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本试验于2009-2012年连续3年在山西闻喜县开展大田试验,以运旱20410为供试品种,设置休闲期深翻(深度25-30 cm,DT)、休闲期深松(深度30-40 cm,SS)、对照(休闲期不进行任何耕作处理,CK)3个水平,随机区组设计,研究不同耕作措施对土壤水分变化、植株氮素吸收利用、小麦产量和籽粒蛋白质形成的影响.结果表明：1、休闲期耕作较对照提高播种前0-300 cm土层蓄水量,枯水年提高63-91 mm,平水年提高41-70 mm,丰水年提高54-74 mm.尤其在枯水年和丰水年生育后期蓄水效果仍显著,休闲期土壤蓄水效率显著提高,枯水年提高147％～205％.欠水年、平水年,休闲期深翻分别提高播种前0-300 cm土壤蓄水量26.98％,15.67％,较深松更有利于蓄积休闲期降水,且欠水年蓄水保墒效果可延续整个生育时期,而丰水年,休闲期深松效果更佳,可提高12.25％.2、休闲期耕作有利于植株氮素吸收积累,欠水年、平水年,休闲期深翻更有利于氮素吸收,可延续至开花期,且欠水年效果更佳；丰水年,休闲期深松更有利于氮素吸收,可延续至生育后期.休闲期耕作显著提高欠水年、平水年花前氮素运转量,且深翻效果较好；丰水年,休闲期深松较深翻可显著提高花后氮素积累量及其对籽粒的贡献率.休闲期耕作可显著提高成熟期籽粒氮素积累量,显著降低了平水年茎秆氮素积累量及其所占的比例,显著降低了丰水年茎秆、颖壳+穗轴氮素积累量所占的比例.最终,休闲期耕作显著提高了氮素生产效率,欠水年、平水年,休闲期深翻较深松有利于提高氮素吸收效率；丰水年,休闲期深松较深翻有利于提高氮素吸收效率、氮素生产效率.3、休闲期耕作较对照显著提高小麦籽粒产量,枯水年提高981-1 330 kghm-2,平水年提高883-1 089 kghm-2,丰水年提高1 256-1 457 kg hm2.且枯水年、平水年深翻效果较好,而丰水年深松效果较好.在平水年,穗数、穗粒数和产量显著提高,且在平水年和丰水年深翻和深松处理对产量构成因素中的穗数影响最大.深翻和深松处理后降水生产效率和水分利用效率显著提高.不同降水年型休闲期耕作条件下,穗数与播种至拔节期120～180 cm、拔节至开花期60～120 cm土层土壤贮水减少量关系密切,穗粒数与播种至拔节期60～120 cm土层关系密切,产量与拔节至开花期60～120cm、开花至成熟期120～ 180 cm土层关系密切.4、休闲期耕作较对照显著提高平水年、丰水年小麦花后旗叶谷氨酰合成酶(GS)活性、花后5-15d旗叶谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,显著提高不同降水年型籽粒GS、GOGAT活性.休闲期耕作较对照提高平水年、丰水年籽粒清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白含量、蛋白质含量,提高枯水年、丰水年谷醇比,提高不同降水年型籽粒蛋白质产量.休闲期深翻处理枯水年籽粒蛋白质产量,平水年籽粒清蛋白、醇溶蛋白、蛋白质含量及蛋白质产量显著高于深松处理；休闲期深松处理丰水年籽粒蛋白质及其组分含量、蛋白质产量、谷醇比显著高于深翻处理.不同降水年型休闲期耕作条件下,开花期土壤水分影响了旗叶GS、GOGAT活性,尤其是旗叶GS活性,旗叶GS活性与籽粒蛋白质及其组分含量、谷醇比、蛋白质产量关系密切,开花期土壤水分与籽粒球蛋白、醇溶蛋白、蛋白质含量、籽粒蛋白质产量关系密切,尤其是谷醇比与开花期深层土壤水分的关系较密切.总之,在本研究条件下,旱地小麦休闲期耕作有利于蓄积休闲期降水,提升旱地小麦土壤水分贮备水平,改善底墒,尤其枯水年的效果更为明显.休闲期耕作有利于促进植株氮素吸收,可延续至生育后期；有利于促进茎秆、颖壳+穗轴中贮存的氮素向籽粒运转,提高籽粒氮素积累量；有利于提高氮素吸收效率、氮素生产效率.休闲期耕作有利于增加土壤水分,促进小麦向深层吸收土壤水分,优化产量构成,提高增产、优化品质.在枯水年和平水年,以休闲期深翻效果较好,在丰水年以休闲期深松效果较好.