中国小麦的播种面积和产量仅次于水稻，位居全国第二位。河北省小麦播种面积常年维持在233.3万hm2以上，总产量仅次于河南省和山东省，位居全国第三位。河北省小麦生产能力的不断提高，对保障国家粮食安全具有重要意义。河北省水资源极度匮乏，尤其是小麦生长期间的自然降水量偏少，远不能满足小麦生长需求。氮肥的施用在促进小麦产量提高的同时，也可能成为影响环境安全的因素。研究明确河北省冬小麦品种的遗传多样性和超高产冬小麦的品种特征，不仅对丰富河北省冬小麦种质多样性，提高冬小麦高产抗旱育种水平提供理论参考，也对不同类型品种水氮施用技术的革新具有重要的指导意义。本研究采用系谱分析和计算骨干亲本遗传贡献率的方法，研究分析了河北省1976-2013年间审定的156个冬小麦品种的遗传多样性。采用抗旱系数、抗旱指数和SSR标记技术，研究了河北省1997-2007年间审定的85个冬小麦品种的农艺性状抗旱性和遗传多样性。在国家粮食丰产科技工程河北省项目区示范县的超高产麦田，采用多点大区对比法研究筛选了N300kg/hm2+春2水、N240kg/hm2+春2水和N180kg/hm2+春1水3个水氮组合条件下氮高效冬小麦品种。取得结果如下：1.明确了河北省审定的冬小麦品种的骨干亲本遗传贡献率和育种骨干品种。本研究依据对现代冬小麦品种遗传贡献率，明确了蚂蚱麦/碧玉麦等11个普通小麦骨干亲本为河北省审定冬小麦品种的主要骨干亲本。各骨干亲本对河北省审定冬小麦品种的遗传贡献率由大到小的顺序为蚂蚱麦/碧玉麦＞早洋麦＞劳夫林10号＞欧柔=咸农39＞胜利麦/燕大1817＞阿夫乐尔＞丰产3号＞阿勃＞临漳麦＞太谷核不育材料。在1949年以后河北省审定的冬小麦品种中，津丰1号、石新733、泰山5号、冀麦36号、冀麦30号、冀麦32号、冀麦38号、石4185、藁优8901和邯6172等10个品种先后成为该省小麦新品种培育的骨干亲本。并依据这些骨干品种的农艺特征，明确了河北省冬小麦的育种目标一直紧密结合该区域小麦生长季的生态特征，突出小麦的多穗型、抗倒伏、高产、抗旱、耐盐碱、抗锈病的育种特征。2.筛选了河北省审定冬小麦品种的抗旱性鉴定指标，并明确了小麦抗旱高产的育种方向。本研究首次发现了子粒长度、子粒比重均与小麦品种的丰产性和抗旱性显著正相关，干旱结实率和子粒长度也是冬小麦抗旱性鉴定的可靠性状。河北省审定的大部分小麦品种在灌溉条件下产量较高，但其抗旱性尚需进一步改善。增加灌溉条件下的单株成穗数、穗粒数、旗叶长度是提高小麦丰产性的育种途径，而增加干旱条件下单株成穗数、穗粒数以及缩短干旱条件下的旗叶长度是提高旱地产量的育种方向。河北省小麦品种基于抗旱农艺性状的遗传基础较为狭窄。提高高产抗旱种质资源的遗传丰富度，是今后河北省小麦高产抗旱育种的关键。在合理利用现有种质资源的基础上，应进一步引进、收集和创新优异的高产抗旱种质。3.基于SSR标记，明确了河北省审定冬小麦品种的遗传多样性。本研究通过计算每个SSR标记位点的等位基因数Ne（1.644~20.333，平均4.708）和香农信息指数SI（0.148~1.102，平均0.544）表明，河北省小麦品种基因型多样性在大多数SSR位点上较为丰富。遗传相似系数变幅为0.184~0.899，平均0.418，遗传变异程度高于其他省份。河北省农林科学院粮油作物研究所选育的小麦品种遗传基础最为丰富，石家庄市小麦新品种新技术研究所选育的小麦品种与其他单位的品种存在较大的异质性。建议育种单位在选配亲本时，重视引入具有不同的遗传背景、优异性状互补的品种资源作亲本，选育出更多遗传背景丰富的小麦优良新品种。4.明确了河北省超高产冬小麦的品种特征。多穗型冬小麦品种是河北省冬小麦产量不断提高的首选品种类型。产量结构特征为穗数764.7万/hm2左右，穗粒数34.5粒左右；千粒重41.3g左右。群体总茎（穗）数变化特征为基本苗361.7万/hm2左右，冬前总茎数1084.1万/hm2左右，最大总茎数1465.2万/hm2左右；成穗率53.6%左右，穗数占冬前总茎数比例变幅71.2%左右，主茎穗比例47.3%左右，分蘖穗比例53.7%左右。叶面积指数变化特征为冬前0.88左右，起身期1.20左右，拔节期6.04左右，孕穗期7.53左右，开花期5.54左右。株高变化特征为冬前16.2cm左右，起身期18.8cm左右，拔节期42.0cm左右，开花期75.9cm左右。单株次生根特征为冬前2.5条左右，起身期5.7条左右，拔节期20.2条左右；开花期29.2条左右。5.明确了超高产冬小麦适宜水氮施用量，并筛选了氮高效超高产冬小麦品种。适氮节水（N240kg/hm2+春2水）处理的平均干物质积累量和平均子粒产量最高，是河北省超高产冬小麦协调营养生长与生殖生长矛盾，实现较高子粒产量的最佳措施。本研究结果表明，冬小麦品种的氮高效表现存在于一定的施氮量范围，且不同品种存在差异。强筋冬小麦品种（藁优2018）的高效施氮量高于普通冬小麦品种。河农200和石优20在不同施氮量条件下均属氮高效品种，冀麦585和河农826在较高施氮量条件下属氮高效品种，婴泊700在较低施氮量条件下属氮高效品种。