本文系统研究了耕作处理(翻耕、免耕及免耕秸秆覆盖)及降雨量(470 mm、610mm和750 mm)对冬小麦夏玉米复种周年生产农田水分利用效率、土壤理化性状、作物生长发育及产量的影响。主要研究结果如下:(1)翻耕处理0~40 cm土层土壤容重显著低于免耕和免耕覆盖处理,免耕覆盖处理0~10 cm土壤容重显著低于免耕处理,免耕覆盖10~40 cm土壤容重与免耕处理无显著差异。免耕覆盖处理显著降低了玉米和小麦各生育时期(除小麦越冬期)0~20 cm土壤温度。免耕地温在作物苗期和成熟期等叶面积指数低的时期,因为日光能直射地表,免耕处理地温向大气散失的速率低于翻耕处理,而升温快于翻耕处理。在作物叶面积指数高的时期,翻耕表土层紧实度低,翻耕表土层气温传导速率高于翻耕处理,而使翻耕地温升温快于免耕。各处理中,免耕覆盖处理贮水量高于免耕和翻耕处理,而翻耕和免耕处理土壤贮水量差异与降雨量密切相关,降雨量为470 mm和610 mm时免耕显著高于翻耕处理,降雨量为750 mm时免耕低于翻耕。免耕覆盖处理0~20 cm土层全氮和全磷含量、0~40cm土层微生物量碳、氮含量高于免耕和翻耕处理。土壤全钾含量大部分生育时期三个处理间无显著差异。(2)在三种降雨量下,免耕覆盖处理玉米叶面积指数、光合势、穗位叶叶绿素含量及干物质积累量均显著高于免耕和翻耕处理。降雨量470 mm和610 mm下免耕处理玉米叶面积指数、光合势及干物质积累量均低于翻耕玉米,750 mm雨量下呈现相反的趋势。免耕覆盖处理小麦茎蘖数、干物质积累量、株高、平均叶面积指数、光合势均显著高于免耕和翻耕处理,而免耕处理上述指标均低于翻耕。470 mm和610 mm降雨量下免耕小麦株高和花后旗叶SPAD值高于翻耕处理;而当降雨量为750 mm时,免耕小麦株高和开花21d到35d旗叶SPAD值低于翻耕处理。(3)各降雨量下免耕覆盖处理玉米、小麦产量及产量构成因素均高于免耕和翻耕处理。降雨量为470 mm和610 mm时免耕处理玉米穗粒数高于翻耕,而当降雨量为750mm时免耕处理玉米穗粒数低于翻耕玉米。三种雨量下免耕小麦有效穗数低于翻耕小麦。当降雨量为470 mm时和当降雨量为610 mm时,免耕处理小麦千粒重高于翻耕小麦;当降雨量为750 mm时免耕处理小麦穗粒数和千粒重显著低于翻耕。(4)免耕覆盖处理小麦-玉米周年蒸发蒸腾量最低,产量和水分利用效率最高。470mm雨量下,免耕处理小麦-玉米周年蒸发蒸腾量低于翻耕,水分利用效率显著高于翻耕;610 mm雨量下免耕处理小麦-玉米周年蒸发蒸腾量低于翻耕,而水分利用率与翻耕无显著差异;750 mm雨量下免耕处理小麦-玉米周年蒸发蒸腾量高于翻耕,而水分利用率与翻耕无显著差异。