水资源的短缺是干旱地区农业的主要限制因素，为应对水分胁迫与作物高产的矛盾，有必要进行非充分灌溉。本研究在非充分灌溉条件下，对冬小麦的不同生育时期进行单阶段和连续阶段的水分胁迫，对作物的需水量、耗水量、水分利用系数、冬小麦的产量及农艺性状进行了研究。通过率定Jensen模型，确定了产量与耗水量的函数关系，依据冬小麦的需水关键期，在水资源匮乏的情况下，首先保证关键期用水，并通过Jensen模型制定优化灌溉水量，为天津地区的冬小麦节水灌溉提供指导。主要研究结果如下:1.作物的阶段需水量、需水强度和耗水量因各生育阶段持续时间和气候条件的不同也有很大差异。返青前期需水量少，返青期以后需水量逐渐增加，到抽穗期达到最大，成熟期有所减小但仍然较大；水分利用率最高的点不是产量最高点也不是用水最少的点。2.通过对冬小麦Jensen模型中水分敏感指数λ i的计算比较得出天津市冬小麦水分生产函数的Jensen模型，通过复相关系数检验法验证了所得Jensen模型的正确性。得出冬小麦的需水关键期应该是抽穗期、灌浆期和拔节期，而在返青期和成熟期，可对冬小麦进行一定程度的水分胁迫，对产量不会造成很大的影响。3.运用Jensen模型的结构形式来推求冬小麦阶段耗水量与农艺性状的关系，得到如下结论：①穗重在抽穗期和灌浆期对水最敏感；②抽穗期灌水能显著提高冬小麦的穗粒数③灌浆期和抽穗期灌水能显著提高冬小麦的千粒重④成熟期的耗水量对穗重影响较弱⑤成熟期灌水会对千粒重产生负补偿效应⑥拔节期对株高的影响最为明显，抽穗期叶面积达到最大，灌浆期叶面积有所下降，到成熟期叶面积随叶的衰老快速减小。⑦单个阶段的水分胁迫对株高和叶面积有所影响但影响不大，连续的水分胁迫对株高和叶面积的影响较大。4.Jensen模型对产量有很好的预测作用，能够如实反映阶段耗水量与最终产量的函数关系；Jensen模型结构在农艺性状上的应用有一定的规律性，但精确度不高，下一步可以考虑对Jensen模型结构进行一定的优化或变形来寻求农艺性状与耗水量的关系。5.依据所求Jensen模型，确定优化灌溉制度。以作物水分生产函数的Jensen模型为目标函数，以可供水量和土壤含水量为约束条件，进行优化计算，得到天津地区不同典型年不同灌水定额条件下达到作物高产且节约水资源的优化灌溉制度。