20个来自中国西北地区的春小麦品种（品系），包括2个地方品种、10个育成品种和8个高代品系种植于宁夏灌区银川和惠农，设三个试验：银川处理I（有限灌溉条件）、银川II(正常灌溉)、惠农（有限灌溉）。分析了抽穗开花期旗叶和成熟期籽粒的碳同位素分辨率（Δ），测定了抽穗期和灌浆期的旗叶比叶重、旗叶灰分含量和旗叶相对含水量，抽穗期的整株灰分含量，成熟期旗叶、整株和籽粒灰分含量，记录了物候期，产量、生物量，计算了收获系数等指标，测定了不同生育期的光合参数。结果表明：两个生育时期的比叶重，三个生育时期、三个部位的灰分含量，抽穗开花期旗叶和成熟期籽粒的Δ存在显著的基因型间差异以及处理间差异。在抽穗期，三个试验处理的旗叶灰分与旗叶Δ呈正相关，但只有一个试验处理达到显著水平(r=0.041，0.508*，0.125)，比叶重与旗叶Δ呈弱的负相关或不相关(r=－0.053，0.098，－0.335)；在灌浆期，三个试验处理的旗叶灰分与旗叶Δ呈正相关(r=0.173，0.343，0.371)，比叶重与旗叶Δ呈显著的负相关(r=－0.363，－0.445*，－0.455*)；在成熟期，三个试验处理的旗叶灰分含量与旗叶Δ呈显著的正相关(r=0.505*，0.447*，0.422)，籽粒灰分含量与籽粒Δ呈显著负相关(r=－0.453*，－0.676**，－0.474*)。我们通过试验似乎可以得出结论：成熟期旗叶的灰分含量包含了更加丰富的信息，它反映了小麦植株整个生长期叶片水分利用效率以及向籽粒转运同化产物的效率和程度；籽粒灰分含量可能反映了灌溉物质的来源(花后的光合同化？花前贮存？)；比叶重，尤其是灌浆期比叶重反映了叶片的光合能力及其对干旱的适应能力。因此，在宁夏有限灌溉条件下，成熟期旗叶灰分含量及灌浆期比叶重有希望作为旗叶Δ的替代指标，籽粒灰分含量有可能作为籽粒Δ的替代指标来预测小麦基因型的蒸腾效率和产量。