本研究对吉林省不同年代育成的33个水稻品种进行了研究,主要研究了水稻叶片氮含量、光合气体参数特性、植株生物量和产量,明确了水稻氮肥利用特性在遗传改良过程中的变化,水稻氮肥利用特性与产量的关系,氮素光合效率是氮肥利用效率的重要影响因素,为以提高氮肥利用效率为目标的水稻生理机制的研究提供方向,为水稻氮高效育种和合理施肥提供理论依据。1、不同水稻品种叶片全氮含量及单位叶面积氮含量随育成年代的推进而呈增加的变化,在抽穗期和抽穗后10d,水稻叶片氮含量及单位叶面积氮含量均与育成年代呈显著或极显著正相关;叶绿素含量在抽穗后30d内,与育成年代呈极显著正相关;比叶重随育成年代的推进呈增加变化趋势,在抽穗后10d,比叶重与育成年代呈显著正相关,这些结果表明随着品种改良,水稻植株叶片的氮含量及与其相关指标都表现增加的趋势。2、不同水稻品种叶片全氮含量与产量呈正相关关系,在抽穗期极显著正相关;而单位叶面积氮含量与产量在抽穗期和抽穗后10d内呈极显著正相关;不同水稻品种叶绿素含量在抽穗期至抽穗后10d内,与产量的相关关系最显著,说明水稻品种在抽穗期和抽穗后10d以叶片含氮量及叶绿素含量与产量相关最为密切。3、不同水稻品种的叶片净光合速率在抽穗后10d内均与品种育成年代呈显著正相关关系,在抽穗期、抽穗后20d和抽穗后30d水稻叶片净光合速率与育成年代均未达显著水平。水稻品种遗传改良过程中,明显提高了水稻叶片的净光合速率,尤其以抽穗后10d水稻叶片净光合速率提高最为明显。4、对不同水稻品种不同生育时期的光合气体交换参数进行研究,分析发现,抽穗后10d对水稻发育有着极其重要的作用,严重影响水稻的光合有效产物的运转和分配。在对水稻光合特性与产量的相关关系中分析发现,在抽穗后10d,水稻叶片光合特性与产量均具有显著正相关关系,与其他时期相比,抽穗后10d的相关系数明显居高。上述结果说明水稻抽穗后10d是水稻产量形成的关键时期。5、在吉林省51年来水稻品种遗传改良的过程中,水稻单株生物量增加,水稻叶片、茎、鞘的生物量共同作用与水稻单株的生物量,水稻单株的生物量增加是其共同增加的结果,三者间叶片生物量的增加最明显,水稻叶片和茎鞘生物量在抽穗后10d与产量相关最显著,在抽穗后30d单株生物量与产量的相关最显著,特别是抽穗后水稻叶片生物量和抽穗后10d叶、茎、鞘的生物量与水稻产量关系密切,是水稻品种高产选择的指标之一。6、在对水稻叶片氮含量、叶片净光合速率、单株生物量三者间的关系的研究结果表明,水稻叶片氮含量与叶片净光合速率除在抽穗期呈正相关,而在抽穗后10d到抽穗后30d内均具有负相关关系;叶片净光合速率对水稻单株生物量有着决定性的作用,这种作用会随水稻育成年代和生育期推进越加明显;叶片氮含量对单株生物量影响是抽穗期和抽穗后10d表现为负相关,早期品种强于现代品种,抽穗后20d和抽穗后30d,叶片氮含量与单株生物量表现为正相关关系。水稻在生育后期使干物质积累增加,最终导致产量的提高。我们的研究发现,在水稻生育后期,较高的氮素积累能力能够有效提高水稻光合作用,增强生物量的增加,是高产的关键因素。7、在对水稻不同时期氮素光合效率与氮肥农学利用效率的研究中发现,在水稻抽穗期二者呈极显著正相关,水稻的氮利用效率与氮肥农学利用效率是显著正相关的关系,氮利用效率与氮素光合利用效率呈极显著正相关关系,在抽穗后10d与抽穗后20d,氮肥农学效率与氮素光合利用效率表现为显著或极显著正相关关系,抽穗后30d,氮肥农学效率与氮利用效率表现为显著的正相关,在水稻的抽穗期叶片氮素光合效率、氮肥农学利用效率和氮利用效率三者关系密切。8、吉林省水稻品种遗传改良过程中,源库性状均得到了改善,产量的增加是由于源库共同作用的结果。穗重/Pn和粒数/Pn均表现为随着育成年代而显著增加的趋势,说明水稻品种遗传改良过程中Pn的增长远远落后于穗重和粒数的增长,Pn可能是限制水稻新品种产量的一个重要因素。在未来水稻育种工作中应更加重视叶片的净光合速率,使水稻的单位叶面积光合生产能力通过净光合速率的提高从而得以改善,将对未来水稻高产新品种育种选育和高产栽培技术均有一定的理论和实践意义。