Para revelar el mecanismo fisiológico subyacente a la ventaja de rendimiento del arroz superhibrido en comparación con el arroz superinbred, se cultivaron en campo un cultivar de arroz superhibrido Yliangyou 3218 (YLY) y un cultivar de arroz superinbred Zhendao 11 (ZD) bajo cinco tasas de fertilizante de nitrógeno (N) en 2016 y 2017. El rendimiento promedio de grano de YLY a través de las tasas de fertilizante de nitrógeno fue de 10.1 t/ha en 2016 y 9.7 t/ha en 2017, un 29.6% y un 21.3% más alto que el de ZD en 2016 y 2017, respectivamente. YLY mostró una mayor acumulación de biomasa sobre el suelo, especialmente antes de la espigazón, lo cual se debió principalmente a su formación más rápida del índice de área foliar verde (GLAI) y a un mayor GLAI máximo. La intercepción diaria de radiación (RI) fue un 15.0% más alta en YLY que en ZD, pero la intercepción acumulada de radiación (RI) antes de la espigazón mostró poca diferencia entre ellos porque ZD tuvo una duración de crecimiento más larga. La eficiencia de uso de la radiación (RUE) de YLY antes de la espigazón fue un 54.7% más alta que la de ZD (YLY, 2.12 g MJ; ZD, 1.37 g MJ). Nuestro resultado demostró que la ventaja de rendimiento de YLY se debió a su mayor biomasa sobre el suelo antes de la espigazón, la cual se logró principalmente mediante su mejora en RUE en lugar de la intercepción de radiación.