为探究水氮互作对直播稻产量形成和米质的影响以及生理生态基础,本研究以F优498为材料,2018～2019年采用两因素裂区设计,主区为灌水方式,设3种水分管理方式分别为:淹灌（W1）、干湿交替灌溉（W2）、旱种（W3）;副区为氮肥运筹,在前期试验确定稳产高效施氮量(150 kg hm-2)基础上,设3种氮肥运筹模式:基肥:蘖肥:穗肥分别为5:3:2、3:3:4、3:1:6,以及不施氮处理（对照）。系统研究了水氮互作对直播稻产量、氮素利用特征、群体质量、灌浆动态、穗部冠层小气候以及稻米品质的影响,并探讨了水氮互作下,直播稻产量与群体质量、稻米品质与冠层小气候的相互关系,为发展节水丰产优质型直播水稻生产提供理论基础和实践依据。主要研究结果如下:1.水氮互作对直播稻产量及其构成因子的影响除每穗粒数外,水氮互作对最终产量及其构成因子均有显著或极显著的影响。各灌水方式在施氮量为150 kg hm-2条件下,直播稻氮肥后移比例均以占总施氮量的20%～40%为宜,氮肥后移比例达到总量的60%以及旱种（W3）处理均会导致直播稻产量下降。干湿交替灌溉可以通过同步提高有效穗数与每穗粒数进而提高产量,配合氮肥运筹基肥:蘖肥:穗肥5:3:2为本试验最优处理。2.水氮互作对直播稻群体质量及氮素利用特征的影响水氮互作对直播稻氮素吸收转运、利用特征,以及群体质量指标均存在显著或极显著的影响。稳产高效施氮量(150 kg hm-2)下,W2处理可以提高直播稻茎蘖成穗率、各时期干物质积累、稻谷收获指数、氮肥吸收量、转运量、转运率以及氮肥农学利用率。综合直播稻群体质量、氮肥吸收、转运以及利用特征来看,各灌溉方式下,氮肥后移比例均以占总量的20%～40%为宜,氮肥后移比例达到总量的60%和W3处理均会导致直播稻群体质量、氮肥茎鞘转运量、转运率、穗部氮累积量、氮肥农学利用率及氮肥偏生产力的显著降低。相关分析表明,水氮互作下,直播稻产量及氮素利用特征与最终有效分蘖数、结实期干物质积累、其余叶干重减少量、总叶片干重减少量,以及群体中部（距地面60 cm）与基部（距地面15 cm）受光率均呈显著或极显著正相关,相关系数（r=0.532*～0.972**）。3.水氮互作对直播稻结实期灌浆动态的影响水氮互作尤其对直播稻弱势粒灌浆调控作用显著,施用氮肥的情况下W3处理可以缩短弱势粒Tmax（达到最大灌浆速率时间）。各灌溉方式下,直播稻强弱势粒灌浆参数B、K、GRmax（最大灌浆速率）和GRmean（平均灌浆速率）随氮肥后移比例增加呈先增加后降低的趋势,D（活跃灌浆期）和T99（有效灌浆期）随氮肥后移比例增加呈先降低后增加的趋势。各灌溉方式下,直播稻籽粒灌浆以氮肥后移20%为宜,利于促产;而氮肥后移比例过大会导致灌浆速率下降,灌浆时间延长。各灌溉方式下,氮肥运筹对强势粒A值的影响不同,而弱势粒的A值随氮肥后移比例的增加呈先降后增的趋势。水氮互作下,直播稻灌浆过程中的强势粒灌浆参数A、K、R0、GRmax和GRmean均高于弱势粒,B、Tmax、D以及T99低于弱势粒。4.水氮互作对直播稻米质以及冠层小气候的影响水氮互作对稻米加工品质、外观品质、食味米质均存在显著或极显著的影响。各灌水方式在施氮量为150 kg hm-2条件下,直播稻氮肥后移比例均以占总施氮量的20%最优,且与W2处理耦合可进一步改善稻米品质。各灌溉方式下,氮肥后移比例增加到总量的60%时,会导致直播稻灌浆结实期温差,总温差,积温,有效积温、光照强度以及稻米品质下降。水氮互作下,穗部冠层小气候对加工品质以及蒸煮食味品质影响最大,温度对整精米率的影响大于光照强度,且有效积温与整精米率相关性最高;光照强度与稻米蒸煮食味品质的外观,口感以及综合评分影响关系最密切。