El nitrógeno amoniacal y el nitrógeno nitrato son las dos formas principales de nitrógeno inorgánico (N) disponibles para los cultivos. Sin embargo, no está claro cómo las mezclas de nitrógeno amoniacal y nitrato afectan la absorción y partición de N en los principales cultivares de arroz en el sur de China. Este estudio investigó los efectos de diferentes tratamientos de mezcla de nitrógeno amoniacal y nitrato (100:0, 75:25, 50:50, 25:75 y 0:100) sobre el crecimiento, las características fotosintéticas, la absorción de nitrógeno, la expresión génica y el rendimiento de diferentes cultivares de arroz (Mei Xiang Zhan NO. 2: MXZ2; Nan Jing Xiang Zhan: NJXZ). La biomasa de raíces de arroz, el número de macollas y el rendimiento aumentaron en un 69.5%, 42.5% y 46.8%, respectivamente, en el tratamiento de mezcla de amoniaco-nitrato 75:25 en comparación con el tratamiento de mezcla de amoniaco-nitrato 100:0. El contenido de nitrógeno en las raíces, tallos, hojas y granos de arroz aumentó en un 69.5%, 64.0%, 65.5% y 17.5%, respectivamente. Además, en comparación con MXZ2, NJXZ tuvo una mayor proporción de N asignado a hojas y granos. El análisis de las actividades enzimáticas de las raíces reveló que el tratamiento de nutrientes de mezcla de amoniaco-nitrato 75:25 aumentó la actividad de la glutamina sintasa de las raíces de arroz en un promedio del 35.0% y la actividad de la glutamato sintasa en un promedio del 52.0%. El análisis del transcriptoma reveló que el tratamiento de nutrientes de mezcla de amoniaco-nitrato 75:25 reguló al alza la expresión de genes relacionados con la vía del transportador del metabolismo del nitrógeno. El análisis de red de correlación ponderada reveló que algunos genes expresados diferencialmente regulaban las actividades de las enzimas que metabolizan nitrógeno en el arroz y algunos modulaban la síntesis de aminoácidos; se detectó una mayor expresión de estos genes en el tratamiento de nutrientes de mezcla de amoniaco-nitrato 75:25. Las características de expresión de los genes mencionados se confirmaron además mediante RTqPCR. Curiosamente, los niveles de expresión de los genes mencionados estaban significativamente correlacionados con la actividad de la glutamato sintasa, la tasa fotosintética y el volumen de raíces. Es notable que se observó un aumento en la expresión de los genes mencionados junto con la absorción de nitrógeno en los tres principales cultivares de arroz. Estos resultados sugieren que la mezcla de amoniaco-nitrato 75:25 puede haber aumentado las actividades de las enzimas que metabolizan nitrógeno y promovido la absorción de nitrógeno a través de la regulación al alza de la expresión de genes relacionados con el metabolismo del nitrógeno, aumentando así el número de macollas y mejorando el rendimiento del arroz.