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试验于2011～2012和2012～2013年小麦生长季，在山东农业大学实验农场大田进行，供试材料为高产小麦品种济麦22。设置0～20cm(D1)、0～40cm(D2)、0～60cm(D3)和0～140cm(D4)4个测墒补灌土层深度，每个深度下设4个补灌水平:分别为拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至65％(W1)、70％(W2)、75％(W3)和80％(W4)，以全生育期不灌水(W0)作为对照。研究了不同土层深度测墒补灌和土壤相对含水量对小麦光合特性和产量的影响，主要结果如下: 1不同土层深度测墒补灌条件下土壤水分对小麦光合特性和产量的影响 1.1不同处理对小麦耗水特性的影响 D4条件下，拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至75％的处理土壤贮水消耗量占总耗水量的比例高于拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至80％的处理，促进了小麦对土壤水的利用。 D2条件下，拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至75％的处理开花至成熟期耗水量、日耗水量和耗水模系数均显著高于未补灌处理及拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至65％和70％的处理，促进了小麦开花至成熟期对土壤水的利用;拔节期和开花期土壤相对含水量增加至80％，各指标未显著增加。 1.2不同处理对小麦碳代谢的影响 2011～2012和2012～2013生长季，拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至75％的处理灌浆中、后期旗叶光合速率(Pn)、最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、表观光合电子传递速率(ETR)和叶绿素含量均显著高于未补灌处理及拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至65％和70％的处理;拔节期和开花期土壤相对含水量均增加至80％，灌浆中、后期旗叶Pn、Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR和叶绿素含量均未显著增加。 拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至75％的处理成熟期干物质积累量、籽粒干物质积累量和开花后干物质积累量均显著高于未补灌处理及拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至65％和70％的处理，拔节期和开花期土壤相对含水量增加至80％，成熟期干物质积累量、籽粒干物质积累量和开花后干物质积累量均未显著增加。 D2条件下，拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至75％的处理，成熟期籽粒总淀粉和直链淀粉含量显著高于未补灌处理及拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至65％和70％的处理;拔节期和开花期土壤相对含水量均增加至80％，成熟期籽粒总淀粉和直链淀粉含量无显著提高。 1.3不同处理对籽粒产量和水分利用效率的影响 2011～2012生长季，D2、D3和D4条件下，拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至75％的处理籽粒产量和灌溉效益显著高于全生育期未补灌的处理及拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至65％和70％的处理，拔节期和开花期土壤相对含水量增加至80％，未提高籽粒产量、水分利用效率和灌溉效益。 2012～2013生长季，D1、D2和D4条件下，拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至75％的处理籽粒产量和灌溉效益显著高于全生育期未补灌的处理及拔节期和开花期土壤相对含水量均补灌至65％和70％的处理，拔节期和开花期土壤相对含水量增加至80％未显著提高籽粒产量、水分利用效率和灌溉效益。 综合籽粒产量、水分利用效率和灌溉效益，D2条件下的W3处理为本试验的最优处理。 2不同土壤水分条件下测墒补灌土层深度对小麦光合特性和产量的影响 2.1不同处理对小麦耗水特性的影响 W2和W3条件下，依据0～40cm土层测墒补灌土壤贮水消耗量占总耗水量的比例显著高于依据0～60cm土层测墒补灌的处理，有利于土壤水的利用。 W3条件下，依据0～40cm土层测墒补灌，开花至成熟期耗水模系数显著高于依据0～20cm土层测墒补灌的处理，有利于小麦灌浆阶段对水分的利用;测墒补灌土层加深至0～60cm和0～140cm，开花至成熟期耗水模系数均未显著提高。 2.2不同处理对小麦碳代谢的影响 W3条件下，依据0～40cm土层测墒补灌，开花后22d旗叶叶绿体呈椭圆形，沿细胞膜紧密排列，叶绿体膜和细胞膜完整，基粒片层清晰且沿叶绿体长轴方向排列，基粒片层间由清晰的基质片层连接;依据0～20cm土层测墒补灌和全生育期不补灌的处理旗叶叶绿体超微结构均有损伤，不补灌的处理损伤最重，叶绿体变为圆形，在细胞内排列紊乱，叶绿体膜和细胞膜溶解，细胞壁断裂。依据0～60cm土层测墒补灌与依据0～40cm土层测墒补灌叶绿体超微结构无显著性差异，测墒补灌土层加深至0～140cm，叶绿体膜完整，细胞膜部分损伤，基粒片层间出现缝隙。 相关分析表明，旗叶叶肉细胞叶绿体数、叶绿体基粒数和基粒片层数均与叶绿素含量呈极显著正相关（r=0.99**，0.99**，0.96**）。依据0～40cm土层测墒补灌，开花后22d旗叶叶肉细胞叶绿体数、叶绿体基粒数和基粒片层数比依据0～20cm土层测墒补灌和全生育期不补灌的处理显著增加，是其叶绿素含量较高的主要原因;测墒补灌土层加深至0～60cm和0～140cm，旗叶叶肉细胞叶绿体数、叶绿体基粒数和基粒片层数无显著增加，叶绿素含量亦无显著增加。 W3条件下，依据0～40cm土层测墒补灌，灌浆中、后期旗叶Pn、 Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、叶面积、可溶性蛋白含量、RuBPCase活性、PEPCase活性和群体光合速率(CAP)均比依据0～20cm土层测墒补灌和全生育期不补灌的处理显著增加;测墒补灌土层加深至0～60cm或0～140cm，上述参数均无显著增加。 W3条件下，开花后22d，依据0～40cm土层测墒补灌，旗叶上下表皮气孔密度显著小于未补灌处理和依据0～20cm土层测墒补灌的处理，测墒补灌土层加深至0～60cm和0～140cm，气孔密度显著下降。依据0～40cm土层测墒补灌开花后0d和开花后22d旗叶气孔孔径和气孔器长和宽均显著高于未补灌的处理和依据0～20cm土层测墒补灌的处理，测墒补灌土层加深至0～60cm和0～140cm，旗叶气孔孔径和气孔器长和宽均未显著增加。相关分析表明，增大旗叶气孔器长和宽及气孔孔径长和宽，可以显著提高旗叶Pn和Gs。 依据0～40cm土层测墒补灌，成熟期干物质积累量、成熟期籽粒积累量和开花后干物质积累量显著高于依据0～20cm土层测墒补灌的处理，利于获得较高的籽粒产量。测墒补灌土层加深至0～60cm和0～140cm，成熟期干物质积累量、成熟期籽粒积累量和开花后干物质积累量无显著增加。 依据0～40cm土层测墒补灌，成熟期籽粒总淀粉含量显著高于依据0～20cm土层测墒补灌的处理，测墒补灌土层加深至0～60cm和0～140cm，成熟期籽粒总淀粉含量无显著增加。 2.3不同处理对籽粒产量和水分利用效率的影响 2011～2012和2012～2013生长季，依据0～40cm土层测墒补灌的处理籽粒产量和水分利用效率均显著高于依据0～20cm土层测墒补灌的处理，测墒补灌土层加深至0～60cm和0～140cm，籽粒产量和水分利用效率均未显著提高。 综合籽粒产量和水分利用效率，0～40cm土层为本试验的最优测墒补灌土层。