[目的]水分和氮素是限制作物产量和品质的最重要因素,合理的水肥管理是农业生产高产高效的关键.结合同位素技术研究最优水氮耦合模式,为樱桃番茄生产中合理灌水和施氮,提高番茄果实品质及水分利用效率(WUE)提供科学依据.[方法]以樱桃番茄品种千禧为试验材料,结合稳定同位素技术进行水肥耦合盆栽试验.试验设置3个灌溉水平(W)和3个氮素水平(N),灌溉水平包括90％ 土壤持水量(充分供水,WH),70％ 土壤持水量(中度水分胁迫,WM)和50％ 土壤持水量(重度水分胁迫,WL);氮素水平包括高氮(0.23 g/kg,NH),中氮(0.16 g/kg,NM)和低氮(0.08 g/kg,NL).试验采用完全随机设计,共9个处理.在灌溉施肥处理60天后收获,分析测定了植株不同部位的生物量及碳、氮、氧同位素含量.[结果]在WH和WM条件下,增加氮素用量使番茄地上部干物质量和叶面积显著增加,增幅分别为19.8％～45.4％ 和29.4％～106.8％;相同氮素水平下,WH和WM的地上部干物质量和叶面积比WL分别增加24.7％～83.4％和17.6％～90.4％.WHNH处理干物质量和叶面积最高,WMNH处理次之,但后者耗水量低,具有最高的WUE.在WH和WM下,随着氮素用量的增加番茄植株的WUE和氮素含量同步增加.土壤水分水平下降提高了植株的WUE以及δ13C和δ18O,而WUE提高的主要原因是由于叶片气孔的优化调控,植株叶片的δ13C和δ18O可以用于表示灌溉施肥条件下长时间尺度上的WUE信息.WLNM处理提高番茄的糖分含量,而WHNM处理能降低番茄的有机酸含量,从而使番茄口感更好,提高番茄品质.[结论]中度水分胁迫和高氮处理(WMNH)能在促进番茄生长和提高氮素吸收和利用效率的同时减少水分用量,提高番茄的水分利用效率,为本试验的最优水氮耦合处理.