干旱和半干旱地区水分不足是影响作物产量的主要因素，但同时，这一地区也存在灌溉水的利用效率低和灌溉水的浪费现象。在农业用水日趋紧张的情况下，通过各种水肥管理措施提高干旱和半干旱地区有限的灌溉水的利用效率是这一地区农业所面临的重要课题。水肥耦合和亏缺灌溉是提高水分利用效率的两项重要措施。本文以玉米为供试材料，通过大田和盆栽试验相结合的方式，研究了亏缺灌溉条件下玉米水肥空间耦合，选择出了最佳水肥空间耦合方式，并探讨了不同耦合方式对作物各项生理指标及土壤水分和养分的运动的影响，从机理上探讨了不同耦合方式对产量和水分利用率的不同影响的原因。大田试验主要处理有：常规灌水施肥（全生育期灌水量为2500 m3/ha），均匀施肥均匀灌水（全生育期灌水理为1200 m3/ha），均匀施肥交替灌水（全生育期有两个灌水水平，1200 m3/ha、600 m3/ha），水肥同区交替灌水（全生育期有两个灌水水平，1200 m3/ha、600 m3/ha），水肥异区交替灌水（全生育期有两个灌水水平，1200 m3/ha、600 m3/ha）。主要结论如下：（1）在干旱半干旱地区，进行夏玉米生产，大幅度节约灌溉水用量（全生育期灌水量从2250 m3/ha 降低到1200 m3/ha、1125 m3/ha、600 m3/ha），对作物产量影响较小，产量下降幅度在10%-15%之间。但作物对灌溉水的利用率却大幅度提高。与充分灌水处理相比，灌水量为600 m3/ha的处理水分利用率提高幅度平均达31.63%，灌水量为562.5m3/ha的处理水分利用率提高40.77%、灌水量为300的处理水分利用率可提高143.22%。（2）在全生育期灌水量为1125 m3/ha和600 m3/ha的水平下，均匀施肥交替灌水、水肥同区交替灌水、水肥异区交替灌水三种不同水肥空间耦合方式中，水肥异区交替灌水为水肥最佳空间耦合方式，在这三种耦合方式中，水肥异区交替灌水的产量和水分利用率最高。（3）水肥异区交替灌水为一种局部灌水方式，其能够提高水分利用率的原因是可减少蒸发面积，从而减少灌溉水的蒸发损失；对养分的淋溶损失少，使肥料养分主要存在于60cm以上土层。（4）在水肥异区交替灌水条件下，灌溉水和肥料养分向未灌水区或未施肥区的运动对于这种水肥空间耦合方式较高产量和水分利用率的形成具有重要意义。（5）水肥异区的空间耦合方式可使根系保持较高的活力和长度，植株对养分的吸收增加，处理后期叶片的叶绿素含量和光合速率均较高，植物的耐干旱胁迫的保护酶系统（SOD、MDA）的活性也较高。这也是这种水肥空间耦合方式产量较高的重要原因之一。（6）作物收获后，水肥异区交替灌水空间耦合方式残留养分主要存在于60cm以上土层，有利于提高土壤肥力、减少肥料对环境的污染。本研究创新点如下：（1）首次将亏缺灌溉和水肥空间耦合相结果，并在干旱和半干旱具有灌溉条件的地区运用，探讨了其对作物产量和各项生理指标的影响。<WP=5>（2）系统研究了亏缺灌溉下的水肥空间耦合对土壤养分、水分运动，养分在土壤中的残留，及与产量形成的各项生理指标的变化。提示了不同灌水量下不同水肥空间耦合方式对作物产量和水分利用率影响的原因。（3）首次提出水肥异区交替灌水有利于肥料养分在40-60cm土层残留、从而可减少肥料对环境的污染和提高土壤肥力的观点。