该研究针对我国西北旱作农业区降水资源不足和作物对天然降水利用效率较低的现状，以雨水-土壤水-作物水转化为研究方向，围绕黄土塬区不同种植模式旱作夏玉米对天然降雨截留再分配及利用过程开展了系统研究。以黄土塬区不同种植模式旱作夏玉米对天然降雨截留再分配及利用过程为研究对象，以雨水-土壤水-作物水转化为研究方向，通过田间试验和数值模拟，揭示了不同生育期夏玉米对降雨截留过程和机理，建立了基于经验公式的冠层降雨截留模型；揭示了降雨经作物冠层再分配后在农田地表的空间分布规律，探索了冠下雨水入渗与土壤水分再分布动态，建立了基于HYDRUS-2D/3D的土壤水动力学模型；研究了雨后夏玉米田对土壤水分的利用与蒸散耗水特性；探讨了种植密度和覆盖方式对降雨截留及利用的影响。研究结果发现，夏玉米全生育期内平均穿透雨率为65.2%，茎秆流率22.3%，冠层截留率为12.5%。通过总降雨量、降雨强度和叶面积指数3个参数可以较好地模拟估算天然降雨条件下夏玉米全生育期对降雨截留再分配后各分量及其所占比例大小。可为完善旱作农田水文循环理论提供科学依据，并为发展适宜夏玉米种植模式提供技术指导。