以节约农业用水、提高干旱半干旱地区粮食综合生产能力为目标,采用大田试验、理论研究和数学分析相结合的研究方法,深入研究了冬小麦和夏玉米生育周期内根层土壤水分变化规律、作物生理生态特征、作物需水规律及灌溉制度等问题,取得了以下主要研究成果:　　(1)相较于常规灌溉模式,周年连作沟灌条件下冬小麦、夏玉米的关键需水期土壤水分更加稳定。土壤含水率的波动频率随水分控制下限提高而增大,在小麦生育期内波动较小、夏玉米生育期内较大。不同层深的土壤水分差异显著,随着土层的加深,土壤含水率的波动频率及波动幅度减弱。　　(2)建立了小麦、玉米周年连作沟灌的冬小麦、夏玉米叶面积、株高等生理生态指标与播后天数的函数关系。周年连作沟灌冬小麦生育期延长1~4d,夏玉米生育期延长3~4d;冬小麦、夏玉米叶面积有不同程度增长,绿叶高值持续期延长,利于作物制造更多的光合同化产物。周年连作沟灌改变了农田小气候,全年少灌水45~90mm,小麦、玉米分别增产129.03~279.61kg/hm2、328.49~867.23 kg/hm2。　　(3)小麦、玉米周年连作沟灌耗水量发生了时间上的改变,冬小麦在生育前期耗水量小幅度上升,后期则明显下降;夏玉米各生育阶段的耗水量出现不同程度的减小。作物周年耗水量仅为687.09~887.95mm、节水62.83~69.67mm、水分利用效率分别提高9.17~10.26％和16.54~22.73%。冬小麦需水关键期为拔节-抽穗期和抽穗-灌浆期,夏玉米需水关键期为拔节-抽雄期抽雄-灌浆期。采用动态规划法制定了冬小麦、夏玉米的最优灌溉制度。