土壤酸化是当前一个非常严重的土壤退化问题,而湖南省是我国土壤酸化最严重的省份。在湖南长沙县酸化稻田监测区开展大田与盆栽试验,研究了酸化土壤对水稻产量形成与氮利用效率的影响,并从光合特性、根系生理特性、根叶氮代谢特性与保护酶活性等角度探讨了酸化土壤对水稻产量与氮利用效率的影响途径。主要结果如下：1.综合发芽试验和大田试验,确定早稻品种湘早籼45号、陆两优611、陆两优211、陵两优396、T优705、陵两优104与晚稻品种岳优6135、深优9586、湘丰优103、中优288、丰源优299、农香18、中9A/R9963、中9A/R10402为耐酸性敏感型水稻品种；早稻品种湘早籼44号、德111A/974、新优5396、金优463、鑫203和晚稻品种岳优9113、深优9588、Ⅱ优3027为耐酸性迟钝型品种；湘早籼42号、陵两优32、岳优6135、华优18、金优284、Ⅱ优46为“耐酸性特异型”品种。2.对耐酸性敏感型品种进行了氮素敏感类型划分,早稻品种中陆两优611与陵两优104属氮素敏感型,T优705与湘早籼45号属氮素中间型,陆两优211与陵两优396属氮素迟钝型；晚稻品种中湘丰优103与农香18属氮素敏感型,岳优6135、中9A/R9963和中9A/R10402属氮素中间型,深优9586、中优288和丰源优299属氮素迟钝型。3.大田试验结果表明,酸化土壤引起早稻有效穗数和结实率显著下降,从而造成产量下降,其生理原因是早稻在酸化土壤条件下叶面积、光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、根系干重、根系体积与根系可溶性蛋白含量降低,胞间C02浓度增大。4.酸化土壤条件下,耐酸性敏感型早稻品种各氮利用效率指标均呈下降趋势,其中,氮素敏感型品种的氮积累量、氮素利用效率、氮生理效率、氮收获指数与氮肥效率下降显著,氮素中间型品种仅氮累积量、氮生理效率、氮收获指数显著下降,而氮素迟钝型品种的氮利用效率指标多下降不显著。从光合特性看,酸化土壤造成早稻氮累积量下降主要是通过降低叶片叶绿素含量,引起气孔导度、蒸腾速率和净光合速率下降、胞间C02浓度上升实现的；而氮素利用效率、氮收获指数与氮生理效率的下降主要由叶面积指数、光合色素含量、叶片可溶性蛋白含量下降引起净光合速率、气孔导度和蒸腾速率下降及胞间CO2浓度增大所致。从根系生理特性看,根系体积和干重的下降是造成氮生理效率下降的主要原因,而氮素利用效率的下降主要与根系总吸收面积、根系活跃吸收面积与根系体积的下降有关。5.在酸化稻田上,耐酸性敏感型晚稻品种的氮素积累量、氮素利用效率、氮肥效率和氮生理效率均下降,其中,各品种的氮生理效率均极显著下降,而前三者下降的显著性与其氮素敏感性有关,即氮素敏感型品种极显著下降,氮素中间型品种显著下降,而氮素迟钝型品种下降不显著。根系生理特性与氮利用效率指标的相关分析表明,酸化土壤主要是通过影响根系POD活性和根系活力,进而影响晚稻氮利用效率的。6.早、晚稻盆栽试验发现,土壤pH对水稻产量及其构成因素影响很大。较低土壤pH条件下,水稻分蘖前期分蘖发生速度较慢,进入分蘖高峰期较迟,但最高茎蘖数与最终有效穗数较多,但结实率有降低趋势。相关分析表明,土壤pH影响水稻产量主要是通过影响根系活力、叶绿素含量、叶片CAT活性等实现的。7.早、晚稻盆栽试验发现,土壤pH对水稻氮累积量、氮肥利用率以及各氮利用效率指标有显著影响,但是在早晚稻间、各处理间以及各具体指标间有一定差异。相关分析表明,土壤pH影响水稻氮积累量和氮肥利用率是通过影响根系活力、叶绿素含量、叶片POD和CAT活性、根系可溶性蛋白含量等实现的；土壤pH影响水稻氮素利用效率、氮收获指数、氮生理效率主要是通过影响叶绿素含量、根系活力与叶片SOD、 POD、CAT和NR活性等实现的。