旱地农田的水肥耦合效应一直为国内外许多研究者所关注，探求合理的水肥投入水平，在水分受限制的条件下通过合理施肥以提高产量，是水肥优化耦合研究的主要问题。本文基于长期旱作定位施肥试验，研究了不同施肥条件下不同层次的作物水氮利用、产量以及土壤水分的表现，以及不同年份之间的差异性，探讨了旱作条件下水碳氮耦合及水分生态效应特征。主要结论如下：　　 ⑴旱地长期不同施肥条件下收获期的土壤水分含量差异显著，氮磷肥配施条件下收获期土壤水分含量较低，施用有机肥也降低了收获期的土壤水分含量。受其影响，较低的土壤含水量条件下降雨的入渗深度变浅，不利于深层土壤水分的恢复。因此在施肥水平较高的条件下，夏季休闲后播种期的土壤有效底墒供应能力降低，削弱了土壤水库的供水能力，影响了高肥条件下作物的稳产高产。氮磷肥配施提高了土壤表层的全氮含量，随着施磷量的提高剖面有机质含量下降。　　 ⑵尽管旱作长期施肥条件下土壤供水能力降低，不同施肥处理之间相比，不同比例的氮磷配施方式以及施用有机肥，作物叶片水平的SPAD值、光合、蒸腾速率和水分利用效率仍然较高，各指标从拔节、开花到灌浆期先增加后降低，灌浆期各处理间的差异较大。06-07年播种期土壤有效贮水量和生育期降水均比05-06年降低，受其影响，06-07年与05-06年相比，各处理拔节期和开花期叶片蒸腾速率均有不同程度的下降；施有机肥的处理和氮磷用量较高的处理，拔节和开花期叶片光合速率也有较大幅度下降，但是由于光合速率下降的幅度小于蒸腾速率下降的幅度，因此这些处理的叶片蒸腾速率仍有较高的增加。　　 ⑶与长期施肥作物多年平均耗水量的差异相比，长期施肥后同一年份作物整个生育期的耗水量差异减少，受播种期土壤有效底墒降低和生育期降水量减少的影响，两年之间不同施肥处理下作物叶面积指数变化有别，耗水量则均有不同程度的降低。不同肥料处理耗水量两年之间的差值随施氮量的增加而增加，随施磷量的增加而降低；就不同施肥方式处理而言，依氮磷有机肥配施、氮磷配施、不施肥的对照和单施氮肥处理的顺序，耗水量的差值依次降低。　　 ⑷长期施肥后，氮磷肥配施和施用有机肥仍然可以大幅提高作物生物产量、籽粒产量和水分利用效率。施肥促进了作物氮素的吸收，而各处理间氮素的收获指数差异较小，不同降水年份的作物吸氮量的差值因施肥条件不同也有所差别。　　 ⑸结合长期试验的结果和05-06年的试验结果建立了作物产量与供水量(生育期降水量+土壤有效底墒)、氮磷肥用量关系的方程，经检验回归方程达到了显著性水平(P=0.003)，然后根据此方程模拟06-07年的产量，70％的模拟值与实测值的相对误差在10％左右。　　 ⑹长期施肥同时显著提高了多年总产量和总耗水量，本试验年份中施肥显著提高了产量的同时耗水量没有显著增加，因而水分利用效率随产量增加呈显著增加趋势。　　 ⑺本试验年份小麦的生物产量、籽粒产量和水分利用效率均随作物总吸氮量的增加呈增加的趋势，表现为二次曲线的关系，随着吸氮量的增加三者的变化幅度逐渐降低。拔节期叶面积指数和叶片SPAD值与产量之间呈显著的线性相关关系，拔节期较高的叶面积指数和叶片SPAD值均有利于产量的增加。