小麦是我国重要的粮食作物之一。氮肥的大量及不合理施用,造成了氮流失和面源污染等一系列环境问题,筛选和培育氮高效型品种提高小麦的氮素利用效率是解决高产与环保这一矛盾的关键。根系对氮素吸收能力是小麦氮代谢的基础,直接关系到地上部分氮素的同化、运转以及氨基酸和蛋白质等的合成,影响着小麦对氮素的吸收和利用。2013-2015年于河南农业大学科教园区,采用大田盆栽试验研究了不同供氮水平(N8、N15、N22)下,高氮高效(周麦27、郑麦366)、高氮低效(周麦28、开麦20)、低氮高效(漯麦18、豫麦49-198)和低氮低效(西农509、矮抗58)4个类型氮效率小麦品种的产量、氮效率、根冠关系、根系氮吸收和代谢特征的差异。主要研究结果如下:在三个供氮水平下,不同类型氮效率小麦品种产量均以高氮高效型小麦品种周麦27、郑麦366显著高于高氮低效型品种周麦28、开麦20,低氮高效型品种漯麦18、豫麦49-198显著高于低氮低效型品种西农509、矮抗58。不同供氮水平间比较,各类型小麦品种产量随施氮量的增加而提高。与正常供氮水平N15相比,在N8水平下不同类型氮效率小麦产量降幅以高氮高效型品种低于高氮低效型品种;低氮高效型品种降幅显著低于低氮低效型品种。在N22水平下,高氮高效型小麦品种产量增加幅度低于高氮低效型小麦品种;低氮高效类型小麦品种豫麦49-198产量增幅显著低于低氮高效型小麦品种漯麦18和低氮低效型小麦品种西农509、矮抗58。随着供氮量的增加,各小麦品种植株氮素利用效率、氮肥生理利用效率和氮肥吸收效率降低。不同类型氮效率品种间比较,在三个供氮水平下,植株氮素利用效率、氮肥生理利用效率和氮肥吸收效率均以高氮高效型品种显著高于高氮低效型品种,低氮高效型品种显著高于低氮低效型品种。表明氮高效型小麦品种在具有较高氮素吸收效率的同时还具有较高的氮素利用效率。不同类型氮效率小麦品种在成熟期各器官的氮积累量和分配比例表现为:籽粒>营养器官>根系,且整株与各器官氮素积累量均随施氮量的增加而增加。在三个氮素供应水平下,整株氮素积累量均表现为郑麦366、周麦28高于周麦27和开麦20,低氮高效型小麦品种漯麦18、豫麦49-198高于低氮低效型小麦品种西农509和矮抗58;籽粒氮素积累量均以高氮高效型品种显著高于高氮低效型品种,低氮高效型品种显著高于低氮低效型品种。表明氮高效型小麦品种具有较高的氮素吸收能力和籽粒氮素分配能力。在三个氮水平下,高氮高效品种与高氮低效品种相比,根系干重和根冠比均以周麦28最高,周麦27和郑麦366次之,开麦20最低;低氮高效品种与低氮低效型品种相比,根系干重和根冠比均以矮抗58最高,漯麦18和豫麦49-198次之、西农509最低。不同氮处理间比较,周麦27、郑麦366、开麦20和豫麦49-198根系干重在N15水平下根系干重最大;而周麦28、漯麦18、西农509和矮抗58根系干重随着施氮量的增加而增加,在N22水平下根系干重最大。而随着供氮量的增加,各小麦品种根冠比均降低。表明氮高效型小麦品种的在具有较高根系干重的同时其根冠关系更为合理。不同类型氮效率小麦品种根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均随施氮量的增加而升高,表现为N8<N15<N22。在三个氮水平下,高氮高效品种与高氮低效品种相比,根系活力表现为周麦27、郑麦366根系活力高于周麦28和开麦20,而根系总吸收面积和根系活跃吸收面积则以周麦28最高,周麦27和郑麦366次之,开麦20最低;低氮高效品种与低氮低效型品种相比,根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均以低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198高于低氮低效品种西农509、矮抗58。表明氮高效型品种在具有较高的根系总吸收面积、根系活跃吸收面积的同时还具有较高的根系活力。各小麦品种根系GS活性、硝酸还原酶活性、游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量、硝态氮和铵态氮含量均随施氮量的增加而增高。在三个氮水平下,高氮高效品种与高氮低效品种相比,根系GS活性、NR活性、游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量均以高氮高效品种周麦27、郑麦366显著高于高氮低效品种周麦28和开麦20,而硝态氮和铵态氮含量则表现为周麦28、开麦20显著高于周麦27和郑麦366;低氮高效品种与低氮低效型品种相比,根系GS活性、NR活性、游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量均以低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198高于低氮低效品种西农509、矮抗58,而硝态氮和铵态氮含量则表现为低氮低效品种西农509、矮抗58显著高于低氮高效品种漯麦18、豫麦49-198。表明氮高效型品种具有较高的根系氮同化关键酶活性和氮素代谢能力。