解构了土体结构-水分调控-作物生产之间的耦合关系，探明了降水、土壤水与灌溉水的多源水融合与协同作用机制，揭示了小麦、玉米连作条件下“土-水-粮”量质提升的联动耦合机理。创立了降水、土壤水和灌溉水协同提升的作物水分梯级利用技术，并集成了小麦、玉米连作条件下降水与灌溉水协同高效利用技术模式，形成了土壤、水资源、作物“土-水-粮”一体化管理新格局。