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黄淮海平原小麦和玉米产量分别约占全国的57％和35％,近10年来对全国粮食增产贡献率超过30％,对于保障国家粮食安全意义重大[1].灌溉和施肥是影响作物生产最明显的两大栽培管理因素,同时也是粮食生产中最受重视和易于调控的两个因素[2].水肥等资源增投极大地促进了我国粮食产量增加,其中小麦和玉米增产量占粮食增产总量的21.3％和39.8％[3].冬小麦-夏玉米一年两熟种植制度一定程度上实现了对光、热和耕地等自然资源的高效利用,但是周年水分需求量与降雨量之间有约225 mm的缺口,且主要集中在小麦季;肥料周年需求量约为330 kg·hm-2[4],而实际生产中每年水肥投入量分别约为500 mm和600 kg·hm-2,远远超出周年水肥需求量[5].“大水大肥”造成资源环境压力的同时增加了粮食生产的成本,压缩了经济效益[6].