随着世界人口的上升,粮食安全问题日益突出。冬小麦作为重要的粮食作物,在中国和世界的粮食种植结构中占据重要的地位。华北平原作为我国重要的冬小麦生产基地,其水资源短缺的问题,限制着冬小麦的农业生产。如何在保障作物正常生产的条件下,减少灌溉用水,提高作物水分利用效率至关重要。本研究旨在利用田间试验与RZWQM2模型相结合,探究冬小麦生长期内主要灌水时期,并制定适用于华北平原的最优灌溉制度。本研究于2019–2021年在山东农业大学农学实验站进行冬小麦季田间试验,共设置四个试验处理:生育期内不灌溉（I0）,拔节期灌溉（I1）,拔节期和抽穗期灌溉（I2）,拔节期、抽穗期和灌浆期灌溉（I3）（灌水定额为60 mm）。通过两季的田间试验数据对RZWQM2模型进行校准验证,以提高其在本研究情景的适用性。利用RZWQM2模型将不同的灌水时期进行组合,增设八个模拟试验情景,进一步拓展研究结果。综合考虑农田水分变化与冬小麦生长发育,制定更加适宜的灌溉制度。其具体研究结果如下:1.田间试验结果表明,拔节期与抽穗期灌溉处理能够有效提高冬小麦生育期内叶面积指数,干物质积累量、叶绿素含量指数等。拔节期与抽穗期灌溉处理的产量与拔节期、抽穗期和灌浆期灌溉处理之间不具有显著性差异,但是显著高于不灌溉处理和拔节期灌溉处理（32.43%–34.47%和10.49%–15.50%）,拔节期与抽穗期灌溉处理的水分利用效率显著高于其他处理（2.22%–12.01%）。2.田间试验结果表明,拔节期与抽穗期进行灌溉处理可以改善土壤水分状况,保障冬小麦的正常生长发育。生育期内无灌溉处理与在拔节期灌溉处理对土壤贮水量和土壤含水率有负面影响,不利于冬小麦生长发育。拔节期灌溉处理的分层土壤水分消耗最高。在拔节期、抽穗期和灌浆期灌溉处理显著提高土壤贮水量（9.55%–20.65%）,降低土壤水分消耗,其农田蒸散量显著高于其他处理（3.71%–23.41%）,不利于水分利用效率的提高。3.本研究中RZWQM2模型在经过校准和参数的率定之后,对四个处理的土壤水分动态变化,植株生理表现等指标模拟效果较好,其归一化均方根误差（NRMSE）均在合理范围之内,其中土壤贮水量和冬小麦产量的NRMSE值分别为13.07%–15.04%和7.52%–13.17%,这证明该模型经过率定之后适用于此试验情景。通过模型的补充模拟计算与增设模拟试验情景,拔节期与抽穗期灌溉可以保持冬小麦生育中后期的逐日植株蒸腾（AT）,有效降低生长末期的逐日土壤蒸发（AE）。在水资源相对短缺的情境下,在拔节期与抽穗期灌溉处理可以保障冬小麦的生长发育与产量的稳定生产,减少农田蒸散量,保证相对较高的水分利用效率。综上所述,通过田间试验与模型模拟相结合,拔节期与抽穗期进行灌溉可以提高作物水分利用效率,以达到稳产节水的目的。在解决田间科学问题时,引入RZWQM2模型,使其与田间试验相结合是一种值得推广的研究方法。本研究为研究华北平原农业高效用水提供理论依据和科学指导。