黄土旱塬是我国重要的粮食生产基地,水资源缺乏是该地区农业生产可持续发展的重要限制因素。该区降雨年际变化和季节差异大,大田试验受技术条件和试验周期等因素的限制,对增加种植密度对黄土旱塬旱作农田作物生长、增产效应和土壤水分状况的影响,以及旱作农田密植栽培水分生产力的长期定位试验研究不足。DSSAT模型模拟试验能够弥补大田试验的不足,对作物生长发育、产量形成和土壤水分利用特征等进行长周期定量模拟,为田间管理措施的优化和旱作农田长期密植条件下土壤水分状况进行评价。为分析和评价不同密度条件下雨养农田的水分生产力、土壤水分利用特征及长期密植条件下旱地土壤水分可持续性,在陕西合阳西北农林科技大学旱作农业试验站设置密植栽培定位试验。试验采用二因素裂区设计,以种植密度为主处理,品种为副处理,共设置12个处理,每个处理3次重复。试验种植密度分别为D1(52500株hm^-2)、D2(67500株hm^-2)、D3(82500株hm^-2)、D4(97500株hm^-2);供试品种分别为稀植大穗品种豫玉22、耐密品种郑单958和先玉335。本文结合密植栽培定位试验（2015-2018年）、密植栽培模拟试验（2015-2018年）与长周期定量模拟试验（1981-2018年）,研究不同密度条件下旱地春玉米生长发育、生产力水平和土壤水分变化特征。研究取得的主要结论如下:1.种植密度对旱地玉米生长的影响种植密度、品种和试验年份对旱地玉米生长发育的影响达到显著水平（P<0.05）。旱地春玉米株高与密度呈正相关关系,且不同品种之间差异显著（P<0.05）。旱地玉米不同节间茎秆力学指标的回归分析模型较好的模拟了玉米茎秆力学指标与种植密度的关系,茎秆力学指标均随密度的增加而降低,且不同品种差异达到显著水平。旱地春玉米叶面积指数（LAI）,D2、D3、D4处理LAI较D1增加21.2-80.2%。生物量随种植密度的增加而增大,但花后生物量占成熟期生物量的比例随密度的增加而降低。不同春玉米品种LAI和生物量对密度的响应存在差异,豫玉22在生育前期LAI和干物质积累随群体密度增加幅度较大,而郑单958和先玉335恰好相反。2.种植密度对旱地春玉米产量及产量构成因素的影响种植密度、品种和试验年份对旱地春玉米产量及产量构成因素的影响达到显著水平（P<0.05）。旱地春玉米产量与群体密度呈抛物线关系,多年平均产量在D2密度条件下达到最大值。旱地春玉米单位面积粒数与群体密度呈显著正相关关系（P<0.05）,而百粒重随群体密度增大而显著下降（P<0.05）。不同耐密性品种产量对密度的响应存在差异,稀植品种豫玉22在较低密度（D1）条件下产量效应较好,但其粒数与百粒重随群体密度增大而减小的幅度大于耐密品种。旱地春玉米产量构成因素对产量的贡献不同,单位面积穗数和穗粒数对产量的影响在不同密度条件下均达到显著水平。3.种植密度对旱地春玉米田土壤水分的影响旱地春玉米田0-200 cm土层土壤含水量随种植密度的增加而降低。春玉米耗水量（ET）随密度的增加而增大,但增加密度不会导致土壤水分过耗形成低湿层,当降雨不能补充作物消耗的水分时,形成短暂低湿层。种植密度对ET的影响达到显著水平（P<0.05）,4年平均ET先玉335>郑单958>豫玉22。旱地春玉米水分利用效率（WUE）随产量的变化而变化,与密度呈二次函数关系,4年平均WUE郑单958>先玉335>豫玉22。4.旱地春玉米不同密度条件下水分生产力效应长期模拟降雨是影响旱地作物生长发育最重要的因素,而黄土旱塬地区降雨年际变化和季节分布差异大,因此造成不同年份之间作物水分生产力水平差异显著（P<0.05）。全生育期降雨量与旱地玉米ET呈显著正相关（P<0.05）,而与产量和WUE呈抛物线关系。通过38年长周期定量模拟试验研究发现,种植密度对旱地春玉米ET、产量和WUE的影响达到显著水平（P<0.05）,产量和WUE与密度呈抛物线关系,在D2(67500株hm^-2)密度条件下达到最大值,而ET随密度的增加而升高。长周期模拟试验耗水量小于多年平均降雨量,因此密植栽培不会造成旱地土壤水分过耗。综上所述,结合密植栽培连续定位试验（2015-2018年）、模型模拟试验（2015-2018年）和长周期定量模拟试验（1981-2018年）结果,可以得出黄土旱塬地区密植栽培不会导致土壤水分过耗,增密不会破坏旱地土壤水分平衡和影响旱地土壤水分可持续性。但旱地春玉米产量和WUE并未随密度增加而增加,而是在D2(67500株hm^-2)密度条件下表现较好。因此,推荐紧凑型品种郑单958结合密度67500株hm^-2为适宜黄土旱塬地区降水资源条件的合理品种类型和种植密度。