土壤水分胁迫从3个方面影响光合作用，一是使气孔关闭，切断外界CO2向叶绿体的供应，使光合作用受到明显抑制，光合速率降低；二是水分逆境使植株叶片中叶绿素含量减少，光系统活力明显降低，光合磷酸化和电子传递都受到抑制；三是水分亏缺造成作物单株叶面积减小，单株总光合能力受到严重损伤。光合作用的强弱直接决定着干物质产量。

   土壤水分仪等研究表明，水分胁迫在冬小麦的各个生育期均显著影响小麦光合作用。土壤水分仪MST3000+研究也表明，灌溉水分不足时，蒸腾速率随气温升高而降低，较易表现出光合午休，小麦光合速率的不对称曲线说明小麦光合午休在下午并没有缓解。而抗旱性较强的品种能维持相对较高的光合速率和净光合速率。在水分亏缺条件下，净光合速率随土壤水分含量变化而变化，与土壤相对含水量之间为曲线关系。研究表明：水分胁迫条件下植株生长受阻，有效生长速率减慢，小麦生育后期绿叶面积迅速减小，光合强度下降，子粒皱秕，产量降低。研究认为，轻度的干旱不但未引起叶片早衰，还了光合性能，提高了产量；而中度干旱和严重干旱则显著降低了氮素水平和作物产量。

   土壤水分仪MST3000+在比较2个需水特性不同的小麦品种的光合性能时发现，在不同的水分供应状况下，不同品种的小麦光合性能有明显差异，耐旱品种叶片的光合速率一般较高，但在刚灌水后的短时间内则以高水肥品种的光合速率较高；耐旱品种在较干旱条件下仍保持较高的光合物质生产能力，是其较强的耐旱性在光合性能上的具体表现。