本试验以河套灌区主要立体种植模式小麦套种向日葵为研究对象,在前期研究建立的节水灌溉模式基础上,系统研究了不同向日葵种植密度对套种小麦和向日葵群体建成、产量构成及水分利用的影响,结果表明:不同密度处理下套种小麦的产量和水分利用效率(WUE)无明显影响,而套种向日葵产量、套种总产量及套种总利润则以中等密度群体最高,随着套种向日葵密度的增加,盘径、单盘粒重、百粒重等经济性状均呈下降趋势。套种向日葵产量、套种总产量、套种总利润与向日葵密度均呈单峰曲线变化趋势;套种向日葵的总耗水量随着密度的增加而显著增加,而WUE则呈单峰曲线变化。在节水灌溉模式下适当增加向日葵种植密度,套种群体灌浆期叶面积下降相对缓慢,光合势高值持续期长,经济产量、经济效益和水分利用效率可同步提高。构建河套灌区小麦套种向日葵节水、高产、高效群体的适宜向日葵种植密度为3 300~3 500株/667m~2。