山西农业大学小麦旱作栽培团队由教授协会副会长高志强教授于2009年组建，2016年获批山西省科技创新重点团队。团队依托山西农业大学作物学一级学科、省部共建黄土高原特色作物优质高效生产协同创新中心、国家小麦产业技术体系冬春混播区岗位、山西省旱作栽培与作物生态重点实验室等平台开展工作。经过10多年的发展，目前团队成员包括9名教授、10名副教授、4名讲师、4名实验师共27名教师及百余名研究生。形成了水肥高效与旱作生理机制、有机旱作制度与土壤培肥机制、气候变化与干旱适应机制3个稳定的研究方向。在山西闻喜、洪洞、平陆、翼城建立旱地小麦试验示范基地和专家大院。共承担国家自然科学基金项目9项、国家小麦产业技术体系专项1项、农业部公益性行业（农业）项目子课题3项、国家重点研发子课题3项目、对发展中国家科技援助项目1项及其他省部级项目48项；发表论文300余篇，其中SCI论文60篇；出版著作18部；授权国家专利28项；制定地方标准7项；团队骨干成员孙敏获批青年“三晋学者”特聘教授。培养博士研究生17名，硕士研究生140名，其中20名研究生获国家奖学金，11名学生获研究生创新项目。研发的成果获批山西省科学技术科技进步类一等奖1项、二等奖1项，山西省科学技术自然科学类二等奖1项，山西省高等学校优秀成果奖（科学技术）一等奖1项、二等奖1项，山西省标准创新贡献奖三等奖1项，山西省农村技术承包二等奖1项。
1 揭示了作物土肥水根苗系统协调机制
围绕黄土高原旱作区水是核心、肥是关键，开展如何协调水—肥—气—根—土—苗六大关系这一科学难题的研究，明确了黄土高原旱地作物根系形成和根群分布特征，提出了根系构型理论，建立了旱地谷类作物根系动态变化的数学模型，首次明确了谷类作物根与地上部茎叶的关系；揭示了磷素的原始启动机制及深施肥对根系的诱导机理，明确了叶光系统、根土系统与微生物之间存在互为条件关系，揭示了黄土高原作物根—冠—土系统协同机制；阐明了旱地麦田土壤蓄水规律与耗水规律，明确了因墒定量施用氮磷的水肥耦合机制；阐明了CO2浓度升高提高旱地作物光合能力、水分利用效率，增强作物抗旱性的生理机制，明确了旱地作物对CO2浓度升高的响应机制。最终，通过协调根系构型、根苗系统、根土系统、水肥耦合和水气互作五大关系，揭示了旱地作物根土水气协同机理、明确水肥高效利用机制。该理论研究“黄土高原旱地作物根土水气系统研究与水肥高效利用机制”于2019年获批山西省科学技术自然科学类二等奖。
2 首次提出并系统研究了旱地小麦“三提前”蓄水保墒技术增产机理
团队针对旱地小麦干旱缺水、土壤瘠薄、产量低而不稳、比较效益低等问题，首次提出集休闲期深耕（深松）、深施肥、秸秆还田（覆盖）为一体、一次性多功能作业、兼具纳雨培肥保墒效果的“三提前”技术，并系统研究其增产优质机制。通过多年定位研究，揭示了旱地小麦土壤水分循环、变化及运行规律，阐明了旱地小麦根群作用与土壤水分利用特点，丰富了旱地小麦水分生态理论；揭示了“三提前”技术的休闲期深层水分保蓄规律；明确了“三提前”技术的小麦生育期土壤水分利用规律；自主研制出黄土高原旱作麦区无公害保水缓释肥料产品，保证了“三提前”技术的培肥保水效果；明确了“三提前”技术的氮素运转、养分高效利用生理机制；阐明了“三提前”技术增穗、高产、高效技术原理；探明了“三提前”技术的蛋白质积累与优质生产的生理机制。同时，自主研发并推广应用实施“三提前”技术体系配套的农机具，包括深松施肥配套机械与施肥覆膜播种一体机械、旋转式旋耕机、旋耕碾压一体机等，实现机艺一体化。该技术降低了播种前土壤容重，增加了土壤孔隙度，促进耕层0.25-0.05 mm粒径微团聚体形成，提高了土壤有机碳组分含量及总有机碳含量；提高了播种前0-300 cm土壤蓄水量17-91 mm，尤其是深层（60-240 cm土层）土壤蓄水量，提高了夏闲期蓄水效率20%-203%，且蓄水效果可延续至生育中后期；良好的底墒为各区域适期播种提供保障，有利于促进根系下扎，形成冬前壮苗，深层贮备的土壤水分供给后期生长需求，增加冠层截获的光合有效辐射，开花期增幅达6%-11%，显著提高叶面积指数，增强抗旱性，延缓衰老；促进了深层氮素吸收和花后氮素积累、运转，从而提高籽粒氮素积累量，提高了籽粒蛋白质含量（13.33%-15.08%）；提高了穗数4.4%-51.3%和穗粒数0.7-5.0个，最终，提高产量12-44%、周年降水利用效率26%-72%、水分利用效率15%-20%、氮肥偏生产力12%-15%，磷肥偏生产力25%-36%。该技术研究“旱地小麦蓄水保墒增产技术与配套农业机械的研发应用”2015年获批山西省科学技术科技进步类一等奖。
3 旱地小麦探墒沟播节水减肥技术创新
小麦宽窄行探墒沟播技术是一项抗旱节本增产增效新技术，是继小麦地膜覆盖技术后一项突破性旱作高产耕作栽培技术，是集成硬茬免耕播种、播后镇压、化肥深施，秸秆垄面覆盖等多项技术的一项综合技术。团队系统研究了探墒沟播的节水减肥技术及其机理。通过试验示范研究表明，采用探墒沟播较传统模式显著提高了越冬、拔节期0-300 cm 土壤蓄水量，分别达11.2-22.4 mm、17.1-25.6 mm，显著降低了播前—拔节阶段耗水量及其所占比例，提高了拔节后耗水量；显著降低了越冬—拔节群体分蘖增加率和拔节—开花减少率，显著提高成穗率、穗长、小穗数、可孕小穗数，优化了产量构成，提高产量16 %-20%、水分利用效率13%、氮肥偏生产力21%-25%，磷肥偏生产力25%-28%。该技术实现了产量与水肥利用效率的同步提升，多年列入山西省小麦主推技术。