以水稻品种K优818和玉米品种农大108为试验材料，采用盆栽试验、PEG模拟干旱试验、田间小区试验和测坑试验，在较宏观的整体水平上研究了不同生育阶段、不同胁迫程度、不同胁迫历时的水分胁迫及其复水后作物农艺指标、生理生化指标、产量和品质等指标补偿效应产生的规律、条件及其生理机制。重点研究了旱后复水对作物根冠结构、功能的影响规律，根系活力和光合速率的补偿形式及光合补偿的生理机制。研究结果表明： (1)作物补偿效应主要体现在干旱复水后，即旱后复水植株生长速率、根系活力、光合速率、PS Ⅱ生理活性、叶绿素含量、WUE和经济系数等方面的补偿；胁迫对作物的补偿主要体现在根冠形态结构的改善。 (2)直接遭受胁迫的器官，生理活性不会因复水得到恢复和激发，后继新生器官生理活性的提高是产生补偿效应的主要贡献者。 (3)旱后复水作物生长补偿和光合补偿间存在正反馈机制。胁迫抑制作物生长，光合同化物需求的降低和在体内的积累是光合速率降低的原因之一；复水后生长加速，库拉力加大、羧化阻力降低，同化物的消耗又反馈促进光合速率的迅速增加。 (4)作物旱后复水结合施肥可明显促进补偿效应的产生，施肥能缩短补偿的响应时间、各项生理活性呈现出超越补偿效应、能降低作物后期的衰老速度，产量和品质均能得到提高。施肥对轻旱处理补偿速率快、而补偿强度不及重旱。 (5)作物营养生长结束前的胁迫，可延缓衰老、延长生育期，光合、叶面积等均表现出有利于籽粒形成的优势，即前期旱后复水有明显的后效性。 (6)建立了作物早后补偿效应综合评价模型，避免了主观因素对补偿效应评价结果的影响，为节水条件下补偿效应的定量评价提供了一种新的方法。 (7)苗后期短历时重度胁迫和拔节期短历时轻度胁迫补偿效应最佳，是水分控制的最佳模式。