绿豆（Vigna radiata L.）与红小豆（Vigna angularis）是常见的杂粮作物,中国是绿豆与红小豆的主产国,种植面积广,出口量位居世界前列。位于东北西部的白城地区是中国的绿豆与红小豆主要产区,该地区位于东北和内蒙古自治区东北部的绿豆主产区中心,辐射面积大,是中国最集中的绿豆与红小豆优势产区。该区域气候干旱,适合种植绿豆与红小豆等耐旱经济作物。随着绿豆与红小豆生产水平的提高和机械化生产技术的普及,生产规模不断扩大,关于育种、栽培和机械化生产等方面的研究也多见报道,但至今对于绿豆、红小豆水肥需求规律的研究还比较欠缺。由于肥料施用的不平衡,对作物生长,发育和产量都产生了负面影响,也导致了土壤质量的下降,降低了经济效益,制约了绿豆、红小豆的产业发展。因此,研究绿豆、红小豆在白城产区,特别是灌溉条件较差地区的水肥需求规律,保证肥料的合理、经济的施用具有十分现实和重要的意义。本研究于2013-2016年在吉林省白城市进行田间试验,采用三因素五水平正交旋转组合设计,设置了23个氮、磷、钾组合处理,研究了绿豆（白绿9号）与红小豆（白红4号）的生育指标、形态指标、产量与产量构成因素随不同氮磷钾用量区间的变化规律,在此基础上建立了氮磷钾优化施肥数学模型,进而优化了施肥方案。并建立了经济效益优化施肥方案,为绿豆、红小豆在生产中的经济施肥提供一定的参考。并将优化方案运用到不同水肥条件下,获得了该应用该方案的理论基础。最终,在几个不同土壤类型的地区进行了生产验证试验,进一步验证了优化施肥方案。本研究模型以期为受干旱与土壤贫瘠两大因素制约的绿豆与红小豆等食用豆产业的持续发展,提供可借鉴的解决方案。获得主要试验结果如下:1、正交试验结果表明,绿豆“白绿9号”与红小豆“白红4号”生育指标（株高,分枝数,主茎节数,生育期天数）,形态指标（植株干重,茎叶干重,根干重,豆荚干重,籽粒干重）,产量构成因素与产量,随氮,磷,和钾不同施肥组合处理,数据呈现高,中,低数值梯度分组趋势,在此基础上,建立了可拟合的氮磷钾与产量及产量构成因素的三元二次回归模型。2、利用上述模型分析得出,氮、磷、钾单因素对“白绿9号”的产量,单株荚数,单荚粒数的效应大小分别为钾>氮>磷,氮>钾>磷,钾>氮>磷,另外,氮对百粒重为正效应,磷和钾肥对百粒重为负效应,且磷>钾;且通过方差分析可知,氮,磷,、钾肥对“白绿9号”的产量与单株荚数的效应均表现为极显著,而钾肥与磷肥对单荚粒数效应显著,氮肥与磷肥对百粒重的效应极显著。氮,磷,和钾单因素对“白红4号”的产量,单株荚数,单荚粒数,与百粒重的效应大小分别为氮>磷>钾,氮>钾>磷,钾>氮>磷,与氮>钾>磷;且通过方差分析可知,氮、磷、钾对“白红4号”产量的效应极显著,且对单株荚数效应显著,而钾肥对单荚粒数效应显著,氮肥对百粒重效应显著。3、氮磷互作与磷钾互作对“白绿9号”的产量与单株荚数的影响为正效应,表现为氮磷>磷钾,且氮磷互作效应的影响极显著,而氮钾互作对其产量与单株荚数的影响为负效应,且氮钾互作对产量的影响显著;氮磷与氮钾互作对“白绿9号”单荚粒数的影响为正效应,且氮钾>氮磷,氮钾互作的影响显著,而磷钾互作为负效应;氮磷互作对“白绿9号”百粒重的影响为负效应,且影响极显著,氮钾互作与磷钾互作为正效应,且氮钾>磷钾。互作效应对“白红4号”产量的影响为,氮钾>氮磷>磷钾,且氮钾互作对产量的影响显著;氮磷互作与氮钾互作对“白红4号”单株荚数的影响显著,且显著优于磷钾互作;互作效应对“白红4号”单荚粒数与百粒重的影响分别为磷钾>氮磷>氮钾,氮钾>氮磷>磷钾,且磷钾互作与氮磷互作对单荚粒数效应显著,氮钾互作对百粒重效应显著。4、“白绿9号”产量大于2141.69 kg ha^-1的最佳施肥条件为34.38-42.62 kg ha-¹ N,17.55-21.70 kg ha^-1 P₂O₅和53.23-67.29 kg ha^-1 K₂O,其中最高产量(2394.60kg ha^-1)的最佳肥料组合为41.9 kg ha^-1 N,20.7 kg ha^-1 P₂O₅,与66.50 kg ha^-1 K₂O（N:P₂O₅:K₂O=1:0.5:1.59）。此外,单株荚数大于23.41的最佳氮,磷,和钾施肥区间和百粒重大于6.58g的最佳氮施肥与产量区间相交,但是单荚粒数与产量施肥区间没有交点。考虑到肥料和绿豆种子的成本,在最佳肥料组合的基础上确定了经济的肥料组合39.30 kg ha^-1 N,20.26 kg ha^-1 P₂O₅和53.40 kg ha^-1 K₂O。因此,最佳经济施肥比为N:P₂O₅:K₂O=1:0.55:1.36,最高效益产量为2426.59kg ha^-1,利润为23,697.68元ha^-1。5、获得“白红4号”高产(≥1941.53kg ha^-1)的最佳肥料组合包括57.23-68.43kg ha^-1 N,36.04-47.32 kg ha^-11 P₂O₅和50.29-61.27 kg ha^-11 K₂O,其中最高产量(2333.42 kg ha^-1)的最佳肥料组合为62.98 kg ha^-1 N,47.04 kg ha-¹ P₂O₅和59.95kg ha^-1 K₂O（N:P₂O₅:K₂O=1:0.75:0.95）。考虑到肥料和红小豆种子的成本,在最佳肥料措施的基础上确定了经济的肥料组合;该组合的产量为2236.17 kg ha^-1,利润为15,653.16元ha^-1,相应的比例为57.60 kg ha^-1 N,47.03 kg ha^-1 P₂O₅和31.64 kg ha^-1 K₂O（N:P₂O₅:K₂O=1:0.82:0.55）。6、在“白绿9号”、“白绿11号”、“白绿935号”、“白绿985号”、“白红3号”、“白红4号”、“白红6号”、与冀红352号的盆栽试验,以及20个绿豆与20个红小豆品种的田间干旱试验中,氮磷钾优化施肥条件下,其产量显著增加,产量相关性状得到优化。7、不同水分胁迫条件下,配以最优施肥方案,不同品种的耐旱性不同。其中,“白绿9号”和“白红6号”的产量对水分胁迫不敏感,抗旱性较强;其水分敏感指数和抗旱系数分别为“白绿9号”的Di=0.89和DC=0.79,“白红6号”的Di=0.87和DC=0.72。“白绿11号”和“白红4号”的产量对水分胁迫敏感,抗旱性较弱;其水分敏感指数和抗旱系数分别为“白绿11号”的Di=1.76 DC=0.59,“白红4号”的Di=1.01和DC=0.68。8、在不同水分处理条件下,配以最优施肥方案,绿豆品种“白绿9号”和“白绿11号”在施肥模式F120处理时,增产效果最好,平均增产幅度分别为31.56%和28.08%;红小豆品种“白红4号”和“白红6号”在施肥模式F120处理增产效果最好,其增产幅度为44.06%和31.23%。9、在生产验证中,应用绿豆与红小豆最优化施肥方案,绿豆品种“白绿9号”产量比常规施肥方法增加了19.6%;红小豆品种“白红4号”的产量比常规施肥方法增加了15.26%。