本试验在2013—2015年试验基础上,于2015—2016年在山西农业大学邱家岭旱作试验基地进行,以晋麦92为试验材料,设置是否施化肥条件下农户—农户—农户、深翻—深翻—深翻、深松—深松—深松、深松—深翻—深松四种轮耕模式,研究旱作条件下休闲期轮耕对冬小麦土壤水分积累与消耗,植株农艺性状,氮素吸收、利用、运转,产量形成和籽粒蛋白质及蛋白质组分的影响,探索试验所在地区最佳轮耕模式,实现高产、优质、高效。主要结果如下:(1)不同施肥处理下,深松—深翻—深松模式较农户—农户—农户、深翻—深翻—深翻、深松—深松—深松模式播种期0—3 m 土壤蓄水量显著提高,分别达28 mm、17 mm、11mm,且深松—深翻—深松模式有利于提高深层土壤水分(180—300 cm);深松—深翻—深松模式较农户—农户—农户、深翻—深翻—深翻、深松—深松—深松模式土壤蓄水效率显著提高,分别达192%、63%、20%;越冬至开花期0—3m 土壤蓄水量均以深松—深翻—深松模式最高。(2)施肥较不施肥处理,不同轮耕模式生育期耗水量、周年总耗水量增加,播种至拔节阶段耗水量及耗水所占比例降低,拔节至开花和开花至成熟阶段耗水量及耗水所占比例增加。不同施肥处理下,休闲期耗水量以深松—深翻—深松模式最低,生育期耗水量以深松—深翻—深松模式最高,周年总耗水量各处理间无显著差异;播种至拔节阶段耗水量及耗水所占比例以深松—深翻—深松模式最低,且耗水所占比例各处理间差异显著,拔节至开花和开花至成熟阶段耗水量及耗水所占比例以深松—深翻—深松模式最高,且拔节至开花阶段耗水所占比例各处理间差异显著。(3)施肥较不施肥处理,不同轮耕模式各生育时期群体分蘖数、单株农艺性状和成熟期穗长、可孕小穗数均提高,不孕小穗降低。不同施肥处理下,各生育时期群体分蘖数、单株农艺性状和成熟期穗长、可孕小穗数均以深松—深翻—深松模式最高,成熟期不孕小穗以深松—深翻—深松模式最低。(4)施肥较不施肥处理,不同轮耕模式各生育时期植株含氮率、氮素积累量,成熟期穗轴+颖壳和籽粒氮素积累量及氮素所占整株比例,各生育阶段吸氮量,花前氮素运转量及其对籽粒的贡献率和花后氮素积累量,氮素吸收效率、氮素收获指数和氮素生产效率提高,而成熟期叶片和茎秆+茎鞘氮素积累量,花后氮素积累量对籽粒的贡献率降低。不同施肥处理下,各生育时期植株含氮率、氮素积累量,成熟期穗轴+颖壳和籽粒氮素积累量,各生育阶段吸氮量,花前氮素运转量及对籽粒的贡献率和花后氮素积累量,氮素吸收效率、氮素收获指数和氮素生产效率均以深松—深翻—深松模式最高。(5)施肥较不施肥处理,不同轮耕模式穗数、穗粒数、千粒重分别提高5%—8%、1%—3%、1%—7%,产量提高722—845kg·hm-2,水分利用效率提高11%—14%。不同施肥处理下,产量及产量构成因素、水分利用效率均以深松—深翻—深松模式最高,穗数、穗粒数、千粒重、产量及水分利用效率深松—深翻—深松模式较其他三处理分别提高 2%—16%、4%—9%、2%—6%、4%—26%和 2%—14%。(6)施肥较不施肥处理,不同轮耕模式成熟期籽粒蛋白质及蛋白质组分含量、谷/醇比、蛋白质产量、可溶性糖、蔗糖、淀粉含量提高。不同施肥处理,成熟期籽粒蛋白质及蛋白质组分含量、谷/醇比、蛋白质产量、可溶性糖、蔗糖、淀粉含量均以深松—深翻—深松模式最高。总之,休闲期采用深松深翻轮换的耕作模式有利于蓄积休闲期降水,改善底墒,其蓄水效果至孕穗期仍显著;减少小麦生育前期耗水比例,以供给小麦生育中后期耗水需要;有利于提高各生育时期群体分蘖数、干物质量,构建合理群体;促进植株氮素积累、花前氮素运转至籽粒和花后氮素形成,有利于提高氮素吸收效率、氮素收获指数和氮素生产效率;优化产量结构,达到增产增效;有利于蛋白质及蛋白质组分含量、可溶性糖、蔗糖、淀粉含量的提高,且深松—深翻—深松模式的效果更佳。