本研究围绕浅层地下水埋深对作物水分利用的影响,以淮北平原典型旱作物冬小麦、夏大豆为研究对象,依据五道沟水文实验站地中蒸渗仪群1986-2012年长序列潜水蒸发观测资料,基于砂姜黑土和黄潮土两种典型土壤,在0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.5m六个地下水位控制埋深下,分析冬小麦、夏大豆生长特征值及产量与不同地下水埋深之间的关系;运用Blank模型计算作物水分敏感系数,运用Jensen模型计算作物水分敏感指数,模拟冬小麦产量,对比实际产量以优选适合淮北平原的水分生产函数;分析了冬小麦、夏大豆不同生育期和不同地下水埋深的水分敏感指数变化趋势,确定了冬小麦和夏大豆适宜的地下水埋深阂值区间,厘清了作物水分敏感指数与地下水埋深之间的关系。(1)地下水埋深与作物特征值及产量的关系。以淮北平原典型旱作物冬小麦、夏大豆为研究对象,对五道沟水文实验站2008-2012年冬小麦和2006-2009年夏大豆在不同地下水埋深下平均株高、穗长、单穗粒数、千粒重、饱角、瘪角、单株粒重和产量数据进行分析,发现在地下水埋深为1.0m时,冬小麦的平均株高、干粒重和产量达到最大值,随着地下水埋深的继续增加,所有特征值都不同程度地下降,降幅在1.6%-16.1%之间。而夏大豆在地下水埋深为0.8m时,仅大豆的饱角和产量达到最大值,随着地下水埋深的继续增加,饱角和产量都不同程度地下降,降幅在29.8%-30.7%之间。(2)基于产量模拟的水分生产函数适应性研究。基于五道沟水文实验站2008-2012年冬小麦潜水蒸发试验数据,运用Blank模型计算作物水分敏感系数,运用Jensen模型计算作物水分敏感指数,模拟2004-2008年的冬小麦产量。结果表明:Blank模型模拟的产量基本上都大于实际产量,增加幅度在5%-20%之间;而Jensen模型的模拟产量和实际产量没有明显的偏向趋势,变幅在1%-9%之间。比较而言Jensen模型的模拟效果要优于Blank模型。因此,Jensen模型更适合应用于淮北平原作物。(3)地下水埋深与水分敏感指数关系研究。根据五道沟水文实验站2008-2012年冬小麦和2006-2009年夏大豆产量和潜水蒸发数据,运用Jensen模型计算冬小麦、夏大豆不同土壤、不同生育期、不同地下水埋深的水分敏感指数。结果表明:冬小麦水分敏感指数在生育期内呈现出先减小后增加的趋势,在抽穗-成熟期时水分敏感指数最大,是返青-拔节期的1.85倍;而夏大豆在生育期内呈现出先增加后减小的趋势,在花荚-鼓粒期时水分敏感指数最大,其他生育期仅为花荚-鼓粒期的48.6%-53.5%;冬小麦、夏大豆水分敏感指数在不同地下水埋深都呈现出先增加后减小的趋势,冬小麦在1.0m地下水埋深下水分敏感指数最大,是同一生育期最小值的1.16-2.45倍。而夏大豆在0.8-1.0m埋深时水分敏感指数最大,相比最小值增加了 1 5%-17.5%。通过不同埋深下水分敏感指数回归曲线,发现砂姜黑土和黄潮土冬小麦生长适宜地下水埋深区间为0.8-1.2m;夏大豆适宜地下水埋深区间在砂姜黑土中控制在0.8-1.0m之间,黄潮土中控制在1.0m以深。在此埋深下冬小麦和夏大豆相比其它埋深的作物可减少人工灌溉、除涝排水的次数,增加作物产量。