小麦拥有着相对丰富的碳水化合物、蛋白质和其他矿质营养,是中国主要粮食作物之一,播种面积和总产量一直稳居世界前列。然而,由于人民对小麦加工产品的需求日益增长,我国优质小麦的供给,依然有着巨大缺口。为此需要进一步探索通过现代化的管理措施,提高小麦生产潜力,优化小麦产量和品质形成。籽粒灌浆是作物生长的最后一个阶段,是小麦粒重和品质形成的关键时期。在现代小麦丰产作物生产系统中,通过农艺措施改善籽粒灌浆尤为重要。氮肥在作物生产中起着关键作用,显著影响着籽粒的产量和品质。在小麦生长后期,由于根系开始衰老,气候较为干燥,叶面施氮有助于为植株快速补充营养,但不同形态氮素叶面施用对灌浆期小麦粒重和品质形成的调控效应和具体作用机理,尚需深入研究。基于此,本研究通过在花期叶面施用硝态氮（NO3-）、尿素（Urea）和铵态氮（NH4+）三种形态氮素,探究了不同氮源处理对冬小麦籽粒粒重、蛋白质和矿质营养水平以及加工品质的调控效应,并从物质转运、激素平衡、酶和基因表达以及氮素代谢水平等角度阐明其内在机理。本研究可以为促进小麦生产的可持续发展,提高小麦生产的经济效益,实现小麦丰产、优质、高效的栽培管理,提供科学理论依据。本研究主要得出了以下结论:（1）叶面施氮有助于在灌浆期提升小麦籽粒总淀粉和支链淀粉积累水平,提高最终粒重。在田间试验下,NO3-、Urea和NH4+处理分别使小麦最终粒重提升了5.1-6.6%、7.0-8.7%和2.4-4.1%。灌浆参数分析表明,NO3-和Urea处理主要通过显著提升最大和平均灌浆速率,使小麦籽粒取得了较高的粒重,而NH4+处理对小麦灌浆的促进作用,主要是通过显著延长了小麦有效灌浆时间。研究发现,NO3-和Urea处理显著提高了籽粒玉米素+玉米素核苷（Z+ZR）、脱落酸（ABA）含量以及脱落酸/乙烯（ABA/ETH）的比值,同时,籽粒中参与淀粉合成的关键基因表达水平得到更加显著地上调。这表明叶面施用NO3-和Urea可以提高籽粒库强并加速碳水化合物向籽粒的转运,使灌浆速率显著提高。另一方面,在NH4+处理下,旗叶抗氧化酶活性更高,这有助于延缓衰老,延长花后光合物质生产持续时间。在干旱胁迫下,籽粒最终粒重损失达到34-36%,植株光合能力遭受到了不可逆的损害。此时,灌浆期粒重的形成,更多地依赖于自身的库强以及花前贮藏物质的再转运。因此,和NH4+处理相比,Urea和NO3-叶面施用可以更加有效地缓解干旱胁迫并提升冬小麦籽粒灌浆水平。（2）叶面施氮促进了冬小麦籽粒中的蛋白质和锌、铁、铜、钙、锰的积累。不同形态氮素处理对西农20和小偃22的作用规律相似。在NO3-和Urea处理下,籽粒中氮素和其他矿质元素的再转运水平较高,但花后吸收量显著低于NH4+处理。对成熟籽粒分析,籽粒蛋白质、锌和铁含量在NO3-处理下达到了最大值,和对照相比分别提升了10.8%、28.7%和31.4%。NH4+处理对籽粒铜、钙含量的提升幅度最高,分别为30.2%和31.2%。Urea、NO3-和NH4+处理对成熟籽粒中不同矿质元素含量的调控规律不同,这可能是由于矿质元素在植株体内的移动性差异。此外,叶面施氮提升了矿质元素的生物有效性。西农20籽粒中的植酸/矿质元素摩尔比总体低于小偃22。NO3-、Urea和NH4+处理下,PA/Zn值分别降低了41.4%、30.7%和17.4%,PA/Fe值分别降低了35.6%、27.2%和14.1%。以上研究结果表明,各矿质元素在籽粒中的积累存在协同性,同时受到了遗传和农艺措施的调控。（3）不同氮素处理均改善了小麦的面筋热特性和面团流变学、机械搅拌特性。和NH4+相比,NO3-和Urea处理对小麦籽粒品质的改善幅度更高。在NO3-处理下,小麦籽粒湿面筋含量、吸水率和面团稳定时间两年间分别平均提升了14.4%、32%和42.3%,提升幅度最大。NO3-、Urea和NH4+处理使籽粒中麦谷蛋白大聚体（GMP）含量平均提升了28.2%、17.8%和7.3%,面粉二硫键含量平均增加了24.6%、17.4%和7.0%。面筋蛋白二级结构分析表明,NO3-和Urea叶面施用时,西农20面筋中分子间β-折叠含量水平分别为29.62和22.81,小偃22中分别为19.49和14.35。微观结构分析显示,叶面施氮使小麦面筋结构的孔洞更加富有层次感,NO3-和Urea施用显著改善了面粉中蛋白质的交联程度,分别使蛋白质交联数提升了52.3%和30.7%,同时显著降低了孔隙度和终端率。以上结果表明,叶面施氮不仅增加了籽粒蛋白质的含量,而且改善了蛋白质的结构特征。NH4+处理对小麦面筋强度和面团加工品质调控效应较弱,主要原因可能是对面团的疏水性、巯基含量、二级结构中的α-螺旋以及蛋白质网络中的终端率和分支率没有显著性影响。同时,在本研究条件下,西农20蛋白质含量更高,对不同氮源处理响应更为积极,表现出了较大的品质提升潜力。（4）和小偃22相比,西农20源库器官中的氮素代谢更为活跃,且在不同形态氮素处理后所表现出的差异更为明显。在NH4+处理下,小麦旗叶的氮素代谢强度最高,硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）在花后8日的活力分别提高了17.5%和12.4%,相关编码基因的相对表达水平也显著高于其他处理。在籽粒中,NO3-、Urea和NH4+处理将花后20日GS的活性提高了24.4%、17.4%和9.7%,将谷丙转氨酶（GPT）的活性提高了15.7%、9.7%和5.8%。在NO3-和Urea处理下,籽粒中游离氨基酸（FAA）更加丰富,编码氮素代谢和品质形成的关键基因在灌浆中后期也有着较为高效的表达。这表明NO3-和Urea处理更为显著地提升了籽粒对氮素的需求和氮素的再转运水平,进而改善了籽粒蛋白质含量和面团品质。同时,对籽粒差异表达基因的KEGG富集分析显示,泛素连接酶复合体、内质网退化和蛋白质导向通路中关键基因的表达水平在氮素施用下发生显著改变。不同氮素处理对氮素代谢和蛋白质积累的调控效应,可能与内质网蛋白质加工通路有关。基于此,通过强化植株氮素再转运和籽粒氮素代谢水平来调控源库关系,是优化小麦籽粒蛋白质积累和品质形成的关键。综上所述,NO3-、Urea和NH4+叶面喷施对灌浆期间籽粒粒重形成、营养品质、加工品质和氮素代谢水平均有不同程度的促进作用。和NH4+相比,NO3-和Urea处理可以更为有效地提升籽粒的库强,加速营养物质向籽粒的转运,从而对缓解干旱胁迫,促进籽粒灌浆,提升籽粒蛋白质和锌、铁含量,改善冬小麦加工品质,有着更为优良的调控效应。