本研究选用高产中筋小麦济麦22作试验材料。2007～2008和2008～2009小麦生长季，在兖州试验田设置5种耕作方式：条旋耕、深松+条旋耕、旋耕、深松+旋耕、翻耕；设置5个水分处理：不灌水（W0）：灌拔节水+开花水，灌水后拔节期和开花期0～140 cm土层土壤相对含水量分别达到70％和70％（W1）、70％和75％（W2）、75％和70％（W3）、75％和75％（W4）。　　 1耕作方式和土壤水分对小麦耗水特性的影响　　 1.1耕作方式对小麦耗水特性的影响　　 不灌水条件下，深松+条旋耕和深松+旋耕处理的总耗水量、土壤耗水量及其占总耗水量的比例高于条旋耕和旋耕处理，表明深松有利于土壤贮水的消耗。同一灌水处理条件下，深松+条旋耕处理的总耗水量与翻耕处理无显著差异，均高于旋耕处理，深松+旋耕处理的总耗水量最高，条旋耕处理最低。深松+条旋耕处理的总耗水量来源于土壤耗水量的比例最高，深松+旋耕处理次之，翻耕处理高于旋耕处理，条旋耕处理最低；深松+条旋耕和条旋耕处理的总耗水量来源于灌水量的比例低于其他处理，条旋耕处理最低，深松+旋耕和翻耕处理最高且两者无显著差异，旋耕处理次之。　　 1.2土壤水分对小麦耗水特性的影响　　 同一耕作方式下，W0处理的总耗水量最低；其总耗水量来源于土壤耗水量的比例最高，W1处理次之，W2和W3处理均高于W4处理，表明全生育期不灌水促进了小麦对土壤贮水的吸收利用。灌水处理间比较，W2处理的总耗水量、总耗水量来源于灌水量的比例低于W4处理，总耗水量来源于降水量和土壤耗水量的比例高于W4处理；该处理开花至成熟阶段的耗水量及其模系数高于W3和W4处理，W3处理最低。以上结果表明，拔节期和开花期0～140 cm土层土壤相对含水量分别为70％和75％的W2处理的总耗水量低于W4处理，总耗水量来源于土壤耗水量的比例与W3处理均高于W4处理，有利于小麦对不同来源水分的利用。W2处理开花至成熟阶段的耗水量及其模系数较高，有利于小麦在灌浆阶段对水分的高效利用。　　 2耕作方式和土壤水分对小麦碳代谢的影响　　 2.1耕作方式对小麦碳代谢的影响　　 同一水分处理条件下，深松+条旋耕和深松+旋耕处理灌浆中后期的旗叶光合速率和叶片水分利用效率最高且两者无显著差异，翻耕处理次之，旋耕处理高于条旋耕处理。深松+条旋耕处理有利于小麦在灌浆中后期保持较高的旗叶水势、根系活力和旗叶实际光化学效率（ΦPSⅡ）；其旗叶最大光能转换效率（Fv/Fm）最高，条旋耕处理次之，深松+旋耕和翻耕处理高于旋耕处理。深松+条旋耕处理和深松+旋耕处理灌浆初期的旗叶蔗糖含量和灌浆中后期的磷酸蔗糖合成酶（SPS）活性均高于其他处理且两者无显著差异，深松+条旋耕处理灌浆后期的旗叶蔗糖含量低于深松+旋耕和翻耕处理，有利于旗叶蔗糖的积累与转运。深松+条旋耕和深松+旋耕处理成熟期的干物质积累量高于其他处理，翻耕处理次之，旋耕处理高于条旋耕处理，表明深松有利于干物质积累量的增加；两处理灌水条件下茎鞘+叶的干物质分配比例低于其他处理，籽粒干物质分配比例高于其他处理，深松+条旋耕处理最高，有利于成熟期干物质向籽粒中的分配。深松+条旋耕处理的花后同化物输入籽粒量及其对籽粒的贡献率最高，深松+旋耕处理次之，翻耕处理高于条旋耕和旋耕处理。　　 2.2土壤水分对小麦碳代谢的影响　　 同一耕作方式下，灌浆中后期，W2和W4处理的旗叶水势和根系活力均高于其他处理；两处理的旗叶光合速率和叶片水分利用效率最高且两者无显著差异，W1和W3处理高于W0处理；W4处理的旗叶Fv/Fm值最高，W2处理次之，W0处理最低；W2处理的旗叶ΦPSⅡ值最高，W4处理次之，W0处理最低。W2处理在灌浆初期的旗叶蔗糖含量和灌浆中后期的SPS活性与W4处理高于其他处理且两者无显著差异，在灌浆后期的旗叶蔗糖含量低于W4处理，有利于旗叶蔗糖的积累与转运。深松+条旋耕条件下，W2、W3和W4处理成熟期的干物质积累量无显著差异，W1处理次之，W0处理最低；W2处理的花后同化物输入籽粒量及其对籽粒的贡献率最高，W3和W4处理次之，W0和W1处理低于上述处理；W2和W4处理灌浆中后期的灌浆速率和籽粒干物质积累量最高且两者无显著差异，W2处理的籽粒干物质分配比例、籽粒支链淀粉和总淀粉含量均高于W4处理。以上结果表明，拔节期和开花期0～140 cm土层土壤相对含水量分别为70％和75％的W2处理有利于延缓旗叶衰老，在灌浆中后期保持较高的光合能力和籽粒灌浆速率，有利于花后光合产物的积累与转运。　　 3耕作方式和土壤水分对小麦氮代谢的影响　　 3.1耕作方式对小麦氮代谢的影响　　 同一水分处理条件下，深松+条旋耕和深松+旋耕处理成熟期的植株氮素积累量高于其他处理且两者无显著差异，翻耕处理次之，旋耕处理高于条旋耕处理；两处理成熟期的籽粒氮素积累量最高；深松+条旋耕处理的籽粒氮素分配比例高于深松+旋耕处理，其茎鞘+叶氮素分配比例低于深松+旋耕处理，有利于植株氮素向籽粒的分配。深松+条旋耕和深松+旋耕处理灌水条件下的营养器官氮素转移量最高且两者无显著差异，翻耕和旋耕处理次之且两者无显著差异，条旋耕处理最低。同一水分处理条件下，条旋耕处理成熟期0～120 cm土层的土壤硝态氮含量最高，旋耕处理次之，翻耕处理高于深松+条旋耕和深松+旋耕处理，深松+旋耕处理最低；深松+旋耕处理成熟期120～200 cm土层的土壤硝态氮含量最高，深松+条旋耕处理次之，翻耕处理高于条旋耕和旋耕处理。以上结果表明，深松+条旋耕有利于植株氮素积累量的增加及其向籽粒中的分配，有利于小麦对土壤氮素的吸收利用，其土壤硝态氮向深层土壤的运移量低于深松+旋耕处理。　　 3.2土壤水分对小麦氮代谢的影响　　 同一耕作方式下，W2和W4处理成熟期的植株氮素积累量、籽粒和茎鞘+叶氮素积累量均高于W0处理且两者无显著差异；两处理的籽粒氮素分配比例和营养器官氮素转移率低于W0处理。深松+条旋耕条件下，W2处理的籽粒氮素分配比例和营养器官氮素转移率高于W4处理，茎鞘+叶氮素分配比例低于W4处理。同一耕作方式下，W0处理成熟期0～60 cm土层土壤硝态氮含量最高，W2处理次之，W4处理最低；W4处理成熟期120～200 cm土层土壤硝态氮含量最高，W2处理次之，W0处理最低。以上结果表明，全生育期不灌水不利于植株氮素积累量的提高，有利于营养器官氮素向籽粒中的转运。拔节期和开花期0～140 cm土层土壤相对含水量分别为70％和75％的W2处理有利于各器官植株氮素积累量的增加及其向籽粒的转运，其土壤硝态氮向深层土壤的运移量低于W4处理。　　 4耕作方式和土壤水分对小麦籽粒产量、水分利用效率和品质的影响　　 4.1耕作方式对小麦籽粒产量、水分利用效率和品质的影响　　 不灌水条件下，深松+条旋耕和深松+旋耕处理的籽粒产量和水分利用效率最高且两者无显著差异，旋耕和翻耕处理次之且两者无显著差异，条旋耕处理最低。同一灌水处理条件下，深松+条旋耕和深松+旋耕处理的籽粒产量最高且两者无显著差异，翻耕处理次之，旋耕处理高于条旋耕处理；深松+条旋耕处理的水分利用效率和灌溉效益最高，深松+旋耕处理次之，旋耕和翻耕处理高于条旋耕处理。同一水分处理条件下，深松+条旋耕和深松+旋耕处理的蛋白质产量高于条旋耕和旋耕处理，籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间和面团稳定时间均低于条旋耕和旋耕处理，不利于品质的改善。以上结果表明，同一灌水处理条件下，深松+条旋耕处理的水分利用效率和灌溉效益最高，其籽粒产量与深松+旋耕处理高于其他处理且两者无显著差异，有利于水分的高效利用；其籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间和面团稳定时间较低，不利于品质的改善。　　 4.2土壤水分对小麦籽粒产量、水分利用效率和品质的影响　　 条旋耕和旋耕条件下，W2处理的灌溉效益最高，籽粒产量与W3和W4处理无显著差异，均高于W0和W1处理。深松+条旋耕、深松+旋耕和翻耕条件下，W2处理的水分利用效率和灌溉效益最高，籽粒产量与W3处理均高于W4处理且两者无显著差异，W1处理高于W0处理。同一耕作方式下，W2和W4处理的蛋白质产量高于W0处理，籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间和面团稳定时间低于W0处理；W2处理的籽粒容重最高，其湿面筋含量高于W4处理。以上结果表明，深松+条旋耕条件下拔节期和开花期0～140 cm土层土壤相对含水量分别为70％和75％的W2处理的水分利用效率和灌溉效益最高，籽粒产量较高，有利于水分的高效利用；其籽粒容重最高，籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间和面团稳定时间较低，不利于品质的改善。　　 本试验条件下，深松+条旋耕方式下拔节期和开花期0～140 cm土层土壤相对含水量分别达到70％和75％的W2处理是节水高产的最优处理。