本文中的研究区位于陕西省泾惠渠下辖的某试验站内，研究区土壤面积为189m2，轮作体系为冬小麦夏玉米，本文通过灌水试验研究了土壤中水分及氮素对灌溉的响应过程，同时使用HYDRUS-1D模型模拟了不同灌水及施肥模式对玉米生长期内土壤底部铵态氮、硝态氮的累积淋失量的影响，并提出合理的水肥管理模式来减少土壤底部铵态氮、硝态氮的累积淋失量，从而降低地下水受污染的风险，详细结论如下：在玉米及小麦生长期分别进行了两轮灌溉试验，两轮试验期间水分运动的主要方式如下：在灌溉结束后不久，深层土壤水分含量立即出现了增加的趋势，且浅层（0至70cm）以及深层土壤（400至500cm）的含水率发生一定程度的变化，但中间土层的含水率基本保持恒定。灌水试验期间，土壤硝态氮含量有着明显的向下迁移累积的趋势，玉米及小麦灌水实验结束时，硝态氮的最大运移深度分别为300cm及400cm，水分的最大下渗深度均为500cm，硝态氮的运移深度小于水分的下渗深度，同时小麦灌水试验中硝态氮运移深度更大是因为此次试验时小流量、长时间的灌溉方式使得土壤水分运动更加剧烈而导致的。将HYDRUS-1D模型计算出的含水率数据以及铵态氮、硝态氮的浓度数据与田间实测值进行了拟合，并使用相对均方根误差函数（RRMSE）对两者的拟合程度进行了分析，拟合结果均在0.8以下，说明HYDRUS-1D模型能够较好地模拟农田土壤中水氮的运移过程。使用HYDRUS-1D模型模拟研究了硝态氮在不同深度土层中的垂直运移规律，结果表明土壤容重及粘粒含量是影响硝态氮穿透的主要原因，且容重的影响作用更大，当土壤容重及粘粒含量越大时，硝态氮运移穿透出土壤所用的时间就越长。使用HYDRUS-1D模型研究了玉米生长期不同灌溉量及方式对土壤底部累积水分渗漏及无机氮素（硝态氮、铵态氮）淋失量的影响，结果表明，当一次灌水量处在23m3(12cm)范围内时（灌溉面积为189m2）土壤底部累计水分渗漏及氮素淋失量均很小，当灌水量继续增加时水分渗漏及氮素淋失量均出现了急剧上升，说明一次灌水量的安全阀値为23m3；当灌水总量及灌溉时间间隔一定时，分次灌溉的次数越多，土壤内部的总持水量越大，土壤底部累积水分渗漏及氮素淋失量越小；当灌水总量及灌溉次数相同时，灌溉间隔越小，土壤底部累积水分渗漏及氮素淋失量就越大，。总体来看，当施肥量及施肥方式一定时，土壤底部累积无机氮素淋失量随着水分渗漏量的增加而增加，土壤底部累积无机氮素的浓度随着水分渗漏量的增加而减少，而土壤底部无机氮素淋失量为土壤底部无机氮素的浓度与水分渗漏量的乘积，这说明水分渗漏量对土壤底部无机氮素淋失量的影响更大。使用HYDRUS-1D模型研究了玉米生长期不同施肥量及施肥方式对土壤底部无机氮素淋失量的影响，结果表明施肥量越大，土壤底部累积的无机氮素淋失量就越大，同时一次性施肥的安全阀値为10kg，在这一范围内土壤底部累积无机氮素淋失量较小且增加幅度不大，当施肥量超过这一范围时，土壤底部累积无机氮素淋失量会出现急剧增加的趋势；当施肥总量一定时，分次施肥的次数越多，土壤底部累积无机氮素淋失量就越小，当分次施肥的时间与玉米的生长阶段相对应，则会最大限度的降低土壤底部累积无机氮素淋失量。使用HYDRUS-1D模型计算了传统水肥管理模式下玉米生长期土壤底部累积水分渗漏及氮素淋失量，分别为41.8m3及93kg/hm2（hm2为公顷），同时根据以上结论提出了改良的水肥管理模式，即在玉米的出苗期、七叶期、拔节期、以及抽雄授粉期进行灌溉及施肥，灌水量分别为23m3、22m3、22m3、22m3，施肥量分别为8kg、7kg、7kg、7kg（灌溉施肥总量与传统模式相同），改良后的水肥管理模式使作物吸收的铵态氮及硝态氮含量分别增加了3.48g/m2、13.83g/m2，同时使土壤底部累积水分渗漏量及无机氮素淋失量分别减少了14.6m3以及32.5kg/hm2，具有实际的指导意义。