。结果表明：前氮后移有利于提高水稻产量,在干热籼稻亚区、湿热籼稻亚区、温暖粳稻亚区T3处理(基蘖肥：穗肥为6：4)处理的产量最高,而在籼粳交错亚区和冷凉粳稻亚区T4处理(基蘖肥：穗肥为5：5)的产量水平最高。由于基肥：分蘖肥,促花肥：保花肥均为5：5,因此,提出以基肥：分蘖肥：促花肥：保花肥为2.5：2.5：2.5：2.5或3：3：2：2的均衡施氮法。该方法通过降低基蘖肥氮用量,增加穗肥氮用量,提高有效穗、穗粒数、千粒重而增产；并提高了氮肥农学效率和偏生产力。4、立体生态亚区水稻高产合理基本苗定量研究为了明确不同生态亚区水稻高产的合理基本苗,探索适宜不同生态亚区水稻高产的群体数量,于2009-2010年在云南省五个水稻生态亚区,选用当地的主栽品种,设置了移栽密度和基本苗定量试验。结果表明：籼稻高产的基本苗在22.5-36苗/m2,粳稻高产的基本苗为72-75苗/m2。同一基本苗前提下,单倍苗移栽的产量比双倍苗移栽的产量高。随着基本苗数的增加,有效穗增加,而穗粒数和穗实粒数降低,总体促进单位面积上颖花量的增加。随着基本苗和移栽密度的增加,最高茎蘖数明显增加,但是成穗率却降低。总之,通过合理定量基本苗,控制高峰苗,提高成穗率来获得更多的有效稳和稳粒数是水稻高产栽培的一条重要途径。5、立体生态亚区水稻精确定量栽培技术增产机理于2008-2009年在云南省5个生态亚区,以当地的主栽品种为材料,设置水稻精确定量栽培技术与常规栽培技术的对比试验。结果表明：5个生态亚区常规栽培技术下水稻产量高低顺序为：干热籼稻亚区>籼粳交错亚区>温暖粳稻亚区>冷凉粳稻亚区>湿热籼稻亚区,而采用精确定量栽培技术后水稻产量顺序为：干热籼稻亚区>籼粳交错亚区>温暖粳稻亚区>湿热籼稻亚区>冷凉粳稻亚区;在5个生态亚区对7种熟期类型的水稻品种精确定量栽培技术均获得显著增产,增幅在4%-36%,增幅最大的为湿热籼稻亚区的极早熟类型品种,最小的为千热籼稻亚区的中熟品种。水稻精确定量栽培技术的增产途径是通过促进有效穗和穗粒数的增加,促进了单位面积上颖花量的增加,并稳定结实率和千粒重不降低,确保水稻产量的增加。6、建立了云南立体生态亚区的水稻精确定量栽培技术规程在以上研究的基础上,针对云南立体生态稻作区的生态特点和水稻品种特性,建立了相适应的水稻精确定量栽培技术模式,用于指导水稻大面积生产。