我国面临着严重的资源型缺水和水质型缺水问题，特别在华北地区集约化种植业灌区，农业用水的快速增长与供水日渐紧缺的现实之间矛盾日渐突出，甚至激化。与此同时，我国规模化畜禽养殖业发展迅速，产生和排放大量的养殖肥水，其组成相对简单，经过简单的工程处理就可以再生成为农业可以利用的水肥资源，然而养殖肥水灌溉过程水肥迁移转化和作物生长特征还不清楚，在此基础上制定安全的养殖肥水灌溉制度，对于丰富高浓度水肥一体化灌溉理论有一定科学意义，对指导养殖肥水合理农田利用具有重要的现实意义。本文利用规模化猪场肥水处理工程处理后的养殖肥水，开展冬小麦和夏玉米田间小区灌溉试验（试验共9个处理，处理1(Hanae)，厌氧水灌水定额为830m3·hm-2;处理2（Manae），厌氧水灌水定额为500 m3·hm-2;处理3（Lanae），厌氧水灌水定额为160 m3·hm-2;处理4（Tanae∶gw1∶1），厌氧水与地下水1∶1稀释灌溉;处理5（Tanae∶gw1∶5），厌氧水与地下水1∶5稀释灌溉;处理6（Teco∶gw1∶5），仿生态塘水与地下水1∶5稀释灌溉;处理7(Tori∶gw1∶5)，原水与地下水1∶5稀释灌溉;处理8(Tgw)，地下水灌溉;处理9(CK)，地下水灌溉+习惯施肥，处理4-处理9灌水定额均为830m3·hm-2)，研究猪场肥水灌溉土壤水分和养分迁移转化特征、作物生长和光合特征，并通过RZWQM模型模拟和预测提出优化的养殖肥水灌溉制度，经过灌溉风险分析提出安全的猪场养殖肥水灌溉制度，并对原有养殖肥水处理工程提出了相应的工艺改进措施。　　 猪场肥水灌溉作物水分利用效率呈现Tanae∶gw1∶5＞Teco∶gw1∶5＞Tori∶gw1∶5＞Tgw和Manae＞Lanae＞Hanae的趋势，作物耗水量分别与灌溉量、水分利用效率、灌溉水利用效率间达到5％显著相关水平。土体硝态氮累积量趋势为Hanae＞Manae＞Tanae∶gw1∶5、Teco∶gw1∶5、CK、Tori∶gw1∶5、Lana。土壤有机碳和全氮呈现Tori∶gw1∶5＞Tecoo∶gw1∶5＞Tanae∶gw1∶5＞CK、Tgw和Hanae＞Manae＞Lanae的趋势。土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性总体为Manae最高，Hanae或Lanae均降低土壤酶活性。养殖肥水灌溉后第1天土壤氨挥发速率最大，占氨挥发累积量56-84％。土壤氨挥发累积量呈现Hanae＞Manae＞Lanae和Tanae∶gw1∶5、Teco∶gw1∶5＞Tori∶gw1∶5的趋势。　　 猪场原水稀释管理土壤全磷和速效磷含量显著增加，与其他处理相比有向下部土层迁移的趋势。0-20 cm土层交换性钾含量高于20-40 cm土层，交换性钾含量呈现Hanae＞Manae＞Lanae＞CK的趋势，而交换性钠、钙和镁含量相反。不同处理阶段猪场肥水稀释灌溉土壤交换性钾、钠、钙、镁含量差异不显著。　　 Hanae抑制小麦光合作用，Tori∶gw1∶5输入的养分并不能及时被当季作物吸收，Tgw养分严重缺乏。养殖肥水灌溉冬小麦地上部生物量和产量呈现Manae＞Hanae＞Lanae和Tanae∶gw1∶5＞Teco∶gw1∶5＞CK＞Tori∶gw1∶5＞Tgw，养殖肥水灌溉处理冬小麦粗蛋白含量与CK相比均达到显著水平。Hanae和Manae与CK相比提高玉米产量。　　 室温模拟不同形态外源氮素土壤N2O排放呈现NO3--N＞NH4+-N＞CO(NH4)2-N趋势，且随铵态氮和硝态氮浓度的增加N2O排放通量增大。土壤冻结时N2O排放通量缓慢降低且稳定，在融化初期出现土壤N2O排放通量峰。从减少N2O排放的角度，潮土灌溉水铵态氮和硝态氮浓度分别不高于200 mg·L-1和40 mg·L-1。酰胺态氮的浓度不限。室温和冻融过程3种氮素形态和浓度条件下粗粒径(1 cm)土壤N2O累积排放量较细粒径(0.25mm)多32.16％，而低浓度铵(40 mg·L-1)灌溉后无显著差异。　　 应用Tanae∶gw1∶1依次对RZWQM模型水分模块、养分模块、作物生长模块进行了率定，确定了模型参数，并用Manae和Tanae∶gw1∶5实测结果对模型参数进行验证。表明RZWQM模型可以应用于华北地区猪场养殖肥水农田灌溉的模拟。并从冬小麦产量、夏玉米产量、土体硝态氮累积量优化3种养殖肥水农田灌溉模式。　　 对9种养殖肥水灌溉模式风险分析结果表明:养殖肥水灌溉土壤有效态锌、铜和砷含量与清水处理无显著差异。Hanae处理地下水存在铜和锌污染风险，其他养殖肥水灌溉模式地下水重金属污染风险低。养殖肥水灌溉模式地下水蛔虫卵未检出，但细菌总数、大肠杆菌和粪大肠菌总数显著增加。也提出了应用臭氧装置进行消毒的工艺技术及参数。　　 提出优化的养殖肥水安全灌溉模式为:厌氧水与地下水1∶5稀释后在冬小麦越冬期和拔节期进行灌溉，灌水定额为830 m3·hm-2，预测的小麦和玉米产量分别为5625 kg·hm-2和8403 kg·hm-2，且不会引起土壤硝态氮、重金属等累积。