幼穗分化期高温影响水稻每穗颖花数、结实率和粒重,进而导致产量下降。氮肥可以调控水稻幼穗生长发育和稻穗形成,然而目前关于高温下氮肥施用量如何影响穗分化进而影响水稻产量的作用机制尚不清晰。因此,本试验的研究目的是探究幼穗分化期高温下增施氮素穗肥对水稻产量的影响及其生理机制。试验在盆栽条件下进行,选取花期高温抗性品种汕优63（SY63）、Nagina22（N22）,花期高温相对较敏感品种黄华占（HHZ）和花期高温敏感品种两优培九（LYPJ）。于幼穗分化二期开始进行不同氮素穗肥施用量处理并进行持续15 d的白天高温处理,其中对照处理（CK）的平均温度是29.6/26.8℃（白天/夜间）,高温处理（HDT）的平均温度是35.6/27.5℃（白天/夜间）;氮素穗肥设置低穗肥（LN,0.012 g N/kg土）、中穗肥（MN,0.072 g N/kg土）和高穗肥（HN,0.144 g N/kg土）3种氮素穗肥处理。主要结果如下:（1）幼穗分化期高温下增施氮素穗肥提高水稻产量。与对照温度相比,LN处理下高温导致LYPJ、HHZ和N22的产量分别降低46.6%、17.0%和19.2%,高温对SY63的产量没有显著影响;MN和HN处理下高温导致LYPJ的产量分别降低34.0%和24.8%,高温对HHZ、SY63和N22的产量没有显著影响。水稻产量与结实率和颖花育性显著正相关。与对照温度相比,LN处理下高温显著降低水稻结实率和颖花育性,MN和HN处理下结实率和颖花育性降幅小。水稻颖花育性与花粉育性显著正相关。与LN处理相比,高温下MN和HN处理的水稻花粉育性降幅小。因此,幼穗分化期高温下增施氮素穗肥可以提高水稻花粉育性和颖花育性,从而缓解高温对水稻产量的不利影响。（2）幼穗分化期高温下增施氮素穗肥降低植株温度。与LN处理相比,高温下MN和HN处理的LYPJ茎温降温达1.4℃和2.5℃,HHZ茎温降温达0.1℃和0.6℃,SY63茎温降温达2.6℃和3.2℃,N22茎温降温达0.7℃和0.9℃,这些结果表明幼穗分化期高温下增施氮素穗肥能降低植株茎温。水稻颖花育性与茎温显著负相关。与LN处理相比,高温下MN和HN处理显著提高叶面积和有效分蘖数,叶片蒸腾速率增加,从而降低水稻茎温,提高水稻颖花育性,进而缓解了高温对水稻产量的不利影响。（3）幼穗分化期高温下增施氮素穗肥促进幼穗非结构性碳水化合物（NSC）积累。与LN处理相比,高温下增施氮素穗肥显著增加4个水稻品种的叶片净光合速率。与对照温度相比,同一氮肥处理下高温对SY63和N22幼穗干重没有显著影响,高温显著降低LYPJ和HHZ幼穗干重;与LN处理相比,高温下MN和HN处理的水稻幼穗干重降幅小。水稻幼穗非结构性碳水化合物变化趋势与干物质变化趋势一致。与对照温度相比,LN处理下高温显著降低LYPJ和HHZ幼穗NSC浓度,MN和HN处理下LYPJ和HHZ幼穗NSC浓度降幅小。高温导致水稻颖花育性和花粉育性的减少与幼穗NSC浓度的减少呈显著正相关。因此,幼穗分化期高温下增施氮素穗肥缓解水稻幼穗干重和非结构性碳水化合物浓度的下降,从而提高水稻花粉育性和颖花育性。（4）幼穗分化期高温下增施氮素穗肥促进幼穗蔗糖积累。与对照温度相比,同一氮肥处理下高温对SY63和N22幼穗蔗糖浓度没有显著影响,高温显著降低LYPJ和HHZ幼穗蔗糖浓度,高温导致水稻颖花育性和花粉育性的减少与幼穗蔗糖浓度的减少呈显著正相关。与对照温度相比,同一氮肥处理下高温对SY63和N22幼穗蔗糖合成相关酶（SPS和SSs）和蔗糖水解相关酶（AI、NI和SSc）酶活性均没有显著影响,高温降低LYPJ和HHZ幼穗蔗糖合成相关酶（SPS和SSs）和蔗糖水解相关酶（AI、NI和SSc）活性,从而导致LYPJ和HHZ幼穗蔗糖浓度降低。高温导致水稻颖花育性和花粉育性的减少与穗部SSs活性（蔗糖合酶合成方向）的减少呈显著正相关。与LN处理相比,高温下MN和HN处理的LYPJ和HHZ幼穗SPS和SSs酶活性降幅小。因此,幼穗分化期高温下增施氮素穗肥缓解了水稻幼穗中蔗糖合成酶（SPS和SSs）活性的下降,幼穗中蔗糖浓度增加,从而提高水稻花粉育性和颖花育性,缓解了高温对水稻产量造成的影响。