育成小麦新品种大面积推广应用，支撑种源自主可控。2022年，国家小麦产业技术体系遗传改良研究室收集评价小麦种质资源9380份，引进包括东方小麦、阿拉拉特小麦、提莫菲维小麦等261份，从中筛选出产业急需的强抗旱种质、高抗穗发芽和强筋高抗茎基腐病等资源。不断优化和改良小麦育种技术与方法，如小孢子离体诱变技术、高通量突变基因筛选TILLING技术等。组装了超强筋小麦品种济麦44的基因组，开发出的多种不同用途的小麦液相芯片，分别用于小麦基础研究和育种应用。克隆和解析多个重要农艺性状基因，如矮秆抗倒伏基因Rht8、干旱应答信号通路TaSnRK2.10等。阐明了河南省小麦遗传改良过程中品种的氮素吸收利用和籽粒生产效率遗传改良进展。通过远缘杂交，将外缘冰草有益基因导入到栽培品种中，为小麦产量和抗性改良提供了创新种源。构建了以小麦骨干亲本“京411”为背景的全外显子大容量突变体库，为小麦功能基因挖掘与新品种培育提供了重要材料基础，并在国内外公开发放。
国家小麦产业技术体系年均育成小麦新品种130个左右。其中2022年育成国审品种54个、省审品种70个。15个品种入选2022年农业农村部主导品种，占全国小麦生产主导品种的60%；所育成冬小麦品种年推广面积占全国总面积的36%以上，超过1.05亿亩。一些冬小麦品种如“济麦22”“烟农19”“鲁原502”“郑麦9023”“郑麦1860”等，已经在生产上大面积推广应用。
水肥耕种土全环节集成技术促进小麦产量和效益提升。国家小麦产业技术体系栽培与土肥研究室研发的冬小麦节水省肥优质高产技术等8项技术入选2022年农业农村部粮油生产主推技术。稻茬小麦灭茬免耕带旋播种技术等13项技术入选2022年度省级农业主推技术。水肥耕种土全环节集成技术的推广应用，可使小麦产量实现3.1%~11.8%的增产，水分利用效率提高6.0%~22.7%，土壤主要肥力指标提高6.5%以上，温室气体减排25%以上，每亩节本增收可达120~200元。
对麦田水氮协同增效机理的研究，为小麦绿色生产提供了理论支撑。在测墒补灌节水34.4%条件下，施氮显著调节了各生育阶段的耗水量。相比传统方式减氮22.2%，可显著降低硝态氮淋溶的风险。开发了丰产绿色节水增效关键技术及装备，实现小麦农田精准高效用水，支撑了黄淮海平原粮食安全与水安全。创新“实时监测—快速诊断—智能决策—精准实施”水肥一体化精准施用控制装置，集成了黄淮海平原控水、提质、增效技术模式。
秸秆还田有利于土壤培肥，其关键技术在于将秸秆的有效生物质转变为土壤的有机质。目前研究表明，秸秆来源生物炭引起的作物产量变化与土壤关键物种的丰富度和多样性密切相关，可为生物炭在不同土壤上的高效利用提供新策略。
小麦主要病虫害监测防控与致病机制解析获重大突破。国家小麦产业技术体系病虫草害防控研究室从感病基因入手来解析致病机制、培育抗病品种，是一种全新的病虫害防控策略。研究鉴定到首个小麦条锈菌感病基因-细胞质激酶类受体基因TaPsIPK1，为作物抗病育种开辟了新路径和新材料。陈剑平院士、许为钢院士评论该研究工作兼具理论突破性和生产应用价值，是植物病理学与作物抗病育种领域的标志性成果；实现了抗病与农艺性状的协同，是实现种源自主可控，提升种业原始自主创新能力的跨越性突破。
针对赤霉病菌，国际上已经明确了草欧菌素与真菌麦角甾醇的互作机制，筛选获得了能显著抑制赤霉菌子囊壳形成的生防菌ZJU23。该研究不但加深了对赤霉病机制的了解，也为后续防治药物的开发提供了理论基础。此外，详细报道了赤霉病菌侵染小麦的过程，降低病菌对硝化胁迫的抵抗能力可有效提高寄主抗性，为抗性小麦材料的创制提供新思路。持续改良机械效能，高质量服务小麦全程机械化生产。
小麦是主要农作物中机械化程度最高的，耕种收综合机械化程度达到97%以上。国家小麦产业技术体系机械化研究室在一些特殊区域，特别是生态脆弱区，推广免少耕播种技术和复式耕播技术取得了很好的效果。实施小麦免少耕播种技术，在玉米秸秆覆盖地实现高效小麦免少耕播种，播种深度合格率大于80%。利用复式耕播技术，可一次完成深松、旋耕整地、分层施肥、碎土镇压、开沟播种、覆土等多项作业；作业后地表平整、松土深度稳定性系数大于87%、地表平整度标准差0.663。在此带动下，农业农村部设立了“保护性耕作（黄河流域）机械化科研基地”。
利用小麦播种机器人技术，已经能够实现小麦无人化智能播种，克服了传统农业受农时、驾驶经验、人工疲劳等影响，提高小麦播种精度和作业效率，实现以“机器换人”。基于大型喷灌机的移动滴灌及精准变量灌溉技术取得新突破，基于地下滴灌及水肥一体化技术应用得以稳步推进。创建了小麦地下滴灌水肥一体化技术模式，相比地面灌节水10％~25%；利用移动滴灌系统，实现自动化灌溉，解决喷灌水分蒸发漂移和冠层截留损失的难题；利用精准变量灌溉技术，开发了基于冠层温度的土壤含水率反演与变量灌溉决策系统，实现大型喷灌机变量灌溉精准控制。