近年来,我国社会生产力和国民经济取得了较快发展,农业水平得到了一定的提高。但是,目前我国的水肥利用效率仍处于较低水平,水资源浪费及农业污染问题日趋严重。选择合理的水肥处理措施,是在保证作物产量的前提下,提高水肥利用效率,减少水肥浪费的一个重要途径。本文以冬小麦为研究对象,试验区位于山东聊城位山灌区。通过设置多种施肥灌溉方案,分析土壤含水率变化特征、氮素在土壤剖面的分布特征;分析不同水肥处理措施对冬小麦生长指标及产量的影响;计算作物水分利用效率、氮肥利用效率;根据测坑试验及DSSAT-CERES-Wheat模型模拟结果,筛选最佳的水肥处理措施。本文主要结论有以下几点:(1)通过对土壤含水率变化规律的研究,发现不同水肥处理措施对土壤含水率整体变化规律的影响差异不显著,在冬小麦收获后,土壤平均含水率为25%~31%;施肥量相同时,土壤含水率随灌溉量的增加而增加;试验方案中3号测坑的水分利用效率最大,6号测坑低水低肥的灌溉水利用效率最大,但低肥低水处理时作物的产量较低,在实际生产中应选择灌水定额为675kg/hm~2,施氮量为198kg/hm~2方案,在保证产量的前提下,提高了水分利用效率。(2)通过对比不同水肥处理件下,氮素在土壤剖面上浓度分布特征,发现在冬小麦生长期间,硝态氮主要集中在40~120 cm,灌溉量是影响其分布的主要因素;铵态氮主要聚集在80cm以上,施肥量是影响其分布的主要因素;总氮主要分布于40~160 cm,灌溉量是影响总氮分布的主要因素。(3)通过对氮肥利用率的计算分析发现:实验方案3号测坑处理有利于氮素的高效利用,达到39.05%;对比不同的施肥量,当施肥量较低时,增加灌溉量会使氮肥偏生产力降低。(4)冬小麦的株高、叶面积受灌溉量的影响更显著,而干物质的积累量主要受施肥量的影响。根据对冬小麦生长指标及水肥利用效率的研究发现,灌溉对冬小麦产量的影响比施肥更为显著,在一定条件下,水分是导致冬小麦产量波动的主要因素。(5)结合测坑试验及DSSAT-CERES-Wheat模型模拟结果,筛选灌水次数为3次,每次灌水定额为700 m~3/hm~2,施氮量为180-200 kg/hm~2,其中50%用于底施,50%用于拔节期追肥,作为该地区平水年冬小麦最优的水氮管理方案,有利于提高氮肥利用效率,节约水资源,提高作物产量。