近年来随着农田氮素投入量的增多，农田氮素利用效率不高的问题已成为华北平原农业可持续高产的主要障碍。这不仅带来了大量的能源浪费而且还伴随着潜在的环境风险。探索可持续的农业管理措施势在必行。应用农业生态系统模型的方法寻找最优的农田管理措施是一种经济且有效的手段。本实验研究利用对中科院栾城农业生态系统试验站的不同施肥长期定位试验，通过观测和收集田间的土壤水分数据和连续三年的作物产量及其吸氮量的数据，首次对农业生态系统模型Daisy在华北平原农业地区多年型使用效果进行验证。应用已经验证的模型对常规灌溉水平不同施肥量和在常规施氮量不同灌溉水平以及不同秸秆还田比例等情景下，对作物产量、土壤水分和表层硝态氮含量进行模拟，并计算基于作物产量的氮素利用效率。通过模型模拟的方法以达到优化农田施氮量，找出作物产量和氮肥利用效率的平衡，即维持相当水平的产量的同时，提高氮肥的利用效率，减少因为氮肥过量使用而造成的氮素损失和污染问题。为制定合理的农田管理措施提供参考，以期探索出对环境友好又可持续的农业管理措施，节约氮肥资源，提高氮素利用效率。　　在田间试验基础上，经分析和模拟得出以下几点结论:　　(1)验证结果表明，Daisy模型能够较好的模拟夏玉米-冬小麦轮作系统中作物系统作物的生育期，各个生育期的干物质量及其氮含量，对各个生育期的地上部生物量，以及最后的产量及其吸氮量，土壤各层水分含量和土壤表层NO3-N动态变化过程。说明Daisy模型能够对农田生态系统进行作物生长及土壤水分变化进行模拟。　　(2)在常规灌溉水平下200kgN ha-1y-1的处理氮素利用效率最高。随着农田施氮量的增加，氮素利用效率急剧下降。产量随着施肥量的增加并没有明显增加，而是呈现一个波动。　　(3)在常规施氮水平下，随着灌溉的增加产量增加，在常规灌溉量80％的情形下，作物产量达到最大值，超过常规灌溉量，作物产量增加不明显。同时在80％的情形下，氮素利用效率亦达到最大值，增加灌溉量，作物氮素利用效率也增加不明显。　　(4)模拟结果表明，秸秆还田比例对作物产量和氮素利用效率影响均不显著。作物产量几乎没有变化，而氮素利用效率则呈现微小波动。　　综上所述，在华北平原地区，优化的农田管理措施是施肥量应该减少到200kgN ha-1yr-1，，最多不应该超过400kgN ha-1yr-1，减少灌溉量到常规灌溉量的80％，虽然秸秆还田对产量和氮素利用效率影响不大，但是大量研究表明，秸秆还田能够有效改善土壤有机质状况，并且能对土壤氮素起到一定固定作用。