目前缺水已成为制约作物产量进一步提高的主要因素,如何提高水资源利用效率(WUE)已成为我国农业亟待解决的问题。为研究玉米产量和水分利用效率对气象因素及群体变化的响应,我们在全国25个试验点安排了不同玉米群体的多点试验,不同的玉米群体由不同株型玉米品种(紧凑型和半紧凑型)和不同种植密度(30000株/ha、60000株/ha和90000株/ha)构成。研究发现:随着降雨量的增加,玉米产量呈现先增加后降低的趋势,水分利用效率随着降雨量的增加显著降低,60000株/ha种植密度的产量和WUE>90000株/ha>30000株/ha。通过分析WUE与主要气象因子的关系发现:水分利用效率与在各生育阶段(播种-吐丝、吐丝-成熟/收获、播种-成熟/收获和全年)的降水量(和R)呈显著负相关,与温度(Tm、TM–m和GDD)、太阳辐射(Ra)呈正相关。为了研究不同玉米群体的水分蒸散特征,我们进一步安排了不同玉米群体的定点试验,研究发现:随着玉米群体的增大,玉米需水量显著增加,而土壤蒸发量显著减少。不同株型品种间及不同种植密度间玉米需水量和土壤蒸发量也存在显著差异。分析品种和种植密度对WUE的影响发现:选择抗旱杂交品种和适宜种植密度WUE分别提高21.70%和14.92%,表明选用抗旱杂交种比改变种植密度对WUE的提高作用更显著。综合考虑气象影响,采用ZD958等抗旱品种和60000株/ha的种植密度是提高我国北部玉米产量和WUE的有效途径。