氮是植物生长发育必不可少的元素,大量的氮肥投入增加了我国小麦产量,但也降低了氮肥利用效率。因此,高产稳产基础上提高小麦氮肥利用效率是现今研究热点领域之一。2000年以来长江中下游麦区和黄淮海麦区每年通过审定的小麦品种众多,明确两地品种高产、高效、优质协同性及关键性农艺特征,并制定出合理的节氮栽培方式,以充分发挥品种自身的产量和氮肥利用高效潜力,对这两地区小麦实现高产、高效和可持续发展具有重要意义。本研究于2016-2021年度在扬州大学江苏省作物栽培生理重点实验室试验农场（长江中下游麦区）和江苏省睢宁县现代农业示范基地（黄淮海南部麦区）进行,分别选择两地区广泛种植的21个春性小麦品种和22个半冬性小麦品种。根据品种间籽粒产量和氮肥农学效率协同性,分析产量和氮肥农学效率差异小麦品种群体结构、氮素积累、分配和转运以及籽粒品质特征,明确小麦高产、高效、优质间协同机制和关键农艺性状;同时选用7个春性品种和6个半冬性品种分别在扬州和睢宁种植,探索生态条件对春性和半冬性品种产量、效率、品质影响;以筛选出的产量和氮肥农学效率差异品种为材料,设置不同节氮模式,探索高产高效型品种节氮机理。主要研究结果如下:1、近年来育成的春性和半冬性小麦品种籽粒产量和氮肥农学效率具有协同性。春性小麦高产高效型品种（产量和氮肥农学效率分别达7.3 tha-1和19 kg kg-1）具有高的穗数、单穗产量和氮肥表观利用率,分别达390×104 ha-1、2 g和53%,半冬性小麦高产高效型品种（产量和氮肥农学效率分别达8.5 t ha-1和18 kg kg-1）具有高的总结实粒数（高的穗数和穗粒数）、氮肥表观利用率和氮肥生理利用效率,分别达2.1×108ha-1、47%和 41 kg kg-1。2、春性和半冬性小麦高产高效型品种均具有高的分蘖成穗率（分别达24%和36%）,这不仅增加穗数,而且可能通过发达的根系,促进花前氮素积累。高水平的氮素积累增加春性小麦单茎叶片和半冬性小麦群体叶片中氮素分配（分别达14 mg和59 kg ha-1）,且提高了单位叶面积氮素积累（分别达160 μg和130μg）,有利于花后光合物质生产,实现春性小麦单穗产量和半冬性小麦穗粒数增加。3、与其他类型品种相比,春性和半冬性小麦高产高效型品种均具有高的单粒氮素积累。与低产低效型品种相比,春性小麦高产高效型品种单粒氮素积累高9.7%（2017）、8.0%（2018）和 6.3%（2019）,千粒重高 10.0%（2017）、7.5%（2018）和 6.0%（2019）,二者增幅相似,品种间籽粒氮素浓度稳定。春性小麦品种间籽粒品质差异不显著。半冬性小麦高产高效类型品种蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和粉质质量指标均显著高于其他类型品种。当籽粒产量超过9.5 tha-1或总结实粒数超过2.2×108 ha-1,单粒氮素积累呈下降趋势。4、睢宁参试小麦品种籽粒产量和氮肥农学效率显著高于扬州。尽管春性小麦品种种植到睢宁籽粒产量和氮肥农学效率提高,但与当地小麦相比差异不显著,且年度间稳定性差。半冬性品种种植到扬州籽粒产量和氮肥农学效率降低。睢宁种植的小麦高产主要是由于小麦生育前期较低的温度,延长了营养生长期,有利于提高茎蘖成穗率,扩大小麦群体,延缓花后叶面积衰减,增加花后光合物质生产,提升籽粒产量。氮肥农学效率的提高得益于高的氮肥生理利用效率。5、两年度睢宁种植的小麦面团形成时间、粉质曲线稳定时间、粉质质量指数显著高于扬州,弱化度显著低于扬州。春性小麦种植到睢宁蛋白质含量、湿面筋含量和面粉粉质质量提高,半冬性小麦种植到扬州籽粒品质指标降低。说明,生态条件差异增加了小麦品种籽粒品质的不稳定性。籽粒产量、氮肥利用效率和籽粒品质间变异系数（CV）相关性,说明灵活的穗数、花后生物量、氮肥生理利用效率和稳定的单穗产量有利于发挥籽粒产量和氮肥农学效率潜力,但多变的氮肥生理利用效率不利于籽粒品质稳定。6、与常规施氮量（225 kgha-1）相比,高产高效型品种降低20%施氮量,并采用基肥和拔节肥各施氮90 kg ha-1即（M4）模式下,尽管分蘖数降低,但高的分蘖成穗率维持了穗数稳定;且开花期叶面积指数（LAI）、剑叶SPAD值和净光合速率以及乳熟期剑叶SPAD值和净光合速率保持稳定,高的乳熟期LAI增加了 10%的花后干物质积累量,保证了穗粒数和千粒重的稳定。降低施氮量,其他类型品种分蘖数降低,分蘖成穗率未显著提高,导致穗数偏少,且花后光合能力下降,最终籽粒产量降低。7、与CK（225 kgha-1 N）相比,降低20%施氮量,高产高效型品种拔节后次生根硝酸盐转运蛋白表达量以及0-40 cm 土层根长和根重密度显著增加,根系氮代谢关键酶活性稳定,增强了根系氮素吸收能力,实现植株氮素积累稳定,有利于实现籽粒产量稳定和氮肥表观利用率提高。降低施氮量,其他类型品种根系生长、氮素吸收和同化能力均降低,植株氮素积累减少,籽粒产量降低,氮肥表观利用率未有提高,甚至下降。8、品种间蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值差异显著表现为宁麦21最高,扬麦25最低。面粉粉质质量表现为高产高效型品种扬麦25和宁麦21显著高于扬麦20和扬麦22。降低施氮量,各品种蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和粉质质量指标均下降,弱化度呈上升;在M4模式下（基肥和拔节肥各施氮90 kg ha-1）,各品种蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值均有一定程度提高,面粉粉质质量仅高产高效型品种提高。