化肥过量使用带来了严重的土壤环境问题。为了解决这一难题,在稳定小麦产量的基础上,探寻出适宜黄土高原东部雨养地区冬小麦生产的氮肥有机替代比例,于2020-2021年在山西省闻喜县山西农业大学小麦试验基地开展大田试验,研究施用纯氮150 kg·hm-2的条件下,单施化肥、氮肥有机替代25%、氮肥有机替代50%、氮肥有机替代75%、氮肥有机替代100%对旱地冬小麦的产量形成和籽粒品质的影响。主要研究结果如下:1、土壤有机质、有机碳的含量则随着氮肥有机替代比例的增加而增加,在替代100%时达到最高。成熟期0-20 cm土壤速效磷、速效钾的含量则随着替代比例的增加先升高再降低,在氮肥有机替代25%时最高。2、阶段耗水量和日耗水量在播种—拔节随着替代比例的增加逐渐降低,以单施化肥氮最高;而在拔节—成熟随着替代比例的增加先升高后降低以氮肥有机替代25%最高,氮肥有机替代25%较其他处理促进了小麦中后期的生长发育,生育期的耗水量增加5.7-10.8 mm,增加幅度为1.6%-3.0%。3、氮肥有机替代25%可显著增加小麦中后期的群体的有效分蘖率;显著增加小麦孕穗—成熟植株的干物质积累量;提高籽粒灌浆速率,优化产量构成;增加冬小麦孕穗—成熟植株氮素积累量,显著提高小麦植株花前氮素运转量及其对籽粒的贡献率和花后氮素积累量。4、氮肥有机替代25%使冬小麦灌浆中后期的光合特性及叶绿素荧光特征均保持在较高水平,促进灌浆中后期的物质积累;较其他施肥处理可提高冬小麦穗数2.8%-11.9%,千粒重4.0%-6.7%,进而显著提高产量4.1%-9.1%,提高水分利用效率2.5%-6.2%,降低农田基础地力贡献率,提高肥料贡献率。5、蛋白质含量随替代比例的增加先降低再提高,单施化肥和氮肥有机替代25%在保持较高产量的前提下,可提高籽粒的蛋白质含量。籽粒品质受肥料投入的影响较无规律,单施化肥和氮肥有机替代75%较其他施肥处理,可提高面粉粘度,降低面粉糊化温度;氮肥有机替代50%较其他施肥处理可提高面粉面筋指数。6、氮肥有机替代条件下,开花期和成熟期植株氮素积累量及花前花后氮素吸收运转、花后10天光合特性及叶绿素荧光特征与产量及其构成因素显著相关。总之,在晋南的雨养地区采用氮肥有机替代25%,有利于增加土壤养分含量,促进中后期土壤水分的吸收利用,促进地上部植株生长和氮素积累,提高灌浆中后期光合效率,实现产量和品质提升。