小麦是我国重要的口粮作物和战略性粮食储藏品种,随着社会发展及人民生活水平的提高,人们对小麦产量及品质的需求也随之提高。实际国情决定了我国小麦生产必须兼顾产量和品质同步提高、协同发展。近年来,为满足社会需求,优质小麦种植面积逐年扩大,但生产中存在地点或年度间产量品质不够稳定的现象,造成量质不能兼顾。适宜的栽培措施可以补偿生产环境对小麦生长的不利影响,促进产量品质平衡发展,提高其稳定性。小麦产量和品质主要决定于群体茎蘖构成与单粒质量,个体性状均衡的茎蘖及籽粒,是其协同提高的基础。因此,通过研究小麦茎蘖之间、粒位之间的生长差异,培育能够保证量、质均衡的茎蘖和籽粒,构成优质单株及高质量群体,可以实现小麦产量品质协同改善与发展。本试验于2019～2020年和2020～2021年两个生长季在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地进行,以优质强筋小麦为试验材料,选择对小麦产量及品质影响较大的种植密度和施氮量为调控措施。试验采用裂区设计,主区设置0 kg hm-2（N0）、120 kg hm-2（N1）和240 kg hm-2（N2）3个施氮水平,副区为180万hm-2（D1）、270万hm-2（D2）、360万hm-2（D3）3个种植密度,品种为副副区:师栾02-1（C1）和泰山27（C2）。重点研究不同施氮量耦合栽培密度条件下,小麦单株茎蘖生长与农艺性状、群体构成与单茎产量贡献、干物质积累与氮素含量、强弱势粒蛋白质含量与对品质的影响,比较不同茎蘖与粒位籽粒对产量、品质贡献的差异,从茎蘖激素变化、叶片光合性能、籽粒氮代谢酶活性等角度解析差异产生的生理机理。为强筋小麦优质高产的合理密植与施用氮肥提供技术支撑,为其优质高效栽培研究提供理论参考。主要结果如下:1.氮肥和密度影响小麦产量形成的茎蘖调控机制研究表明,小麦产量由成穗的主茎与分蘖产量（穗粒重）加权构成,各茎蘖产量与总产量的关系为:Y=A×∑[Ti×Pi]×G,其中,Y为产量,A为基本苗数,Ti为各茎蘖成穗概率,Pi为各茎蘖成穗占群体总穗数比例,G为单穗粒重,i为成穗的茎蘖位（主茎、1N、2N……）。师栾02-1的高产情况以主茎、1N和2N为产量主要构成,且主茎贡献占比30%～45%,1N贡献率为25%～35%,2N约15%～20%,其余由1N-1和3N组成。泰山27高产情况下则以贡献相近的主茎和1N为产量主要构成,占比均为40%～50%,2N贡献占比具有较大的波动性,需根据群体密度合理利用。两个品种的3N和1N-1均具有较大的可调控性,是高产群体组成的缓冲库,可通过栽培措施挖掘其产量潜力。2.干物质积累与含氮量对小麦茎蘖成穗的调节效应拔节期是小麦分蘖两极分化的重要生育时期,结果表明,拔节前后茎蘖中干物质积累量及含氮量的高低,与成穗率有较高的相关性,可一定程度上反映茎蘖成穗情况。当分蘖与主茎干物质的比值超过0.5,则有60%的概率可以成穗;含氮量大于3.3%,分蘖成穗概率也在60%以上。因此,可于拔节期,田间取样测定茎蘖干物质重和叶片含氮量初步判断分蘖成穗情况,为群体的合理调控提供参考。3.氮肥与密度影响蛋白质含量的强弱势粒调控机制小麦总蛋白质含量理论上可视为是由各茎蘖单穗或不同粒位籽粒的蛋白质含量加权平均的结果,主茎和各分蘖不同粒位籽粒的蛋白质含量均表现为强势粒＞中势粒＞弱势粒,其中强势粒对单穗蛋白质含量具有较强的正向调节效应,主茎、1N、2N的单穗蛋白质含量对群体总蛋白质含量起主要正向调节效应,因此,包括主茎、1N、2N的强势粒和中势粒等几类籽粒在内的、具有正向调控效应的茎蘖与粒位是蛋白质稳定形成的关键。增施氮肥可缩小中势粒与强势粒间蛋白质含量差异。降密增氮利于促进籽粒蛋白质含量提高,缩小品种间、茎蘖间的差异。成穗概率低的分蘖,其强势粒或中势粒也对品质有一定的负效应,但高位蘖的弱势粒则是负向作用最大的粒位;施用氮肥可以增加对品质有正向作用粒位的调节效应。4.不同粒位粒重对籽粒蛋白质含量的调节效应分析不同粒位籽粒蛋白质含量得出,除少部分弱势粒蛋白质含量低于14.0%的强筋小麦标准外,强势粒、中势粒及大部分的弱势粒蛋白质含量均能超过14.0%,对籽粒品质起正向调节效应。当40 mg≤强势粒单粒重≤50 mg、35 mg≤中势粒单粒重≤50 mg时,其蛋白质含量基本高于15.0%,对改善小麦品质起较大的正向促进作用;弱势粒单粒重低于35 mg时,蛋白质含量符合14.0%标准,高于35mg时,约有三分之一的概率,其蛋白质含量对品质有较大的负向效应。因此,应充分利用栽培措施调节强筋小麦粒重,为优质稳产奠定基础。5.强筋小麦产量品质协同提高的生理解析试验结果从小麦分蘖、叶片及籽粒等器官的不同生理角度解析了小麦产量品质形成的机理。小麦茎蘖发生与生长受内源激素的显著调控,IAA与ZR的含量是影响茎蘖生长的主要激素,其比值的高低和稳定可以调节小麦分蘖成穗,各分蘖拔节前后IAA/ZR比值与主茎差异越小,变幅低于10%,其成穗概率越高。密度过高不利于分蘖旗叶光合性能的稳定,施氮肥可以缩小分蘖旗叶与主茎之间的差异。合理的氮密组合可以稳定分蘖与主茎旗叶光合速率及光合色素含量,提高各茎蘖旗叶之间的Pn整齐性和一致性,是产量稳定的基础。氮肥和密度对高位蘖籽粒GS活性的影响大于对低位蘖的影响,蘖位越高,其籽粒GS活性变幅随氮肥和密度变化越大;适宜的密度可以提高各茎蘖不同粒位籽粒GS活性,施用氮肥可以缩小分蘖籽粒GS活性与主茎的差异,是提高并稳定蛋白质含量的关键。6.强筋小麦量质协同稳定的栽培调控措施每公顷270万基本苗,施用240 kg氮素,充分利用主茎、1N、2N成穗为主,补偿性调节利用3N和1N-1为辅,实现强筋小麦产量和品质协同稳定。