[研究背景]小麦是我国主要的粮食作物,小麦的出苗情况对幼苗的后续生长和最终产量的形成具有显著影响。耕地表面结构是影响小麦幼苗生长的重要因素之一,与表层土壤的水分、通气性、温度、容重等因素关系密切。目前,前人关于小麦出苗情况的研究大多以耕作措施、播种方式、秸秆还田等生产条件为主,对于何种耕地表面结构最有益于麦苗生长和高产创建仍缺乏系统性研究,亟需深入探究以期为构建小麦高产高效群体结构提供理论与技术依据。[材料与方法]本研究应用Kinect三维传感器分别获取农田表面RGB图像和深度图像,应用图像处理技术进行数据融合,获取耕地表面三维特征参数,用来评估耕地表面结构等级,并结合各生育期田间调查结果和最终产量结果,分析土壤表面结构对小麦生长发育的影响机理以及不同麦苗分布情况下种内竞争的响应机制。[结果与分析]通过测定小麦出苗率,出苗速度,单株分蘖数,单株干重和最终产量,研究了不同耕地表面结构等级和播种密度对扬麦23出苗情况以及最终产量的影响效应。结果初步表明:(1)等级Ⅰ～Ⅲ的土壤表面结构下,小麦过密或过疏播种均不利于小麦籽粒产量的形成,均匀播种条件下,小麦产量最高,有利于小麦高产高效群体的构建。等级Ⅳ～Ⅷ的土壤表面结构下,小麦密播有利于小麦高产,过疏播种条件下,小麦产量最低。(2)在研究不同土壤表面结构下小麦出苗情况对产量的影响的过程中发现,根系活力、总茎蘖数、全田叶面积指数、SPAD、氮素积累量等指标随着土壤表面结构等级的提高呈现先升高后下降的趋势,在等级Ⅲ～Ⅳ的土壤表面结构下表现最佳;根系总长度、株高、单株干物重等指标则呈现先下降后升高的趋势,同样在等级Ⅲ～Ⅳ的土壤表面结构下到达谷底。(3)在等级Ⅰ的土地上种植小麦时,可采取土壤耕翻,减少浇水等增加土壤渗透性的措施,有助于提高小麦出苗率。对于等级Ⅴ～Ⅳ的土地,小麦种植前进行简单的土壤破碎会有所帮助。等级为Ⅶ～Ⅷ的土地需要通过拖拉机进行多次反复的破碎以促进幼苗出苗和后续的生长。[结论]与其他等级耕地表面结构相比,等级为Ⅲ～Ⅳ的土地有利于小麦出苗及其后续生长,协调产量三要素,构建高产高效群体;相较于合理均匀播种,密播和疏播均不利于小麦最终产量的形成。