研究针对河西绿洲粮食主产区种植业生产面临严重缺水制约农业可持续发展的矛盾,着眼于农业发展现状与趋势,协调农业生产、农民增收与水资源持续利用多重目标,对适合干旱绿洲灌区的种植业系统及主导种植模式进行了系统分析和评价,通过对凉州区种植业用水状况及效率的研究及典型种植模式的综合评价,旨在挖掘筛选出适合于水资源约束地区种植业发展的节水高效型种植模式及其配套的相关节水技术。主要结论如下：1.种植业结构变化与节水技术的不断进步使得作物灌溉定额不断减小,种植业灌溉用水量不断减少,用水经济效率大幅度提高。种植业内部通过扩秋压夏、扩经的结构调整,种植业产值增长近一倍；主要农作物用水量由1998年的8.22亿m3下降到2007年的6.35亿m3,下降幅度为22.74%；种植业产值的大幅度增加和用水量的持续减少使得万元种植业GDP用水量由1998年的0.54万m3/万元下降到2007年的0.21万m3/万元,下降幅度为61.11%。种植业结构变化过程当中规模化种植对种植业节水有重要作用。制种玉米、日光温室蔬菜、覆膜马铃薯三种种植模式在规模化种植方式下较散乱种植灌溉水量分别节约750m3/hm2、1275m3/hm2、1200m3/hm2。2.不同种植模式的耗水量、经济产量、WUE、WEUE之间表现出非一致的关系,中耗水种植模式制种玉米、玉米//豌豆用水效率均较高；高耗水模式春小麦//玉米虽然耗水量大,但其用水效率也较好。传统模式春小麦//玉米年耗水量为990.79mm,耗水量较少的模式为马铃薯、日光温室蔬菜,较春小麦//玉米少47.1%、27.3%,另外玉米//豌豆也是混合群体当中耗水量较少的模式,较春小麦//玉米少耗水21.8%。产量较高而耗水少的玉米／／豌豆和大田玉米模式的WUE最好,分别为14.77Kg/mm·hm2和14.31Kg/mm·hm2;春小麦//玉米为13.32Kg/mm·hm2,制种玉米表现也相对较好为12.17Kg/mm·hm2。高产值型的日光温室蔬菜表现出了最高的WEUE为305.7yuan/mm·hm2,为其他模式的10倍以上,其次制种玉米模式为24.49yuan/mm·hm2,玉米//豌豆模式为22.98yuan/mm·hm2,而春小麦//玉米表现也较好为21.07yuan/mm·hm2。低耗水高产出高效率种植模式是理想的节水模式,但高耗水高产出高效益模式也不应该完全摒弃。3.对10种典型种植模式从经济、社会、生态三个方面进行综合评价,结合凉州区水资源利用现状及规划要求来看,日光温室蔬菜、玉米//豌豆、制种玉米3种模式具有较好的综合效益,与干旱绿洲灌区种植业发展的多目标要求吻合程度更高,具有较好的发展前景。高产值型日光温室蔬菜、制种玉米、小麦//玉米和玉米//豌豆4种模式经济效益较好；除对农民收入贡献率最高的日光温室蔬菜之外,对劳动用工量要求较少的春小麦、冬小麦、啤酒大麦和春小麦-油菜几种模式表现出了较好的社会效益；而水分能量生产效率较高且生育期较长的玉米作物模式则表现出较好的生态效益。从综合评价的结果来看,日光温室蔬菜、玉米//豌豆、制种玉米、小麦//玉米、大田玉米、马铃薯6种模式的综合效益较好。4.在分析不同工程节水技术和不同作物的田间节水技术的节水潜力的基础上,提出了适合区域不同灌区发展的种植业节水模式。通过提高输水利用效率,可使大田麦玉模式节水7883万m3,占大田农作物总灌水量的14%；地下水灌溉如果采用低压输水管道技术,节水量是地下水总灌溉量的20%；通过应用各种田间节水技术可节约农田总供水量的18.4%。适合区域不同灌区发展的节水高效模式有：①山水自流灌区节水改造模式；②地下水开采井灌区节水模式；③城郊高新节水模式。