【目的】本研究利用长期施肥定位试验构建的不同土壤肥力梯度,探索陕西关中地区小麦品种演替过程中产量、产量构成因素以及磷生理效率的变化,以期了解品种演替对土壤肥力水平以及磷效率的响应,为今后品种选育提供参考。【方法】长期试验包括7个处理,分别为不施肥处理(CK)、单施两个水平有机肥处理(M1和M2)、两个水平有机肥与两个水平无机肥配施处理(M1N1P1、M1N2P2、M2N1P1、M2N2P2)。小麦品种为小偃6号(80年代)、小偃22(90年代末)以及西农979(当前品种)。【结果】小麦品种演替过程中单产水平逐步提高,同时小麦产量随着土壤肥力水平提高呈显著增加趋势;品种更替的增产效应主要反映在高肥力土壤上(有机无机配施的4个处理),而在低肥力(CK、M1、M2)土壤上品种更替产量差异不显著。小麦品种演替过程中,在低肥力情况下穗数表现为90年代末的小偃22低于80年代的小偃6号,而当前品种西农979又高于小偃6号的趋势;但在高肥力情况下随品种演替穗数基本呈现为增加的趋势。在低肥力情况下随品种演替穗粒数的变化不一致,而在高肥力情况下穗粒数随品种演替基本呈增加的趋势。随着品种演替,无论在高肥力还是低肥力情况下,千粒重均呈逐渐增加的趋势。三个品种的穗数、穗粒数以及千粒重均随土壤肥力水平提高以及养分投入增加而呈增加的趋势。随着品种更替,无论高肥力还是低肥力土壤100 kg小麦需磷量均呈下降趋势,具体为小偃6号>西农979>小偃22号;不过低肥力土壤的100 kg需磷量高于高肥力土壤。随品种的演替,无论高肥力土壤还是低肥力土壤磷生理效率均呈现升高的趋势,但是高肥力土壤的磷生理效率高于低肥力土壤。【结论】陕西关中地区随品种更替小麦单产逐渐提高,其中西农979单产的提升是由于穗数和千粒重的提高,而小偃22号单产的提升则由于穗粒数和千粒重的提高。品种更替在低肥力土壤上并没有表现出产量及磷效率的优势,在高肥力土壤上表现出产量及磷效率的协同提高。因此,品种更替对土壤肥力水平的要求更高,土壤培肥以及定向育种的有机结合是实现陕西关中小麦高产高效、可持续发展的有效方略。