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品种自身遗传因素是决定小麦的产量与品质的主导因素，但养分条件、种植密度及灌水对产量和品质的形成及二者协同提高具有重要调节作用。为了明确施氮量、氮肥底追比例、硫肥、种植密度以及花后土壤相对含水量对不同类型冬小麦产量和品质的调控效应，2013-2015年连续两个生产周期在中国农科院（北京）中圃场试验地选取强筋品种济麦20和中筋品种京冬8为试验材料，研究了施氮量及种植密度对不同品质类型冬小麦产量形成和品质的影响；2013-2014年在中国农科院（北京）中圃场试验基地网室内通过盆栽试验，选用不同粒色品种及不同筋型品种分别研究了施氮量对不同粒色小麦花后光合特性及成熟期氮素分配、籽粒蛋白质组分的影响和施硫量及氮肥底追比对小麦氮代谢的调控；2014-2015年在中国农科院旱棚通过盆栽试验研究了施氮及花后控水对黑粒小麦灌浆期光合特性、灌浆特性及氮素吸收转运分配的影响。试验主要结果如下：
（1）施氮量及种植密度互作对强筋品种济麦20和中筋品种京冬8产量和品质均有不同程度的影响。施用氮肥能够提高单位面积穗数以及穗粒数，而施氮量在一定范围内增加会降低每穗粒数，产量增加主要得益于单位面积穗数的增加。随植密度增加，每公顷穗数显著提高，而每穗粒数、千粒重随之显著降低，产量显著提高。济麦20和京冬8均在N180×D300处理时产量最高，且N180×D300处理时的产量水平与处理N240×D225及N240×D300时的产量差异不显著。施氮能够显著提高籽粒总蛋白质含量，随施氮量增加，籽粒总蛋白质及其各组分含量均有所增加。种植密度对籽粒总蛋白质及其各组分含量的影响不显著。施氮提高了面团的吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数。从施氮处理间分析，在一定范围内增加施氮量，吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数均有增加的趋势，且均在施氮量为240kg·hm-2时达到最大值。种植密度对吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度及粉质质量指数均无显著影响。不同筋型品种间面团形成时间、稳定时间、吸水率及粉质质量指数差异较大。施氮处理的面包体积、面包评分均高于不施氮处理，且差异显著。不同施氮量间存在差异，两年度分别在施氮处理N120、N180时，面包体积、面包评分最高。种植密度对面包烘焙品质的调控，两年结果不同。一般认为N240×D150组合、N120×D300组合、N180×D225组合、N180×D300组合有利于改善面包烘焙品质。综合考虑产量及品质的协同增加，推荐施氮量及种植密度优势组合为：N180×D300组合，N240×D120组合。
（2）施氮量对不同粒色小麦品种花后旗叶光合特性、成熟期植株氮素分布及籽粒蛋白质及其组分含量有一定影响。施氮能改善小麦花后旗叶光合特性，延长旗叶光合作用功能期，并显著提高不同粒色小麦品种成熟期各器官的氮素含量和籽粒中总蛋白质及其组分含量。在本试验条件下，不同小麦品种花后旗叶光合特性、成熟期植株氮素含量和籽粒蛋白质及其组分含量对施氮量的效应存在差异，中麦8号在N330时上述各项指标均优于其他处理，而漯珍1号和N3688，在N270处理下各项指标综合评价最优。
（3）氮肥底追比例及施硫对开花期、成熟期营养器官及籽粒中氮素积累、分配和对不同来源氮素利用情况，以及花后营养器官贮藏氮素的转运、对籽粒的贡献率及氮素利用效率有一定的调控效应，两小麦品种植株中积累氮素主要来自肥料氮，京冬8成熟期来自肥料氮的积累量达60%-70%，而济麦20则达70%-80%。氮肥底追比例及硫肥互作对两个品种氮素吸收、转运和分配的影响存在差异。京冬8成熟期籽粒氮素积累量、营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及氮肥的利用效率均在N1×S0处理时均较高；济麦20营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率则在N1×S0处理时较高，而在N3×S1时，成熟期籽粒氮素积累量、籽粒产量、氮肥的利用效率均较高。综上所述，本试验栽培环境下，氮肥底追比例为N1时能够提高花前贮藏氮素的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量及氮素收获指数；氮肥底追比例为N3时有利于籽粒产量、氮肥生产效率提高。综合考虑籽粒产量、氮肥生产效率、氮肥利用效率和氮素收获指数，京冬8最优肥料组合为N1×S0，济麦20最优肥料组合为N3×S1。
（4）施氮及花后控水对黑粒小麦旗叶光合特性、籽粒灌浆及花后氮素吸收转运及分配具有调控作用。花后充足的水分供应（土壤相对含水量75%-85%）能够有效提高旗叶SPAD值和净光合速率，延长光合作用时间，严重水分亏缺（土壤相对含水量35%-45%）阻碍了灌浆后期光合作用的进行；理论籽粒最高粒重、最大灌浆速率及平均灌浆速率都表现为：充足供水处理>中度水分胁迫处理>严重水分胁迫处理，且充足供水处理快增期结束时间较晚、快增期持续时间最长，有利于延长灌浆过程和粒重的增加；严重水分胁迫条件下，增施氮肥能够提高籽粒的灌浆速率，但灌浆持续时间缩短，灌浆不充分，影响粒重增加。相同施氮量下，籽粒含氮量、蛋白质积累量随水分胁迫加剧而降低；各蛋白质组分含量的变化随施氮量的不同而存在差异，在低氮条件下，随水分胁迫加剧，清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白含量升高，高氮条件下，清蛋白、球蛋白含量升高，而醇溶蛋白含量降低。水分胁迫条件下，籽粒氮素含量、籽粒中蛋白质的积累量随施氮量增加而提高，成熟期籽粒氮素含量占总氮素含量的比例下降；而充足供水时，中氮处理籽粒蛋白质积累量最高，同时，营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量、转运率均达最大值，对籽粒的贡献率也较高。W1处理时，清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量随施氮量的增加而提高，麦谷蛋白在N2处理达最大值；而W2、W3处理情况下，N2处理小麦中各蛋白质组分含量最高。综上所述，本试验条件下，施氮240kg·hm?2和花后充足供水处理为较优肥水组合。
（1）施氮量及种植密度互作对强筋品种济麦20和中筋品种京冬8产量和品质均有不同程度的影响。施用氮肥能够提高单位面积穗数以及穗粒数，而施氮量在一定范围内增加会降低每穗粒数，产量增加主要得益于单位面积穗数的增加。随植密度增加，每公顷穗数显著提高，而每穗粒数、千粒重随之显著降低，产量显著提高。济麦20和京冬8均在N180×D300处理时产量最高，且N180×D300处理时的产量水平与处理N240×D225及N240×D300时的产量差异不显著。施氮能够显著提高籽粒总蛋白质含量，随施氮量增加，籽粒总蛋白质及其各组分含量均有所增加。种植密度对籽粒总蛋白质及其各组分含量的影响不显著。施氮提高了面团的吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数。从施氮处理间分析，在一定范围内增加施氮量，吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数均有增加的趋势，且均在施氮量为240kg·hm-2时达到最大值。种植密度对吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度及粉质质量指数均无显著影响。不同筋型品种间面团形成时间、稳定时间、吸水率及粉质质量指数差异较大。施氮处理的面包体积、面包评分均高于不施氮处理，且差异显著。不同施氮量间存在差异，两年度分别在施氮处理N120、N180时，面包体积、面包评分最高。种植密度对面包烘焙品质的调控，两年结果不同。一般认为N240×D150组合、N120×D300组合、N180×D225组合、N180×D300组合有利于改善面包烘焙品质。综合考虑产量及品质的协同增加，推荐施氮量及种植密度优势组合为：N180×D300组合，N240×D120组合。
（2）施氮量对不同粒色小麦品种花后旗叶光合特性、成熟期植株氮素分布及籽粒蛋白质及其组分含量有一定影响。施氮能改善小麦花后旗叶光合特性，延长旗叶光合作用功能期，并显著提高不同粒色小麦品种成熟期各器官的氮素含量和籽粒中总蛋白质及其组分含量。在本试验条件下，不同小麦品种花后旗叶光合特性、成熟期植株氮素含量和籽粒蛋白质及其组分含量对施氮量的效应存在差异，中麦8号在N330时上述各项指标均优于其他处理，而漯珍1号和N3688，在N270处理下各项指标综合评价最优。
（3）氮肥底追比例及施硫对开花期、成熟期营养器官及籽粒中氮素积累、分配和对不同来源氮素利用情况，以及花后营养器官贮藏氮素的转运、对籽粒的贡献率及氮素利用效率有一定的调控效应，两小麦品种植株中积累氮素主要来自肥料氮，京冬8成熟期来自肥料氮的积累量达60%-70%，而济麦20则达70%-80%。氮肥底追比例及硫肥互作对两个品种氮素吸收、转运和分配的影响存在差异。京冬8成熟期籽粒氮素积累量、营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及氮肥的利用效率均在N1×S0处理时均较高；济麦20营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率则在N1×S0处理时较高，而在N3×S1时，成熟期籽粒氮素积累量、籽粒产量、氮肥的利用效率均较高。综上所述，本试验栽培环境下，氮肥底追比例为N1时能够提高花前贮藏氮素的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量及氮素收获指数；氮肥底追比例为N3时有利于籽粒产量、氮肥生产效率提高。综合考虑籽粒产量、氮肥生产效率、氮肥利用效率和氮素收获指数，京冬8最优肥料组合为N1×S0，济麦20最优肥料组合为N3×S1。
（4）施氮及花后控水对黑粒小麦旗叶光合特性、籽粒灌浆及花后氮素吸收转运及分配具有调控作用。花后充足的水分供应（土壤相对含水量75%-85%）能够有效提高旗叶SPAD值和净光合速率，延长光合作用时间，严重水分亏缺（土壤相对含水量35%-45%）阻碍了灌浆后期光合作用的进行；理论籽粒最高粒重、最大灌浆速率及平均灌浆速率都表现为：充足供水处理>中度水分胁迫处理>严重水分胁迫处理，且充足供水处理快增期结束时间较晚、快增期持续时间最长，有利于延长灌浆过程和粒重的增加；严重水分胁迫条件下，增施氮肥能够提高籽粒的灌浆速率，但灌浆持续时间缩短，灌浆不充分，影响粒重增加。相同施氮量下，籽粒含氮量、蛋白质积累量随水分胁迫加剧而降低；各蛋白质组分含量的变化随施氮量的不同而存在差异，在低氮条件下，随水分胁迫加剧，清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白含量升高，高氮条件下，清蛋白、球蛋白含量升高，而醇溶蛋白含量降低。水分胁迫条件下，籽粒氮素含量、籽粒中蛋白质的积累量随施氮量增加而提高，成熟期籽粒氮素含量占总氮素含量的比例下降；而充足供水时，中氮处理籽粒蛋白质积累量最高，同时，营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量、转运率均达最大值，对籽粒的贡献率也较高。W1处理时，清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量随施氮量的增加而提高，麦谷蛋白在N2处理达最大值；而W2、W3处理情况下，N2处理小麦中各蛋白质组分含量最高。综上所述，本试验条件下，施氮240kg·hm?2和花后充足供水处理为较优肥水组合。