在旱棚控制供水条件下，对丘陵半干旱区氮（N），磷（P），水（W）及其耦合作用的产量效应进行了3年定位试验。结果表明，供水不足时，水分是影响春小麦产量的主导因素；而供水充足时，N肥对产量的影响作用更敏感，N，P，W3个单因素对春小麦均有明显的增产作用，而且符合报酬递减率，N，W之间存在正耦合效应，供水不足时，过多施用N肥易加剧作物的干旱胁迫作用；N，P之间表现为负交互效应，低P高N同样能取得较高产量；P，W之间表现为负交互作用，缺水时增施P肥可提高春小麦的抗旱能力，通过计算机模拟寻优，得出了丘陵半干旱区春小麦水肥管理优化方案。