气孔调节在缓解干旱等非生物胁迫中具有至关重要的作用。为明确半干旱雨养农业区小麦旗叶气孔生理生态响应，发掘小麦抗旱耐逆品种快速筛选指标，探讨气孔相关性状改良方向。以101份甘肃半干旱雨养农业区冬小麦品种及3份黄淮麦区主栽品种为材料，测定两个种植季小麦灌浆期旗叶气孔分布频率和形态指标及光合生理参数和农艺性状指标。利用主成分分析和隶属函数法获取气孔性状综合度量值(D)对供试冬小麦气孔特征进行综合分析。结果表明，冬小麦气孔指数与气孔密度、气孔宽呈显著正相关，气孔密度与气孔长呈显著负相关。基因型和环境显著影响灌浆期气孔、光合生理和农艺性状，而且基因型与环境的互作显著影响冬小麦生长发育。通过主成分分析将6个气孔单项评价指标转化为3个相互独立的综合指标，其包含原有6个气孔指标84.49%的数据信息。第一主成分解释总变异信息的37.64%,其中气孔宽载荷绝对值最大；第二主成分包含原始信息的26.08%,主要反映的是气孔密度；第三主成分中包含原始信息的20.77%,起主要作用的是气孔长。依据气孔性状综合度量值将供试冬小麦品种分为3类，筛选出兰天131、兰天28号、兰天18号、晋麦47等16个适应性强的冬小麦品种。气孔小而扁、气孔密度较高的旱地冬小麦叶片水分利用率较高，在水资源紧张地区具有可持续的产量潜力。综上，气孔宽、气孔密度和气孔长可作为冬小麦灌浆期抗旱耐逆性分析首选指标。通过气孔性状综合度量值可对半干旱雨养农业区旱地冬小麦品种进行有效可靠的筛选。