关中平原是我国重要粮食产区,冬小麦-夏玉米生产过程中长期面临干旱、水氮利用效率低、追肥成本高等问题。本研究开展了大田试验,研究了灌水和施氮对冬小麦-夏玉米生长发育、产量和水氮利用的影响。利用田间实测数据对DSSAT模型进行率定和验证,评估了该模型的模拟精度。在此基础上设置不同的周年施氮处理,运用DSSAT模型进行连续30个周年冬小麦-夏玉米轮作模拟,量化不同施氮方案对冬小麦-夏玉米产量及水氮利用效率的影响,提出关中西部地区适宜的氮肥周年统筹制度。将DSSAT模型和遗传算法相结合,建立了冬小麦-夏玉米轮作体系的灌溉优化模型,提出了关中地区不同典型年下冬小麦-夏玉米灌溉制度。研究结果如下:（1）灌水和施氮对冬小麦-夏玉米生长发育和产量影响显著。分析实测数据可知:冬小麦-夏玉米生长发育指标和产量均在2次灌水（灌水量150 mm）、施氮216 kg ha-1条件下达到最高水平。在各种灌水条件下,试验年份周年总产量均在冬小麦-夏玉米周年施氮比为5:5时最高,而周年施氮比4:6处理总产量与其无显著差异。（2）灌水显著了提升冬小麦-夏玉米农田总蒸散量,但在相同灌溉水平下,施氮量增加对ET无显著影响。灌水和施氮均影响土壤剖面硝态氮含量和分布。灌水量和降水量的增加会促进土壤硝态氮下移。在相同灌溉水平下,土壤硝态氮残留量最大值与施氮量正相关。冬小麦-夏玉米水氮利用效率（WUE和NUE）对灌水和施氮量的响应表现为:当施氮量一定时,WUE与灌水量负相关,而NUE与其正相关。当灌水量一定时,WUE与施氮量正相关,而NUE与施氮量负相关。（3）利用实测数据对DSSAT模型进行了率定和验证,结果表明参数本地化后该模型能够较为准确地模拟冬小麦-夏玉米生长过程、产量和土壤水氮变化。为了确定合理的氮肥统筹方案,以1990年10月-2020年9月连续30个周年的气象数据为依据,基于确定的模型参数,采用DSSAT模型的Sequence模式模拟了冬小麦-夏玉米连续30周年轮作的产量和水氮利用效率,结果表明周年施氮量为360 kg ha-1,氮肥配比为4:6的施氮方案为该地区最佳氮肥施用方案。（4）在确定施氮量的基础上优化不同典型年下的冬小麦-夏玉米灌溉制度。结果表明:冬小麦湿润年、平水年和干旱年灌水量分别为75-150 mm、150-225 mm和225 mm,湿润年主要在返青期和拔节期灌水,平水年主要在越冬期、返青期和拔节期灌水,干旱年主要在越冬期、拔节期和孕穗期灌水。夏玉米生育期最多进行2次灌溉,湿润年、平水年和干旱年的灌水量分别为0-75 mm、0-150 mm和75-150 mm,主要在拔节期和抽雄期灌溉。该灌水和氮肥周年统筹方案可为关中西部冬小麦-夏玉米可持续生产和水氮高效利用提供参考依据。需要指出的是,由于疫情和时间限制,田间试验开展的工作相对较少,氮素的残留、利用和转运等规律还不够明晰。同时仅采用了单季作物试验数据对DSSAT模型进行率定和验证,参数的精准程度还有待进一步探究。