沙子作为栽培基质具有取材方便和价格低廉的突出优势,在我国具有广阔的应用前景,但是沙培的水肥管理技术并不完善,因此研究作物水氮耦合效应对沙培技术的发展具有重大的现实意义。本试验以“优胜美”水果黄瓜为供试作物,设置灌水水平和施氮量两个因素,采用二次饱和D-最优设计进行沙培黄瓜水氮耦合的田间试验。通过测定分析生长形态、品质、产量和生理特性等指标,研究了温室沙培条件下水氮耦合对黄瓜生长、产量、品质、叶片生理特性及水肥利用效率等方面的影响,提出沙培黄瓜高产、高效、优质生产的最优水氮运筹方案。主要研究结果如下:（1）所有处理的各项生长指标均随着黄瓜生育期的推进逐渐增加,65%的灌水水平不会抑制黄瓜生长,增施氮肥能显著提升各项生长指标对应值,T3处理即灌水水平为65%,施氮量为1250kg/hm~2的水氮运筹方案处理能获得最好的植株生长特性;水氮耦合对植株干物质积累与分配的影响主要表现在茎秆、叶片和果实的积累上,随着施氮量的增加植株干物质积累量显著增加,灌水水平与其呈开口向下的抛物线趋势;叶片叶绿素SPAD值可以作为预测植株干物质积累的关键指标。（2）150kg/hm~2施氮量下的处理T1和T2黄瓜产量均极显著低于其它处理,当施氮量在623kg/hm~2以上时,才能满足农业生产中的高产目标,在沙培中施氮量是决定黄瓜产量的关键因子,增施氮肥能够显著增产,过量灌水施氮会造成一定程度上的减产,符合报酬递减规律。水氮耦合对沙培黄瓜的可溶性固形物、类黄酮和含水率无显著差异,对其它品质指标均有显著影响,T5处理是果实品质综合评分最高的,其次是处理T4,适宜的灌水水平是获得较高综合品质贴合度Ci值的关键。（3）低施氮量严重抑制了黄瓜叶片的各项光合生理指标,处理T4在各生育期内均能获得较高的净光合速率,在高水高氮下能获得最高的蒸腾速率,在适宜的灌水水平下增施氮肥能获得较大的气孔导度值、瞬时水分利用效率、叶绿素含量和Ru BP羧化酶活性;当灌水水平为80.20～100%,施氮量为623～1250kg/hm~2时,可以有效改善叶片光响应特征;施氮量与叶绿素荧光参数之间呈正相关关系,叶绿素荧光参数随着灌水水平的增加总体上呈现出开口朝下的抛物线趋势。（4）处理T4和T5在全生育期内均能获得较高的抗氧化酶活性,低水高氮的处理T3在各时期内能获得最高的叶片Pro含量;灌水水平和施氮量或高或低均会造成MDA含量大量积累,降低SOD活性;在适宜的灌水水平下保证充足的氮肥供应能够得到较高的叶片POD活性和CAT活性;叶片SOD和POD活性在末瓜期时需要增施氮肥才能保持在较高水平;可溶性糖和可溶性蛋白含量随着施氮量的增加而显著提升,在生育前期65%的低灌水水平能够获得较高的叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量,而进入生育后期,植株对水分的需求增大,适当提高灌水水平能增加叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量。（5）苗期植株对氮磷钾的吸收量较少,自进入花期后植株养分吸收量快速增加,各器官养分的分配总体上表现出叶片和果实吸氮量较大,茎、根和花较少,植株对氮磷钾的吸收均随着灌水水平和施氮量的增加而增加,但过高的灌水水平和施氮量会抑制植株对氮磷钾的吸收。灌水水平决定了灌水量的多少;肥料利用的各项指标随着灌水水平和施氮量的增加总体上呈开口向下的抛物线趋势,但灌水水平对肥料利用的影响并不显著,施氮量是影响肥料利用的主要因素,在适宜的灌水水平下保证充足的氮肥供应能够提升沙培黄瓜的肥料利用能力。（6）灌水水平是影响基质含水率的主要因素,水分在基质剖面上的分布表现出其湿润峰有明显向深处运移的趋势;基质的盐分积累是各基质层硝态氮残留所导致的,虽然膜下滴灌有“抑盐压盐”的作用,但避免过量灌水施氮是防止盐分富集的一种有效措施;基质中的硝态氮和铵态氮两种无机态氮总体上表现出易随水分运移的特性,并且黄瓜根系对于铵态氮的吸收存在阈值。（7）本试验条件下的最优水氮运筹方案是灌水水平为71.28～78.46%,施氮量为874.34～1011.07kg/hm~2。在此基础上,综合考虑沙培黄瓜叶片生理特性和基质水盐氮分布运移对水氮耦合的响应特征,在生育前期可以在此水氮区间内取较低值,在进入盛瓜期后取较高值,能够提高叶片生理代谢能力,减少水分及氮素淋失风险,同时避免产生次生盐渍化危害黄瓜生长。