Mejorar el rendimiento y la calidad de variedades de arroz sabroso es un gran desafío. En el presente estudio, se utilizaron diferentes tasas de nitrógeno y densidad de plantas para formar estructuras poblacionales de arroz diferenciales, que se determinaron para clarificar los rasgos clave que determinan el rendimiento de grano y la calidad de variedades de arroz sabroso en un sistema de arroz de doble cultivo en China subtropical. Los resultados actuales mostraron que la tasa fotosintética de la planta, el índice de área foliar y la tasa de respiración de la planta tuvieron impactos importantes y significativos en los rendimientos de grano tanto de arroz temprano como tardío, aunque el rendimiento de arroz tardío también se vio significativamente afectado por la temperatura del dosel. Además, entre los rasgos poblacionales estudiados, las tasas fotosintéticas y/o de respiración de la planta tuvieron efectos significativos en todos los rasgos de calidad. De manera consistente, el rendimiento de grano y la calidad se mejoraron significativamente con el aumento de las tasas fotosintéticas y de respiración de la planta a través de un análisis correlativo, lo cual también se observó en el análisis de componentes principales. En general, el presente estudio sugiere que tanto el rendimiento de grano como las cualidades de molienda y apariencia podrían mejorarse a través del manejo óptimo de nitrógeno y densidad de plantas mediante el aumento de las tasas fotosintéticas y de respiración de la planta.