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水和肥是农田生态系统中投入的两大主要资源,也是重视度最高、人为调控最为密集的两大限制因子,两者存在明显的耦合效应,对作物的生长发育、产量形成及资源利用都至关重要。但生产中灌溉施肥过量,水肥利用率低等现象普遍存在,由此引发了诸多生态和环境问题。本文以黄淮中南部喷灌冬小麦为研究对象,以优化作物灌溉施肥制度为目标,通过试验设置3个灌水水平(低灌水W1:25 mm,中灌水W2:40 mm,高灌水W3:55 mm)和5个氮肥水平(N0:0,N1:80,N2:180,N3:240,N4:300 kg/hm~2),共计15个处理,研究了喷灌条件下灌水、施氮及其耦合效应对土壤水氮时空分布、光合生理、干物质积累、籽粒灌浆特性、产量及水氮利用效率的影响。主要研究结果如下:(1)N2和N3施氮量与水分耦合最佳,可以提高土壤储水利用效率,促进作物对深层水分的吸收和利用。N2～N3施氮量能够满足整个生育期小麦对氮素吸收的有效供给。硝态氮向深层的运移与生育期进程、灌水和施肥呈正相关关系。铵态氮含量变化随着小麦生育期显著波动。施氮影响土壤铵态氮含量,相同施氮量下各土层土壤铵态氮含量随灌水量增加而减少。施氮以及灌水不影响土壤铵态氮向深层的迁移。(2)缺水可导致小麦生长发育进程加快,生命周期缩短。高施氮量下LAI(叶面积指数)下降慢,能够延缓小麦叶片过早衰老。随施氮量的增加,灌浆期旗叶Pn(净光合速率)、Tr(蒸腾速率)、叶片SPAD值均表现为先增加后保持平稳或者缓慢下降。W2灌水处理平均干物质比W3增加5.44%,W1和W3处理间无显著差异。N3水平的干物质积累量均值最大,较对照N0增加5.94%。(3)施氮对t_e(灌浆持续时间)和t_m(最大灌浆速率出现时间)影响显著,两者均随着施氮量的增加表现为先增加后降低。N3施氮量的t_e最大,平均为43.9 d,比N0(零施氮)处理灌浆延长1.7 d,同样,N3处理的t_m最大,平均为24.6 d,比N0处理延迟3.0 d。W2N3处理的t_m值最大,比最小处理W1N0延后5.0 d。施肥和灌水对产量及其构成要素的影响均达到显著或极显著水平。中水中氮处理水肥匹配适宜,可提高对灌溉水的利用,过量的施氮对灌水补偿效应减少。W2N3组合产量和WUE(水分利用效率)均为最大,分别为8960 kg/hm~2、2.83kg/m~3。在本试验条件下,综合考虑产量和水氮利用效率,确定喷灌灌水定额26～35 mm、施氮量193～204 kg/hm~2(基施40%+拔节期追施60%)为适宜的水氮资源配置区间。该研究结果对黄淮中南部灌区喷灌冬小麦田间水肥管理具有重要指导意义。