近年来,气候变暖导致冬小麦整个生育期内潜在蒸散量显著增加,致使水分利用率显著降低,进一步加剧了水资源供需矛盾。免耕可以直接影响土壤生态环境,对土壤中水、肥、气、热有调控作用。但是,免耕会降低土壤平均温度,全生育期日均耗水量高,降低作物粒叶比,减缓冬小麦生长速率,影响成穗数和干物质生产量,最终降低作物产量。另外,不同基因型之间的生理特性也会存在差异。叶绿素含量、质膜稳定性和光合作用等生理特性的提高是冬小麦维持高光合、高效水分利用的生理基础。因此,为探讨免耕模式下不同基因型冬小麦生理特性的不同是否能够弥补免耕的负效应,本试验于2017-2018年和2018-2019年在山东农业大学农学试验站进行试验,选取两种耕作方式和两种基因型冬小麦进行裂区试验。主区为免耕(NT)和常规耕作(CT)两种耕作方式,副区为泰农18号(F)和济麦22号(J)两种基因型。通过测定冬小麦的各项生理指标:冬小麦分蘖数;净光合速率、气孔导度、蒸腾速率光合指标;旗叶荧光参数;叶绿素指数含量;冠层光合有效辐射(PAR);叶片水势;丙二醛、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)等生理酶活性指标,以及土壤水分含量的变化,试验结果表明:常规耕作处理下的近地面空气湿度高于免耕耕作处理,常规耕作处理下的群体数量和干物质积累量均显著高于免耕处理。济麦22号的群体数量高于泰农18号,但干物质量却低于泰农18号。另外,与常规耕作相比,免耕可以显著提高冬小麦开花前贮藏同化物的转运量、转运率及其对籽粒的贡献率,然而却显著降低了开花后干物质积累量在籽粒中的分配量及对籽粒的贡献率。NTF处理的蒸腾速率和净光合速率最高,与常规耕作处理相比,免耕可以显著提高蒸腾速率和净光合速率。在免耕耕作方式下,冬小麦在关键生育期的叶片水势、叶片保水力均低于常规耕作,膜结构的受害程度增加,叶片离体失水速率的变化与叶片保水力变化相反。另一方面,常规耕作可提高可以提高旗叶SOD和POD活性,降低丙二醛含量(MAD)积累,这说明常规耕作下的冬小麦可以较好地保持光合作用的稳定性。在冬小麦的抽穗期、开花期和灌浆期,同一基因型下,常规耕作处理的PAR截获率均高于免耕处理。同一基因型下,常规耕作处理的潜在活性Fv/Fo均高于免耕处理,而各处理的初始光能转换效率Fv/Fm差异不显著。常规耕作处理下的冬小麦可以通过冠层截获更多光辐射进行光合作用进行干物质的生产,而免耕会造成干物质积累量的减少。在同一基因型下,免耕显著降低了冬小麦整个生育期内的耗水量且能够调节不同土层的土壤水分含量,免耕处理能够显著提高0-10 cm土层的含水量。在同一耕作方式下,泰农18号通过减少分蘖数从而显著降低了土壤水分消耗。产量结果表明,与常规耕作相比,免耕显著减少穗数降低了产量,但也显著增加了千粒重。两个生长季中,CT比NT的产量分别显著提高了14.78%和15.73%。至于基因型,虽然济麦22号的千粒重显著高于泰农18号,但是由于泰农18号可以显著提高穗数和穗粒数,导致泰农18号的产量比济麦22号分别显著提高了8.81%和7.59%。二者的耦合作用来看,CTF处理的产量最高。免耕条件下,泰农18号的产量显著高于济麦22号,泰农18号可以对免耕减产起到补偿作用。而产量构成因素的变化不仅影响了冬小麦产量也最终会影响冬小麦的水分利用效率,与常规耕作相比,免耕条件下的水分利用效率较低,但是NTF处理的水分利用效率高于NTJ,泰农18号可以弥补由免耕导致的水分利用效率的降低。结果表明,免耕由于降低叶片水势、叶片保水力,减少冠层光辐射截获和干物质积累量,最终减少冬小麦穗数,造成减产,基因型在一定程度上可以弥补免耕冬小麦生理特性负效应和减产的事实。