本研究采用大田试验和室内水培相结合的研究方式,选择18个小麦主胚根形态数量性状具有明显差异的品种为供试材料。室内试验设置3个氮水平:正常氮水平(5 mmol/L),高氮水平(45 mmol/L),低氮水平(0.05 mmol/L),探索不同氮水平下小麦苗期根系形态性状与植株生物量和氮积累量的关系,并明确了不同氮效率品种的根系差异,为苗期既能及早鉴定不同氮效率品种提供依据。主要研究结果如下:(1)不同基因型主胚根根长、单株总根长、总根表面积、总根体积和根尖数随着时间的推移呈直线增长趋势,而根平均直径则呈直线减小的趋势。单株总根长、总根表面积、总根体积和根尖数的变异系数较大。根据主胚根形态数量性状的差异可将其分为两类:主胚根发达型和不发达型。(2)不同氮水平对苗期根系生长发育具有影响。低氮水平与正常氮水平相比,显著促进主胚根伸长和根冠比增加,显著降低地上部干重;高氮水平与正常氮水平相比,显著降低主胚根根长和根冠比。正常氮水平下,单株总根长、总根表面积和总根体积平均值,分别是低氮水平的1.92、1.89和1.83倍,是高浓度氮的1.89、1.66和1.46倍,而根尖数呈现出低氮水平>正常氮水平>高氮水平的变化。(3)在不同氮水平下,苗期根干重、地上部干重和植株总干重分别与单株总根长、总根表面积、总根体积根尖数呈显著或极显著正相关(0.584～0.899);根中氮积累量、地上部氮积累量和植株氮积累量分别与单株总根长、总根表面积、总根体积根尖数呈显著或极显著正相关(0.471～0.830);根平均直径与氮素积累量的相关性未达显著水平。单株总根长、总根表面积、总根体积和根尖数可作为评价小麦苗期氮吸收利用的评价指标。通过聚类分析,可将不同氮水平下小麦品种分为3种类型。(4)不孕小穂数、穗粒数、千粒重、籽粒可溶性糖含量和直链淀粉含量的变异系数较大。结实小穂数和穗粒数与苗期的单株总根长呈显著正相关,与根平均直径呈显著负相关。籽粒支链淀粉与单株总根长、总根表面积和总根体积呈显著正相关。籽粒总淀粉含量与总根表面积和总根体积呈显著正相关。籽粒可溶性糖含量与根冠比呈显著负相关。