研究和生产实践都表明，旱区降水的偏少，降水分配不均匀，不连续的降水供给与作物连续需水需求导致供需矛盾固然是当前生产的主要限制因素，然而降水资源的非充分利用乃是酿成旱灾的更为直接原因。黄土高原是我国旱作农业的主要实施区域，在自然条件相对较好的黄土高原半湿润区，基于“在有限降水资源和地力不足的条件下，发展复种之后，常会引起后作小麦减产”的传统认识，竟有将近300万hm2的旱作农田盛行以夏季休闲为主要特征的种植制度。夏闲期光热水资源浪费巨大，水分利用效率低下，农田增产潜力难以发挥。本研究旨在农产品增产，经济增效，可持续的合理优化利用农业资源，试图在水分条件相对较好的黄土高原半湿润区从发展旱地多熟种植角度着手，探寻提高夏闲期降水资源利用效率的途径。 试验选取地处黄土高原半湿润区的陕西杨凌农业高新技术开发区(多年平均降水量为637mm左右)作为半湿润区的代表进行一年二熟，完全靠天然降水为农田耗水唯一来源。试验设置4个处理：处理Ⅰ．冬小麦一夏闲；Ⅱ．冬小麦一谷子；Ⅲ．冬小麦一大豆；Ⅳ．冬小麦一玉米(中熟)，以当地一年一熟主要种植模式冬小麦一夏闲为对照，符号“一”表示年内接茬复种。对一年二熟不同种植模式作物蒸腾和土壤棵间蒸发、生育期土壤表层温度、农田土壤水分动态、作物耗水量、水分满足率等指标进行测定和分析，通过统计生物产量和经济产量来比较不同模式的经济效益，结合水分利用效率指标综合评价了各种植模式的整体效益，得到以下主要结论： (1)麦后复种一季作物，在高温的夏季有效的降低了土壤温度，有利于减少了无效的地表水分的蒸发。前茬小麦于头年播种后月平均地温一直持续降低，进入12月后快速下降，次年1月份、2月份达到一年中最低谷，也是一年中下层平均地温高于上层土壤的唯一两个月份，随后随气温逐步升高，进入后期冬小麦叶面积逐渐增大和封垄，地温升高变的相对平缓。 夏闲期不同种植模式月平均地温都在7月达到最高峰，复种谷子、大豆、玉米相互之间各月平均地温非常相近，仅9月谷子因为提前收获地温略高，而休闲农田由于整个时期裸露，地温始终最高，其中6月比复种高0.9～1.0℃，7月高1.5～2.0℃，8月高1.7～2.0℃，9月高2～2.5℃。 (2)复种能有效的降低无效蒸发，麦后复种一茬作物蒸发蒸腾总量都超过了休闲，复种谷子、大豆、玉米分别比休闲多耗水0.5mm、25.2mm、37.2mm，但蒸发的绝对数量却较休闲降低许多，减少棵间蒸发量分别为123.08mm、128.06mm、126.77mm。夏闲期相对休闲的棵间蒸发抑制率分别达到了48.06％、50.00％、48.50％，并且减少的幅度几乎占夏闲同期降水量的26.82％～27.91％，相当可观。另外，复种处理之间的棵间蒸发量比较接近，而对照处理的蒸发量明显比较高，这和实测地温情况也是符合的。周年处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ的总蒸散量分别为641.6mm、642.16mm、666.81m、678.84mm，其中冬小麦生育期内土壤蒸发量为128.09mm，蒸腾量为256.42mm。前后两茬蒸发量合计分别为385.19mm、262.11mm、257.13mm、258.4lmm，各占全年蒸发蒸腾量的60.04％、40.82％、38.56％、38.07％。处理I大部分耗水量用于了农田无效蒸发，浪费巨大。 夏闲期的棵间蒸发量占全年棵间蒸发量的比例非常大，各个处理分别为66.49％、50.75％、48.80％、50.04％。说明在夏闲期间降水占全年的50～65％的黄土高原的半湿润地区，雨热同季的气候条件下裸露田地非常易于无效蒸发，复种可以有效减少周年农田的无效蒸发总量。 (3)通过夏闲各处理水分都得到不同程度恢复，早作农田发展麦后复种，选择谷子对土壤水分的持续利用几乎不造成影响，而复种大豆和玉米对下茬水分存在一定影响。前茬小麦播种时0～200em平均水分含量为20.58％，贮水量为555.6mm，收获后水分剧烈消耗，贮水量仅为340.9mm，土壤平均水分含量较播种时下降了7.95个百分点，仅仅为12.63％。夏闲末不同种植模式的2m土层的水分含水量、贮水量、蓄水率大小顺序均依次为处理Ⅰ>处理Ⅱ>处理Ⅲ>处理Ⅳ，平均含水量分别20.14％、20.12％、18.20％、18.76％；贮水量分别为543.7mm、543.2mm、518.5mm、506.5mm；蓄水率依次分别为44.2％、44.1％、38.7％、36.1％。 (4)复种后水分满足率非常高，处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ的水分满足率分别达到100％、87.7％、95.6％，水分能够很好的满足两茬作物的生理生态需水要求。处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ的周年耗水强度分别为1.80 mm·d-1、1.80 mm．d-1、1.87mm·d-1、1.90mm·d-1，说明一年二熟模式并没有因为增加了一茬作物而导致耗水强度较对照明显增加。 (5)不同模式效益增进幅度存在较大区别，经济效益、水分利用效率以“冬小麦一玉米”为最高，土壤水分资源的持续利用性以“冬小麦-谷子”最好。其中处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ的周年生物产量分别达到16683.4 kg．hm-2、20752.1 kg．hm。2、25625.0kg．hm-2、35101.7 kg．hm-2，经济产量分别达到6840.2 kg．hm-2、8321.5 kg．hm-2、8398.4kg．hm-2、13596.8 kg．hm-2，水分利用效率分别达到10.66kg．hm-2mm-1、12.96 kg．hm-2mm-1、12.60kg．hm-2mm-1、20.03 kg．hm-2mm-1，经济效益分别为6976.6元．hm-2、8298.6元．hm-2、12001.6元．hm-2、14711.5元．hm-2。综合考虑该区的自然资源状况，在旱作农田下最优的“一年二熟”种植模式为“冬小麦-玉米”，“冬小麦-大豆”。