小麦-玉米轮作是华北地区主要耕种制度,两种作物在我国粮食生产中占有重要地位。水氮是影响作物生长的重要因子,其在土壤中的分布与质地密切相关。因此研究水氮在不同质地土壤中的动态分布规律及利用效率,优化施肥管理制度,对提高作物产量、氮肥利用效率及减少氮肥对环境污染有重要意义。本文在河北省宁晋县贾家口镇白木村田间进行,以小麦和玉米为研究对象,在砂壤、轻壤和黏壤地块上分别设置不施氮肥,氮肥基追比3:7、4:6、5:5、6:4和7:3处理,研究冬小麦-夏玉米产量和水氮利用效率,作物生长期间的土壤含水量、贮水量、NH4+-N、NO3--N动态变化规律。同时,利用HYDRUS模型对土壤水分动态分布规律进行模拟与长期监测三种土壤质地下的水分动态变化相互验证。研究结果可以为该地区不同土壤质地的小麦合理氮肥施用提供科学依据。主要研究结果如下:1、小麦季,砂壤、轻壤和黏壤质土壤上,氮素基追比分别为3:7、4:6和5:5小麦产量、水分利用效率和氮肥生产效率均最高。砂壤质小麦不同生育期各土层含水量垂直分布变化较大,砂壤质土壤含水量40-60 cm保持较高水平,虽然含水量在灌溉后迅速升高,但是下降速度也比较快,不利于小麦吸收利用。轻壤质和黏壤质在全生育阶段土壤含水量均较高,轻壤质为9.3%～26.2%,而黏壤质为9.7%～27.6%。土壤贮水量黏壤质>轻壤质>砂壤质,说明砂壤质土壤颗粒大水分易下渗,在灌水时需要延长喷灌时间。土壤中NH4+-N和NO3--N含量主要在土壤耕作层(0-40 cm)变化,且受施氮量的影响较大,在表层土施氮量越多,其土壤NH4+-N和NO3--N含量越高,且随土层加深土壤NH4+-N与NO3--N含量降低。受降水影响轻壤质土壤NH4+-N与NO3--N更易于向土层深处淋溶,成熟期黏壤质各土层的NH4+-N和NO3--N含量均高于轻壤质和砂壤质土壤,说明黏壤质土壤保水保氮肥能力强于轻壤质和砂壤质,氮肥基追比可以适当放大。2、玉米季,主要研究小麦不同氮肥基追比后玉米季统一相同水肥处理对玉米水氮分布和产量造成的影响,结果表明在小麦季追氮肥多的小区,玉米季在0-200 cm 土壤中的水分、贮水量、NH4+-N和NO3--N都有一个较高值,产量比其他处理也有所提高,施氮调整在小麦季追肥的比例,可以提高玉米的产量。但是由于夏季多雨,且灌水频繁,NH4+-N和NO3--N会随水分向土层深处运移,尤其是NO3--N在土壤深仍处仍较高值,随着时间延长,容易使土壤中NO3--N的淋洗,甚至造成地下水环境的污染。不同质地土壤上前茬小麦不同氮肥基追比对后茬玉米产量影响不大。3、通过HYDRUS-1D模型对三种土壤质地土壤含水量模拟值和实测值的对比分析表明,小麦和玉米的表征模拟精度R2分别为0.63～0.82和0.74～0.94,Nash效率系数分别为0.51～0.77和0.52～0.91。说明模拟值与实测值拟合程度较好,可以很好地反应出三种土壤质地水分动态变化规律,从而掌握土壤水分动态分布状况,可以为小麦和玉米制定合理灌溉制度提供理论支持。