本试验于2008年3月～2008年10月在甘肃省农业科学院张掖试验站进行。以河西绿洲灌区主要的种植模式小麦玉米带田为种植模式,研究水肥耦合条件下小麦玉米带田的光合特性、水分利用效率、作物耗水量和产量等的变化规律,并得到以下结论:1.不同水肥耦合方式对带田小麦玉米的光合特性影响显著。在不同水肥条件下,带田小麦的光合速率开花期、灌浆期达到最高,然后急剧下降,成熟期最低。灌溉量5550m³/hm²、施氮量630kg/hm²的光合速率最高,为17.84/μmolCO₂·m^-2·s^-1。蒸腾速率的最高值出现在带田小麦的开花期,灌溉量6750 m³/hm²,施氮量420kg/hm²的蒸腾速率最高。带田小麦的气孔导度变化与光合速率变化一致。不同水肥耦合处理作用下,带田玉米的光合速率在开花期达到最高,然后开始降低。灌溉量6750m³/hm²,施氮量630kg/hm²的光合速率最大。带田玉米蒸腾速率的变化与光合速率的变化一致。其中灌溉量5550m³/hm²、施氮量630kg/hm²的蒸腾速率最小,节水效果最好。而对带田玉米的气孔导度影响最为显著的处理为灌溉量6750m³/hm²,施氮量630kg/hm²。2.带田小麦产量与带田小麦灌浆期Pn呈线性关系且r=0.8302,达到了极显著水平。经回归分析得到高水中肥的处理光合生产效率高,水肥耦合效果好。带田玉米产量与玉米灌浆期Pn也呈线性关系,直线正相关系数r=0.91,达到了极显著水平。分析得出在高灌溉量水平,一定施肥量处理下,可以获得较好的光合生产效率和水肥耦合效应。灌溉量6750m³/hm²,施氮量630kg/hm²处理下带田总产量最高,为15069.65kg/hm²。从肥料效应,水分效应和水肥互作效应对产量的带田产量影响看:肥料效应＞水肥互作效应＞水分效应。3.不同水肥处理对带田WUE影响显著,灌溉量5550m³/hm²、施氮量630kg/hm²的WUE最高,灌溉量5550m³/hm²、施氮量210kg/hm²的WUE最低。带田WUE在中灌溉量和高灌溉量条件下,随施氮量的增加而增加;在低灌溉量条件下,随施氮量增加而降低。而在低氮量条件下的WUE随灌溉量的增加呈先降低再增加的趋势。在中施氮量条件下和高施氮量条件,WUE随灌溉量的增加呈先增加再下降的变化趋势。4.作物耗水量在小麦灌浆期最高,小麦三叶期最低。从各主要生育期的作物耗水量占全生育期的作物耗水量的比值的分析对比中得出,在不同水肥处理下,各生育期耗水量占全生育期的耗水量百分比,从小麦三叶期开始到玉米灌浆期呈现先提高再降低的变化趋势;各水肥处理下,小麦三叶期的作物耗水量占全生育期的比值最低,小麦灌浆期的作物耗水量占全生育的比值最高。对不同水肥条件下各主要生育期日均作物耗水量分析得到,各处理的日均作物耗水量均在小麦灌浆期最高,而小麦三叶期的各处理的日均耗水量最低。5.不同水肥处理下带田总产量与总耗水量呈线性关系,且直线相关系数r=0.7174,两者相关性显著。经回归分析得,高氮处理下,在一定的灌水量的范围内,能取得最高的水分生产效率和最佳的水肥耦合效应。6.对不同水肥处理下带田小麦产量与带田小麦叶片WUE间关系和带田玉米产量与带田玉米叶片WUE间关系分析得出,在灌溉量5550m³/hm²,施肥量420kg/hm²或灌溉量5550m³/hm²,施肥量630kg/hm²的处理下带田小麦叶片WUE高,节水效果好,产量高。对带田小麦叶片WUE与带田小麦产量进行相关性分析得到籽粒产量与WUE的直线正相关系数r=0.7614,相关性显著。而对于带田玉米来说,灌溉量5550m³/hm²,施肥量630kg/hm²的处理使带田玉米达到高产的同时,在生理上具有明显的节水效果。