黑龙江省是我国北方粳稻主要栽培区域,为保障粮食安全做出了巨大贡献。过量施用氮肥不仅会造成环境污染,还会导致粳稻对氮肥的利用率明显下降。因此,氮高效型粳稻品种的筛选和研究是提高氮肥利用率、降低农民生产成本、减少环境污染的科学途径之一。本研究在盆栽条件下,以79份北方粳稻品种为试验材料,设不施氮、低氮、中氮、高氮四个供氮水平。采用聚类分析的方法,以低、中、高三个施氮水平下氮素籽粒生产效率平均值的高低为标准,进行氮效率分类。并从干物质积累、转运与分配,氮素积累、转运与分配,产量及产量构成因素,氮肥利用率等方面系统地分析了不同氮效率类型粳稻品种特性及差异,以期筛选出适宜黑龙江省氮高效的粳稻资源,为粳稻在生产中氮肥的高效利用和可持续发展提供品种保障。本试验主要研究结果如下:(1)通过聚类分析结果表明,将79份北方粳稻品种划分为3类,分别为氮高效型、氮中效型、氮低效型粳稻。氮高效型粳稻品种有19份,平均氮素籽粒生产效率为76.41%。氮中效型粳稻品种有39份,平均氮素籽粒生产效率为66.98%。氮低效型粳稻品种有21份,平均氮素籽粒生产效率为54.75%。(2)不同氮效率粳稻品种类型间干物质积累、转运与分配均存在显著差异。随着供氮水平的提高,不同氮效率类型粳稻干物质积累量也显著增加。各类型粳稻之间分蘖期干物质积累量无明显规律,氮高效型粳稻在齐穗以后能积累较多的干物质,并且能保持营养器官较高干物质分配比例,为生育后期籽粒灌浆提供充足的物质供给,同时氮高效型粳稻具有较高花后干物质积累量和对籽粒的贡献率,而花前干物质转运量、转运效率以及对籽粒的贡献率均较低,但当供氮水平过高时有利于氮低效、中效型粳稻营养器官的生长,干物质积累量较大,但分配到生殖器官的物质比例较低,同时花后干物质积累量和对籽粒的贡献率均较高。(3)不同氮效率粳稻品种类型间氮素积累、转运与分配均存在显著差异。随着供氮水平的提高,不同氮效率类型粳稻氮素积累量均呈上升的趋势。各类型粳稻之间分蘖期氮素积累量无明显规律,氮高效型粳稻齐穗以后氮素积累量总体上处于中等水平,介于氮低效、中效型粳稻之间,而根、茎鞘、叶片氮素分配比例均较低于氮中效、低效型粳稻。穗部氮素分配比例的规律与之相反,同时氮高效型粳稻具有较高花前氮素转运量、转运效率以及对籽粒的贡献率,花后氮素积累和对籽粒的贡献表现规律与之相反,齐穗以前积累较多的花前氮素转运量大量向穗部运转可能是造成氮高效型穗氮素分配比例高于氮低效品种,进一步表明氮高效水稻具有较强的氮素转运能力以及形成期植株对氮素的利用能力。(4)不同氮效率粳稻品种类型间产量及产量构成因素均存在显著差异。随着供氮水平的提高,产量、有效穗数、每穗粒数随之增加,但结实率和千粒重总体呈下降趋势。在各施氮水平下,不同氮效率粳稻产量、每穗粒数、千粒重均表现为氮高效型>氮中效型>氮低效型粳稻。有效穗数、结实率均表现为氮高效、中效型粳稻大于氮低效型粳稻。表明氮高效型粳稻获得高产的主要原因是在稳定穗数的情况下,每穗粒数、结实率、千粒重均较高,进一步表明产量构成因素间相互协调对产量具有十分重要的意义。(5)不同氮效率粳稻品种类型间氮肥利用率各项指标均在显著差异。随着供氮水平的提高,氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、氮肥生理利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥吸收利用率均呈下降的趋势。在各施氮水平下,氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、氮肥生理利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力均表现为氮高效型>氮中效型>氮低效型粳稻,而氮高效型粳稻的氮肥吸收利用率在各施氮水平下均介于氮中效、低效型粳稻之间,处于中等水平。表明供氮水平对水稻氮肥利用率各项指标均能产生明显的影响,但不改变水稻品种间氮肥利用率各项指标变化的趋势与差异。