目前,引黄灌区农业发展面临灌溉水利用效率低下,可用水量不断减少,面源污染加剧,土地退化严重等难题,科学高效使用黄河水资源,提高氮素利用率是建设生态节水型灌区的必然选择。本文针对引黄灌区现存问题,促进节水生态农业发展,联合田间实地调查、监测、试验和数值模拟等方法,对引黄灌区黄河水与井水两种水源的生态环境效应、粮田水分动态变化与蒸腾、地面灌溉施肥下水氮空间变异等内容进行了研究,对改进地面灌溉施肥系统设计、管理和评估以及选择合理科学的土壤水氮调控模式等方面有重要作用。得出的具体结论如下:(1)黄河水水温变化大、营养元素氮含量高、悬浮颗粒以粉粒为主,有利于改善土壤颗粒组成,提高小麦产量。(2) 2015-2016年冬小麦和夏玉米的田间土壤体积含水率主要在0.1-0.30之间,深度越深,含水率随时间变化越小,同一深度随时间变化具有一致性,并且四次灌水均有不同程度的深层渗漏。沿畦长方向,6个观测点的作物蒸腾量变异性较大,但随时间的变化趋势具有一致性。冬小麦从返青期到收获期,平均每日蒸腾量为0.75-5.69mm,总蒸腾量为350.17mm,作物系数为1.05。夏玉米从拔节期到收获期,平均每日蒸腾量为1.02-6.25mm,总蒸腾量为340.459mm,作物系数为1.20。(3)长短畦灌水时间和受水时间的倍数远远大于畦长的倍数,短畦更加节水,同时短畦受水时间为弱变异,长畦为中等变异,短畦受水时间更加均匀。水流中有机氮占总氮的71%-89%,总氮主要存在形式为有机氮;撒施在流速等影响下,氮素存在畦首流失,畦尾累积,且总氮、有机氮、氨态氮和硝态氮与距离的相关系数都大于0.8,为高度相关。液施的氮素时空变异性小于撒施的,可以提高地表水流中氮素的时空分布的均匀性。(4)短畦灌后土壤质量含水率沿土壤剖面不断减少,灌水均与度为97-98%,土壤质量含水率增加的幅度从表层到底部不断减小,补给的深度大约为70cm,沿畦长的含水率累积增加量为距离畦首100m>75m>50m>0m>25m>125m>150m。长畦土壤质量含水率沿土壤剖面变化不大,且灌后均与度为97-99%,存在深层渗漏。在灌水施肥前表层硝态氮浓度较高下,灌水施肥后表层硝态氮淋失严重,淋失深度为40cm,其中顶部浓度为短畦液施 > 短畦撒施> 长畦液施>长畦撒施。长畦硝态氮的迁移深度大于短畦,撒施存在畦首硝态氮浓度较低,畦尾浓度较高的特点,液施较撒施可以提高沿畦长方向的均匀度。(5) 2015-2016年冬小麦返青后的两次灌水定额为50m3/亩,夏玉米拔节后两次灌水定额为55m3/亩,比较适宜,并根据田间试验实测参数计算出畦长为179.17m较宜。