采用室内营养液培养的方法，研究在介质供应高氮营养条件下，不同品种水稻对氮素的吸收利用、叶片气体交换特性、光合效率以及CO2在水稻叶片叶肉细胞中的传导率之间的内在联系，探讨影响不同水稻品种叶片光合效率降低的外界营养因子，揭示提高在高氮供应条件下水稻叶片光合效率的内在生理生化过程及其影响因素；同时采用经典光合模型模拟与生理生化及叶片解剖结构分析结合的方法，研究经典光合模型在水稻叶片中的应用及其参数设置，探讨水稻叶片光合效率对不同品种水稻生物量形成的影响。项目研究成果不仅为研究水稻叶片光合效率开拓新的思路，也有助于揭示水稻氮素营养与叶片光合作用的本质，更能为水稻生产系统中的水氮管理系统提供理论依据。

虽然介质中供应高氮，但水稻体内的氮素累积并没有相应的增加，且高氮条件下水稻体内氮素含量的提高主要集中在根和茎中；叶片氮素含量的增加并没有相应提高叶片CO2同化能力，Rubisco酶活性的降低部分抵消了叶片氮素含量增加的优势，使得Rubisco酶更多的起到氮库的作用，造成光合效率和光合氮素利用率的降低。随着介质中氮素浓度的增加，逐渐降低的Rubisco酶对CO2的亲和能力提高了高氮叶片的光呼吸速率，也是导致高氮叶片光合效率和光合氮素利用率降低的一个主要因素；虽然随着介质中氮素浓度的增加，叶片氮素和Rubisco酶含量逐渐增加，但是光合速率主要受到叶绿体内CO2浓度的限制，过多的叶片氮素和Rubisco酶对叶片同化能力并没有太大的帮助，反而造成了光合氮素利用率和光合效率的降低。