土壤盐渍化是威胁全球粮食安全的重要因素之一,并且在干旱区半干旱地区显得尤为严重。我国受土壤盐渍化危害的耕地面积约1.4亿亩,占全国耕地总面积的7%,广泛分布于华北、西北和东北等重要粮食产区。其中,作为亚洲最大一首制灌区的河套灌区,有68.65%的耕地受到不同程度的盐渍化危害。土壤盐渍化已经成为影响该地区农作物生长的重要限制性因素,严重制约了该地区农业的可持续发展。此外,河套灌区因紧邻黄河,长期使用大水漫灌的灌溉方式,导致其地下水埋深较浅,面临着严峻的土壤次生盐渍化问题。虽然施加氮肥可以在一定程度上缓解盐分胁迫对作物生长的抑制,但是河套灌区过量施肥的现象普遍存在。过剩的氮肥流失到农田之外,在造成经济损失的同时,还会导致地下水硝酸盐污染、水体富营养化和温室气体排放等问题,严重影响生态环境安全和人类健康。因此,针对河套灌区短期内仍会以大水漫灌方式为主,且氮肥利用率低下的生产实际,本文以向日葵为研究对象,在2014年至2016年间开展了盆栽和大田实验,揭示了不同程度的盐分胁迫、施氮量水平及其交互作用在不同生育期对向日葵地上部分和根系生长发育的影响规律,构建了可以考虑盐氮耦合胁迫效应、能够模拟盐渍化农田中土壤水盐运移和作物生长过程的HYDROFOST耦合模型。主要的研究内容与结论如下:（1）基于大量实验观测,对盐分和氮素耦合作用下的向日葵冠层结构特征、光合特性、辐射利用效率和氮素利用效率进行了定性地评价;通过分析向日葵干物质累积和分配的机制,依据最优分配理论阐释了盐渍农田中向日葵的生长规律;对向日葵叶面积指数和籽粒产量与盐分和氮素水平间的响应关系进行了定量描述。（2）通过微根管观测得到的向日葵根系动态生长监测数据,对盐氮耦合条件下向日葵最大根系深度和吸水细根根长密度分布在不同生育阶段的变化特征进行了深入的研究,并建立了向日葵最大根系深度变化函数和吸水细根根长密度分布动态变化函数。将这两者相结合,构建了盐渍农田向日葵根系动态分布函数（DRDF-SF）,并将其作为新模块加入到HYDRUS模型中,建立了HYDRUS-DR模型,解决了原HYDRUS模型无法考虑根系分布动态变化的缺陷,提升了其在较高盐分水平下土壤水分和盐分含量的模拟精度。（3）将改进后的HYDRUS-DR模型作为土壤模块,与以WOFOST模型为基础并加入关键作物参数（SLATB100、CVO和CVL）与盐氮水平间响应关系的作物模块进行耦合,首次建立并验证了能够同时对土壤水盐运移、作物根系生长分布、冠层发展、干物质累积和产量形成等过程进行全面模拟,并且考虑作物-盐分-氮素间复杂响应机制的HYDROFOST作物生长模型。本文的研究不仅揭示了盐渍农田向日葵-盐-氮响应机制及其在不同生育阶段的变化规律,还可为盐渍化地区高效水肥管理模式的研究和农业可持续发展战略的制定提供参考。