本文采用盆栽和大田试验相结合的方法,研究了两种穗型超高产小麦品种在不同施氮量、不同追氮时期条件下的碳氮代谢特征,及其对小麦产量和品质的调控效应,并利用¹⁴C和¹⁵N同位素示踪技术,研究了光合同化物在小麦植株体内的运转分配动态,以及小麦植株对土壤中¹⁵N的吸收、利用规律。主要研究结果有以下几个方面:一、不同氮肥处理对小麦旗叶光合酶活性及叶绿素a荧光动力学参数具有明显的调节效应。两种穗型冬小麦品种随着氮肥施用量的增加,旗叶光合酶活性呈增加趋势,其中1,5-二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPC）活性多数时段以N4(N 4.80g盆^-1)处理最高,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性多数时段以N3(N 3.60g盆^-1)处理最高;随着追氮时期的推迟,旗叶光合酶活性也呈增加的趋势,且以拔节期或抽穗期追施氮肥处理的活性较高。在旗叶衰老后期,大穗型小麦品种旗叶光合酶活性要略高于多穗型小麦品种。随着氮肥施用量的增加和氮肥追施时期的适当推迟,两种穗型品种的旗叶叶绿素a荧光动力学参数Fv/Fo、Fv/Fm均呈增加趋势,且处理之间的差异达显著水平（p＜0.05）。光合酶活性、荧光动力学参数Fv/Fo、Fv/Fm与穗粒重之间多数呈正相关关系,表明适量施用氮肥和追氮时期适当后移,可增强旗叶光合酶活性,提高光合速率,有利于穗粒重的提高。二、两个供试品种旗叶、籽粒中SPS、SS活性的变化趋势和可溶性总糖、蔗糖积累量的变化趋势一致,即两品种花后旗叶、籽粒中SPS、SS酶活性均呈单峰曲线变化,峰值出现在花后15-20d;随着施氮量的增加,旗叶、籽粒中SPS、SS活性呈先升高后下降的变化趋势,且以N3(N 3.60g盆^-1)处理的值最高,表明适宜的施氮量有利于蔗糖代谢酶活性的提高,而过高施氮则相反。旗叶、籽粒中可溶性总糖含量、蔗糖含量也随施氮量的增加呈先升高后下降的趋势,均以N3(N 3.60g盆^-1)处理的值最高。蔗糖代谢酶活性、糖含量与穗粒重的相关性分析表明糖代谢酶活性的提高、糖供应充足有利于小麦粒重的提高。三、小麦籽粒中ADPG-PPase、SSS、SBE、GBSS活性均随着灌浆进程呈单峰曲线变化,峰值出现在花后25d;随着氮肥施用量的增加,四种酶活性均呈增加趋势,但当氮肥过量时酶活性有下降趋势,表明在适宜范围内增加施氮量有利于淀粉合成关键酶活性的提高。随着氮肥追施时期的推迟,淀粉合成酶活性也有增加的趋势,并且在花后25、30d,各处理之间的差异达到了显著水平。通过淀粉合成关键酶活性和淀粉积累量、积累速率的相关性分析表明,淀粉合成关键酶活性提高有利于淀粉积累量、积累速率的提高。随着施氮量的增加,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累量均呈增加趋势,表明适宜氮肥量有利于淀粉的增加,有助于提高粒重增加产量,同时支链淀粉的积累量高于直链淀粉的积累量,这也为通过采用不同栽培管理模式来改变籽粒中淀粉组分,以改善淀粉品质提供了参考。四、氮肥运筹对两种穗型小麦品种旗叶、籽粒中氮代谢酶活性具有明显的调控效应。随着氮肥施用量的增加,旗叶NR、GS、GOGAT呈增加趋势,其中豫麦49-198多数时段以N2(N 2.40g盆^-1)或N3(N 3.60g盆^-1)处理的酶活性较高,兰考矮早8则以N4处理(N 4.80g盆^-1)的酶活性最高,表明施氮量对两种穗型冬小麦品种旗叶氮代谢酶活性的影响效应不同,且处理之间的差异有随灌浆进行逐渐增大的变化趋势。适当推迟追氮时期,旗叶中NR、GS活性呈增加趋势,以拔节或抽穗期处理活性最高;同时籽粒中蛋白质含量也随施氮量的增加、追氮时期后移而增加,表明氮代谢酶活性的提高一定程度上有助于蛋白质含量的提高。五、应用¹⁵N示踪技术研究了不同时期追施氮肥,小麦植株对不同来源氮的吸收、运转及氮素在植株中的分配。结果表明:成熟期小麦植株各部位的氮含量大小为籽粒＞根系＞颖壳+穗轴＞茎鞘+叶,而氮素在不同器官中的分配比例为籽粒＞茎鞘+叶＞根系（颖壳+穗轴）;随着施氮时期适当推迟,籽粒中氮积累量呈增加趋势,以拔节期或抽穗期追氮处理最高。小麦植株吸收追施尿素N的比例为16.45%～26.6%,随着追施时期推迟,吸收¹⁵N的比例呈增加趋势,兰考矮早8和豫麦49-198分别以返青和拔节期追氮处理吸收的比例最高。随着籽粒灌浆的进行,植株各营养器官中¹⁵N的含量下降,籽粒中增加,表明营养器官中¹⁵N向籽粒进行转运;而营养器官中¹⁵N/N的比例在花后0-20d呈下降趋势,花后20-30d基本保持不变,表明灌浆前期营养器官中¹⁵N向籽粒的转运量大于其他N的转运量。随着施氮时期推迟,氮的花后同化量、花后贡献率呈增加趋势,花前贡献率呈下降趋势;全氮对籽粒贡献率表现为花前转运的贡献大于花后同化的贡献,而抽穗期追氮处理中追施氮素对籽粒的贡献表现为花后同化率大于花前转运贡献率。氮肥适当后移有利于小麦籽粒产量、蛋白质产量的提高,且以拔节期处理最高。六、通过¹⁴C-同位素标记研究光合同化物在植株不同部位的分配动态,结果表明:成熟期¹⁴C同化物的分配率表现为茎鞘＞籽粒＞颖壳+穗轴＞叶片;其中大穗型品种兰考矮早8茎鞘、叶片中的光合同化物分配率高于多穗型品种豫麦49-198,表明成熟时大穗型品种有更多的同化物滞留在茎鞘和叶片中。高氮条件下,茎鞘中光合同化物分配率下降,籽粒、颖壳+穗轴、叶片中的光合同化物分配率增加。随着灌浆进行,¹⁴C同化物在单茎籽粒中积累量逐渐增加,在接近成熟时略有下降,高氮条件下籽粒积累量高于低氮条件下的积累量。小麦籽粒中同化物有34.94%来自花前贮藏物质的运转,有65.06%来自开花后同化量,但不同品种、不同氮素水平处理之间有较大差异。高氮条件下,花前运转量、运转率、花前贮藏物质对籽粒贡献率均下降,但花后同化量、对籽粒贡献率以及单穗粒重均增加。兰考矮早8花前贡献率和花后贡献率分别为22.51%和77.84%,豫麦49-198则分别为34.72%和56.29%,表明兰考矮早较豫麦49-198有更多的花后同化量。高氮条件下,两品种均表现为结实小穗数增加,不孕小穗数降低,最终籽粒产量为高氮处理高于中氮处理,并且大穗型品种的增产幅度大于多穗型品种,表明增施氮肥对不同品种的增产效应存在差异。七、两品种面粉的L^*值随施氮量的增加总体呈下降趋势,以NO处理的L^*值最高,并且各处理之间的差异分别达显著水平;a^*、b^*表现为随着施氮量增加总体呈增加趋势,以中等氮肥处理N180或N270处理的值最高。随着施氮时期推迟,面粉L^*值总体呈下降趋势,而a^*、b^*呈升高趋势。随着放置时间的延长,面片的a^*、b^*升高,而L^*值下降,在不同的放置时间内,随施氮量的增加,两品种面片的L^*值下降,a^*、b^*增加,其中豫麦49-198以N180(180kg.hm^-2)处理的红色度和黄色度最高。随着施氮量的增加,两品种的面条硬度、黏合性、黏结性和咀嚼性均随施氮量的增加呈上升趋势。同时,感官评价表明,随着施氮量增加,面条评分呈先上升后下降趋势,以中等氮肥处理的评分最高。感官评价和仪器分析相结合能更客观的反映面条品质。