干旱半干旱地区农作物的生长发育受水分的限制，有效的利用水分可以提高作物的产量，这就必须采取合理的水肥管理措施，进而充分的了解农田土壤水分的变化动态，为作物的生长提供确实有效的灌水措施。土壤分层水分平衡模型相对较简单，在一般情况一下也能够达到一定的模拟精度，常用以模拟农田水分的动态变化以及估算或预报农田灌溉需水量。对于土壤的水分含量可以采用土壤水分速测仪进行测定，得出准确的测试结果。
土壤水分速测仪对土壤的含水量进行测定分析发现，当土壤含水量较高时，农田蒸散不受土壤水分的制约。但当土壤含水量降低时，土壤导水率减小，根系吸水速率降低，作物蒸腾和土壤蒸发也随之降低，土壤水分亏缺愈严重，农田蒸散的降低程度愈显著。因此，土壤水分状况限制蒸散的程度用土壤水分胁迫系数表示。
冬小麦和夏玉米农田土壤水分动态以下几个主要特征:(a)冬小麦农田1m土层内土壤水分变化大，夏玉米农田1m土层内土壤水分变化小。这主要为冬小麦农田阶段性的灌溉和夏玉米生长季内较充沛的降水所致，在雨季开始前或雨季结束后，夏玉米农田上层和下层的含水量也有较大的差异。(b)冬小麦农田的根系活动 层主要在0^-1000px范围内，而夏玉米农田根系活动层主要在0^-500px范围内，在主要根系活动层内除受土表蒸发降水及灌溉等因素影响外，根系吸水是 造成这层内水分剧烈变化的主要原因。(c)两种农田类型作物根系层以下的土壤水分变化特点有显著差异，对冬小麦农田，从返青至成熟期随着根层内根系不断吸 水，根系层以下的土层内含水量不断减少，而夏玉米农田根系层以下的土层内土壤含水量全期与后期相比没有多大差别，显然，这与作物生长季内的灌溉措施，降雨 量和分配以及作物根系的分布有关。
利用土壤水分速测仪的结果分析了冬小麦和夏玉米农田的水分动态特征，进而分析了土壤中水分含量的变化，探索了冬小麦和夏玉米农田的水分变化规律，模型还可用以估算农田实际蒸散量和土壤分层根系吸水量。