近年来，玉米地膜覆盖栽培技术在西北半干旱地区，特别是在关中西部地区得到大面积推广应用，已成为这一地区重要的栽培模式。但由于长期覆盖地膜，破坏了土壤结构，影响了耕地质量和土壤的通透性，抑制了作物对水分、养分的吸收和作物生长发育，造成减产，大量的地膜残留在土壤中，还对农业生态环境构成了“白色污染”，因而该地区覆膜玉米实际产量与潜力产量仍然存在较大差距，且水肥利用效率不高。针对关中西部地区覆膜玉米生产存在的主要问题，本论文在以往研究工作基础上，通过盆栽和大田试验，系统的研究和分析了不同水氮条件下揭膜契机对关中西部地区覆膜玉米根系生长状况、生理生长、产量、水氮利用效率及综合效益的影响，研究得出了以下主要结论：（1）不同水分条件与揭膜时期对覆膜夏玉米根系生长的影响研究表明，对根长、根表面积、平均直径、根体积和根系干质量这5个根系指标进行主成分分析，得到的综合主成分可以代表92.09%的根系信息，具有较好的代表性与客观性，可用于玉米的根系评价。在高水条件下（65%θF～80%θF），对关中西部地区覆膜夏玉米在抽雄期进行揭膜处理，根系生长状况的综合主成分最高，作物产量和水分利用率也最佳。（2）不同水分条件与揭膜时期对覆膜春玉米生理生长、产量及水分利用效率的影响研究表明，中水（60%θF～70%θF）抽雄期揭膜处理生育中后期茎粗、地下部干物质量和根冠比最大，根系活力和叶片叶绿素含量最高，叶片丙二醛含量最小，玉米生育中后期株高、叶面积、总生物量和地上部干物质量均较大，叶片脯氨酸含量较小，而且这些指标与不同水分和揭膜时期组合处理下的最大（小）值差异不大。另外，中水抽雄期揭膜处理的单株产量（108.3g·株-1）与最大值（高水抽雄期揭膜：111.2g·株-1）相比，仅减少了2.7%，差异不明显；其耗水量显著低于所有高水处理；水分利用效率最大（8.31g kg-1），且显著大于其它组合处理。（3）施氮量与揭膜时期对覆膜夏玉米生理生长、产量及水氮利用效率的影响研究表明，在覆膜夏玉米生育中后期，相同施氮条件下，与全生育期覆膜处理相比，抽雄期揭膜提高了根系活力，增加了夏玉米株高、叶面积和地上部干物质量，提高了叶片净光合速率，降低了叶片丙二醛含量，获得了较优的穗部性状和较高的籽粒产量、水分利用效率及氮肥农学效率和偏生产力，而拔节-抽雄期揭膜处理与全生育期覆膜处理之间无明显差异；当揭膜时期相同时，施氮处理的夏玉米生理生长、产量及水氮利用效率等指标均优于不施氮处理，而高氮和低氮处理间无显著差异，随着施氮量的增加，叶片净光合速率、籽粒产量、水分利用效率及氮肥农学效率和偏生产力呈现减少趋势，叶片丙二醛含量呈现增加趋势。关中西部地区覆膜夏玉米的最优覆膜施氮模式为：施氮量为120kg/hm~2，抽雄期揭膜。（4）揭膜对覆膜玉米根区土壤温度的影响研究表明，抽雄期揭膜能降低覆膜玉米生育中后期土壤温度，缓解后期高温的不利影响，改变水肥气热环境，增加水氮利用效率和产量。揭膜后将地膜随时拿出地块，减轻了地膜对土壤环境的污染。（5）通过建立基于信息熵理论的多层次多目标综合评价模型，并采用盆栽和大田试验数据进行计算分析，结果表明，不同水分和揭膜时期组合，中水抽雄期揭膜处理的最终综合效益最理想；不同施氮量和揭膜时期组合，低氮抽雄期揭膜处理最终综合效益最高。所得结果符合生产实际情况，因此，基于信息熵理论的揭膜方案综合效益模糊评价模型可为覆膜玉米最佳揭膜方案提供较为可靠的技术指导。