描述作物产量与水分之间数学关系的表达式。水分是作物生长的基本要素，既是作物体内生理生化过程的媒体，也是作物生态环境调节的重要因素，水分过多、过少均会影响作物生长发育及产量形成。因此，作物水分生产函数是确定作物最优灌溉制度和进行灌溉经济分析的基础。

水分作为生产函数的自变量一般用3种指标表示，即灌水量、作物蒸发蒸腾量和土壤含水量。由于作物蒸发蒸腾量既能反映气象因素对作物的影响，又能反映作物生理机能，是国内外采用最普遍的指标。表示因变量的产量则多以单位面积的经济产量表示。

作物水分生产函数模型的表达式很多，世界各国采用较普遍的有以下4种：

式中，Y_a为不同供水条件下作物实际产量，kg/hm²；Y_m为适宜水分环境下作物产量，kg/hm²；ET_a为不同供水处理下作物蒸发蒸腾量，mm；ET_m为适宜水分环境下作物蒸发蒸腾量，mm；i为作物生育阶段编号；n为作物生育阶段数；λ为作物产量对缺水的敏感指数；A、B、C为作物产量对缺水的敏感系数。

敏感指数和敏感系数由不同水分处理的灌溉试验确定，试验处理数需大于作物生育阶段划分数，并需进行多年灌溉试验。在式（1）和式（3）中，某阶段λ、B值大，说明此阶段缺水对产量影响大；在式（2）和式（4）中，某阶段A、C值大，说明此阶段缺水对产量影响小。同一品种的作物对水分的敏感指数和敏感系数随作物生育阶段变化，同一阶段的敏感指数和敏感系数也随年份、环境条件而变化，具有时空变化特点。由于蒸发蒸腾既受大气蒸发力和田间水分状况影响，同时与作物叶面积和生理机能密切相关，而作物的光合作用又伴随蒸发蒸腾进行，同样的ET_a/ET_m比值，其作物蒸发蒸腾减小值不同，对作物生长产生的影响也不同。

因此，敏感指数和敏感系数是作物水分生理特性和环境条件综合作用的结果。在选用水分敏感指数和敏感系数时，需分析其在作物全生育期内的变化规律、年际变化规律及随地区的变化规律。在同一作物某个生育阶段，大气蒸发力越强，作物对缺水越敏感。因此，可通过参考作物蒸发蒸腾量与敏感指数和敏感系数之间的关系，确定不同地区、不同水文年份的敏感指数和敏感系数。