西南黄壤坡耕地保护性耕作的土壤结构效应

设置两种保护性耕作措施,通过6a持续试验,研究了保护性耕作措施对黄壤结构性状的影响,为西南黄壤地区保护性耕作技术应用与发展提供理论依据。[方法]分别用环刀法、干湿筛法测定土壤容重和土壤团聚体组成,土壤机械组成采用MS2000激光粒度分析仪测定,并计算出土壤孔隙度和团聚体破坏率。 [结果]结果表明：(1)垄播沟覆轮耕与免耕秸秆覆盖两种保护性耕作措施均可降低黄壤容重,增加土壤孔隙,且此作用是由表及里的渐进过程,垄播沟覆措施的土壤容重优化作用要优于免耕覆盖,而免耕覆盖对较深层次土壤孔隙状况优化效果更显著。(2)保护性耕作可提高0～20 cm土壤＞0.25mm干筛团聚体含量,水稳性团聚体含量处理之间差异不显著,但0～20cm层含量略大于20～40cm层。(3)保护性耕作可提高土壤团聚体稳定性,降低团聚体破坏率,免耕覆盖措施对提高土壤团聚体稳定性具有更加显著的效果。[结论]该试验证明了保护性耕作对黄壤土容重、孔隙、团聚体等结构性状有一定的改善作用,这种改善作用是一个非常漫长的由表及里的渐进过程,为西南黄壤地区保护性耕作技术应用与发展奠定了坚实的基础。     

保护性耕作对黄土高原旱地表层土壤理化性质变化的影响

为了揭示表层土壤对耕作方式的响应,阐明保护性耕作对土壤理化性质变化的影响,通过研究西北高原干旱区6种不同耕作方式下（传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作地膜覆盖(TP)和免耕地膜覆盖(NTP)）,小麦→豌豆轮作长期的试验中0~5 cm、5~10 cm、10~30 cm土层的土壤含水量、容重、孔隙度、团聚体结构、有机碳含量的变化。结果表明：T处理的含水量随土层深度的增加而升高,NT、TS、NTS处理均呈先升高后降低的趋势,TP、NTP处理均随土层深度的增加而逐渐降低;T处理下,土壤容重呈现先升高后降低的趋势,其他保护性耕作方式均随土层深度的增加而逐渐升高;T、TS处理下土壤孔隙度均呈现先升高后降低的趋势,其他保护性耕作方式均随土层深度的增加而逐渐降低;NT、NTS、NTP有利于土壤中较大粒径结构体的形成,随着土层深度的增加,土壤粒径逐渐增大,TS、NTS有利于表层团粒结构的形成,TP、NTP处理对于5~10 cm土层中土壤团粒的形成具有促进作用;6种耕作方式中,总有机碳含量均随土层深度的增加而逐渐降低,NT、NTS和NTP处理总有机碳的含量均相应高于T、TS和TP,其中,NTS处理下总有机碳含量在0~5 cm、5~10 cm、10~30 cm均达到最大值,分别为10.78、10.36、9.83 g/kg,相对于T处理分别提高了4.46%、14.98%、11.83%。综合结果显示,保护性耕作方式对于维持表层土壤含水量、降低土壤容重、提高土壤孔隙度、促进土壤团粒结构的形成及总有机碳高效利用方面在一定程度上具有良好的效果。     

华北高寒区多年保护性耕作对农田土壤容重的影响

为了在保护土壤、减抑风蚀的同时,兼顾作物的产量,探索适合华北高寒区的保护性耕作模式,给当地作物生产提供理论依据,在农业部张北野外观测站连续9年不同耕作方式定位研究的基础上,于2007—2009年探讨了免耕、松耕和翻耕对土壤耕层容重的影响。结果表明,3种耕作方式播种期不同耕层土壤容重均以免耕最高,翻耕最低,播前0~10 cm、10~20 cm土壤容重免耕分别为1.65、1.81 g/cm3,翻耕则分别为1.38、1.47 g/cm3,收获期土壤容重差异不明显。华北高寒区不同耕作方式对农田耕层土壤容重具有明显的影响,翻耕和松耕可以显著降低耕层土壤容重。受作物根系生长生物力的影响,收获期与播种期相比,免耕及松耕农田耕层土壤容重呈下降趋势,翻耕则无明显变化。     

玉米秸秆覆盖冬小麦免耕播种对土壤理化性状的影响

5年的玉米秸秆覆盖免耕定位试验表明，与其他处理相比较，覆免处理土壤含水量比其他处理增加5．56％-17．0％；表层（0-10cm土层）土壤容重比其他处理降低9．35％-10．9％；覆免处理土壤总孔隙度（10，20cm土层）比清茬免耕处理增加13．80％；覆盖免耕处理水稳性团聚体（≥0．25mm）（0-10cm土层）比清翻处理增加104．5％。在0-20cm土层，覆免处理土壤全氮含量比其他处理增加10．6％-15．8％、覆免处理碱解氮含量比清翻处理增加23．3％、覆免处理土壤有机质含量比其他处理增加29．0％-33．8％。玉米秸秆覆盖免耕改善了农田土壤理化性状，冬小麦产量没有得到相应的提高，有待于进一步的研究以充分发挥该项农作措施的优势，实现土壤的可持续利用。     

保护性耕作对潮土碳、氮含量的影响

为了探明保护性耕作条件下有机碳循环与农田地力提升机制,为保护性耕作技术的推广应用提供科学理论支撑,笔者以保护性耕作长期试验地为平台,研究不同耕作处理对总有机碳、全氮及其不同组分在潮土中含量的影响。笔者通过研究不同耕作处理下土壤总有机碳、全氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生物量碳、易氧化有机碳在不同土层深度中的分布情况,揭示保护性耕作措施对潮土碳、氮含量的影响。结果表明：相比于常规翻耕,2年或4年翻耕1次的间歇性翻耕和全免耕处理0~5cm土层土壤总有机碳含量分别提高了2.40%、2.80%、16.00%,全氮含量分别提高了-1.23%、1.32%、11.11%,免耕处理下10~20cm土层中总有机碳、全氮含量显著低于其它处理;秸秆还田条件下,实施间歇性翻耕和免耕能显著提升0~5cm、5~10cm土层中土壤溶解性有机碳、氮含量;相比于常规翻耕,间歇性翻耕、免耕处理下0~5cm土层土壤微生物量碳与易氧化有机碳含量均有不同程度地升高,免耕处理下10~20cm土层中微生物量碳含量显著低于其它处理;秸秆还田对0~10cm土层土壤总有机碳、全氮、溶解性有机氮及其它活性有机碳组分含量均有不同程度的提升作用。总体来看,保护性耕作措施有利于表层0~5cm土层中碳、氮储量的增加,免耕条件下“养分表聚”的负面效应可通过间歇性翻耕得到改善。     

膜侧施肥对旱地小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率的影响

覆膜栽培能提高旱地小麦产量,但降低了籽粒蛋白质含量,优化施肥是解决这一问题的有效措施之一。2013年9月至2016年9月,在黄土高原中部典型旱地进行田间定位试验,比较传统平作(不覆盖+均匀施肥)、垄覆沟播(垄上覆膜+垄间沟播+均匀施肥)和膜侧施肥(垄上覆膜+垄间沟播+播种行侧膜下定位施肥)栽培模式下,0~40 cm土层硝态氮含量和0~200 cm土壤水分,以及膜侧施肥对小麦氮素吸收利用、产量、籽粒蛋白质含量和水分利用的影响。与传统平作相比,在偏旱的2013—2014和2015—2016年度,垄覆沟播的小麦产量分别提高9.5%和6.3%,籽粒蛋白质含量降低7.1%和9.9%,水分利用效率提高5.8%和8.7%,而膜侧施肥的小麦产量提高18.8%和22.8%,籽粒蛋白质含量无显著变化,水分利用效率提高13.2%和19.6%;在偏湿润的2014—2015年度,垄覆沟播和膜侧施肥对小麦产量无影响,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量和水分利用效率分别提高6.0%和17.0%。与垄覆沟播相比,膜侧施肥在偏湿润年份使生长季内100~200 cm土壤水分消耗显著减少,而在偏旱年份使夏休闲季土壤蓄水显著增加,开花和收获期0~40 cm土壤硝态氮、根系全氮以及开花期茎叶全氮含量升高,促进了小麦营养器官氮素吸收、积累及其向籽粒的转运,提高了旱地小麦产量,籽粒蛋白质含量和水分利用效率。在偏干旱的2013—2014和2015—2016年度,膜侧施肥较垄覆沟播产量分别提高8.4%和15.5%,籽粒蛋白质含量提高9.9%和8.7%,水分利用效率提高7.0%和10.0%;在偏湿润的2014—2015年度,两处理产量无显著差异,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量提高6.0%。因此,膜侧施肥可维持旱地小麦生育后期的土壤氮供应,提高小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率,增加下季播前深层土壤贮水,是适宜于旱区推广的小麦栽培模式。     

不同耕作方式对农田环境及冬小麦生产的影响

为明确不同耕作方式对农田环境及小麦生产的影响,通过田间定位试验,研究了5种耕作方式对冬小麦田土壤物理特性、杂草、小麦产量及其构成因素的影响。结果表明,小麦拔节期以前,免耕及覆盖秸秆可显著提高表层土壤含水量,覆盖秸秆处理可显著降低土壤温度;小麦拔节后,作物覆盖度增加,处理间土壤含水量、温度差异减小。与旋耕（RT）相比,小麦收获后,免耕及覆盖秸秆可显著增加0~5 cm表土层容重、降低15~20 cm土层容重,可显著降低麦家公、播娘蒿的发生密度、株高及鲜重,显著增加荠菜的发生密度、株高及鲜重,旋耕秸秆还田（RTS）对荠菜的影响不显著,可降低麦家公、播娘蒿的发生密度,但有使其单株平均株高、鲜重增加的趋势。与RT相比,免耕覆盖秸秆3000 kg/hm2（NTS3000）、免耕不覆盖秸秆（NT）区小麦产量分别增加13.0%、8.3%,RTS、免耕覆盖秸秆6000 kg/hm2（NTS6000）区小麦产量分别降低9.1%和17.4%。NTS3000处理区农田环境有利于作物的生长发育,是较适合黄淮海地区的冬小麦保护性耕作方式。     

秸秆全量还田下土壤氮素特征对耕作措施的响应

为揭示北疆地区秸秆全量还田下不同耕作措施对土壤氮素特征的影响,进而筛选出适宜北疆复播大豆资源高效利用的耕作措施。于2019年进行了复播大豆田间试验,在冬小麦收获后秸秆全量还田条件下,设置了翻耕（TS）、翻耕覆膜（TPS）和免耕秸秆覆盖（NTS）3种耕作措施处理,研究不同耕作措施对复播大豆土壤铵态氮、硝态氮及氨挥发的影响。结果表明,复播大豆花期施肥后,土壤氨挥发速率和积累量表现为TPS>TS>NTS;不同耕作措施下土层0~20cm硝态氮和铵态氮含量差异显著,0~20cm耕层TPS和TS处理土壤硝态氮含量分别较NTS处理高17.12%和18.45%,铵态氮含量分别高82.76%和4.66%。综合考虑认为,秸秆全量还田下,北疆复播大豆适宜的耕作方式为翻耕覆膜。     

不同耕作方式对丹江口库区坡耕地土壤水分和作物产量的影响

研究了丹江口库区坡耕地传统耕作措施和3种保护性耕作措施对土壤水分动态变化、作物耗水量及作物产量的影响,结果表明：不同耕作方式对土壤水分具有较大的影响,3种保护性耕作措施的全生育期土壤水分含量均高于传统耕作,其中免耕（NT）和免耕秸秆覆盖（NTS）在作物播种期可以显著增加播种期表层土壤含水量;免耕秸秆覆盖对总生物量和玉米产量有显著促进作用,在丹江口库区坡耕地上实施免耕加秸秆覆盖的保护性耕作措施,既有利于作物对水分的高效利用,提高作物产量,也可以减少水土流失和农业面源污染。     

耕作方式对紫色水稻土微团聚体分形特征影响的研究

土壤结构会影响土壤的水、肥、气、热状况,从而影响土壤肥力,而耕作方式会通过影响土壤团聚体状况来影响土壤结构,因此,为研究不同耕作制度对土壤团聚体的影响及土壤质量、结构的定量化描述,以位于西南大学农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站于1990年设立的长期免耕试验田为研究对象,应用微团聚体粒径分布的分形维数来探讨冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)、厢作免耕(XM)和垄作翻耕(LF)等耕作方式对紫色水稻土土壤结构的影响。结果表明,LM、XM、LF和SH耕作方式下各土层的微团聚体含量随粒径的减小而降低,而DP处理下各土层的微团聚体含量随粒径的减小呈先降低后升高的趋势;相关分析表明,2~0.25 mm粒级团聚体含量与土壤中的有机碳、全氮、碱解氮、全磷等土壤养分含量都呈极显著正相关关系,而0.05~0.01 mm和0.01~0.005 mm粒级微团聚体含量都与这几种土壤养分呈显著或者极显著负相关,说明土壤养分主要富含在2~0.25 mm粒级团聚体中;土壤微团聚体分形维数与其各粒级含量极显著相关,微团聚体分形维数以及(< 0.005 mm)/(> 0.005 mm)粒级微团聚体含量比值都可以定量地表征紫色水稻土的结构性状;在0~70 cm土壤深度,LM、XM和LF处理下土壤微团聚体分形维数均极显著低于DP处理,表明垄作或免耕均可以改善土壤结构。     

稻田土壤养分特性对不同耕作方式的生态响应

为深入了解耕作措施对稻田耕层土壤的作用效果,笔者在前人研究结果的基础上综述了免耕、翻耕等不同耕作方式对稻田土壤物理性质包括容重、孔隙度、团聚体、水分、温度,土壤化学性质如氮、磷、钾、有机质和微量元素含量以及土壤生物学特性包括微生物、酶活性的影响,分析了不同稻作措施的优缺点。最后对稻田耕层的合理调控提出因地制宜,依据当地的气候、土壤条件、栽培模式选择合理的耕作方式;合理轮耕,免耕、翻耕和旋耕交替运作;配施绿肥和有机肥;推行节水稻作模式等建议。     

不同耕作方式对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响

为探讨砂姜黑土农田适宜的耕作方式,提升砂姜黑土农田地力及作物产量,发挥地域资源优势,以‘百农207’为试验材料,通过田间试验,研究了免耕、旋耕(15 cm)和深耕(30 cm)3种耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、土壤含水量、硝态氮含量及小麦籽粒产量的影响。结果表明:在小麦越冬期和成熟期,3种耕作方式0~10 cm土层土壤容重差异不显著(P0.05),但深耕处理显著降低了10~40 cm土层土壤容重(P0.05)。在小麦苗期,3种耕作方式对0~40 cm土层土壤含水量影响规律不明显(P0.05),但在小麦越冬期、拔节期、成熟期,深耕处理显著增加了0~40 cm土层土壤含水量(P0.05)。在小麦成熟期,0~40 cm土层土壤硝态氮含量均为免耕旋耕深耕。与免耕处理相比,深耕处理通过增加小麦穗粒数和千粒重,使籽粒产量增加9.79%。综合研究区的土壤性质、作物生长、自然环境等因素,小麦季30 cm深耕可以降低土壤容重,增加土壤含水量,提高小麦籽粒产量,可作为砂姜黑土农田适宜的耕作方式。     

保护性耕作对潮土物理性质的影响

为了研究保护性耕作对土壤物理性质的影响,以黄淮海平原典型潮土区小麦—玉米轮作系统的长期定位试验为基础,探讨不同耕作方式与秸秆还田处理下土壤容重、饱和导水率、紧实度、含水量的变化。结果表明,0~20 cm土层,土壤容重、土壤紧实度随着翻耕频率的减少而增加,每两年翻耕一次(CNTW2T)和每四年翻耕一次(CNTW4T)的土壤紧实度比长期免耕分别降低了40%、17%,土壤紧实度与土层深度呈显著正相关;保护性耕作改变土壤导水性能,随着免耕年限的增加,土壤饱和导水率显著降低;少免耕土壤含水量比传统翻耕高0.77%~3.01%。秸秆覆盖能显著降低土壤紧实度,改良土壤压实状况,提高土壤饱和导水率,减少土壤水分蒸发,从而改善土壤保水能力。免耕有利于土壤蓄水保墒,但长期免耕易导致土壤压实,不利于作物生长,少耕(CNTW2T、CNTW4T)既可改善土壤导水、保水性能,又可减少土壤压实,因此在黄淮海平原实施少耕与秸秆还田相结合的保护性耕作有利于改良土壤物理性质,提高土壤保水能力。     

免耕留茬覆盖对土壤呼吸和土壤酶活性及养分的影响

研究了不同留茬高度与不同覆盖量组合的土壤呼吸与土壤酶活性的变化,为明确保护性耕作对内蒙古武川县上秃亥乡的气候变化和土壤生产力的影响以及当地农田科学管理提供理论依据。试验于2009年进行,共设3个处理：传统耕作(CT)、留低茬半量覆盖(DH)、留低茬全量覆盖(DW)、留高茬半量覆盖(GH)、留高茬全量覆盖(GW)。采用静态箱法测定农田土壤呼吸速率,并分层对土壤酶活性及土壤养分进行测定,来明确该地区的土壤肥力状况。结果表明,土壤呼吸速率季节变化在拔节期达到峰值,免耕留茬覆盖与传统耕作相比土壤呼吸速率显著降低,免耕同一留茬高度不同覆盖量差异显著,而免耕同一覆盖量不同留茬高度间差异不显著,土壤呼吸速率随秸秆覆盖量的增加而减少。日变化呈单峰曲线变化,免耕留高茬全量覆盖处理与大气温度的相关系数为0.9239。传统耕作的土壤呼吸速率与大气温度的相关系数为0.8652,均达到显著相关水平。免耕留茬覆盖处理可以显著提高0~5 cm和5~10 cm土层有机质、全量养分、速效养分含量及土壤水解酶和氧化还原酶的活性。土壤呼吸与除全氮及过氧化氢酶外的土壤养分和水解酶呈显著或极显著正相关关系,土壤有机质、养分和碱性磷酸酶、蔗糖酶活性间均达到显著正相关水平。免耕留茬覆盖较传统耕作能显著降低土壤呼吸速率,且全量覆盖的土壤呼吸速率低于半量覆盖,能提高土壤表层0~5 cm和5~10 cm土壤酶活性及土壤肥力,且全量覆盖优于半量覆盖。     

大豆玉米持续轮作免耕对土壤养分及作物产量的影响

为了解决免耕减产、秸秆焚烧污染环境、种植结构不合理等问题,试验通过设置免耕和传统垄作田间对比试验,研究了2013—2016年连续4年大豆玉米轮作免耕对土壤养分及作物产量的影响,研究结果可为免耕技术推广及黑龙江省农业持续发展提供理论参考和技术保障。试验结果表明：大豆玉米持续轮作免耕条件下0~7.5、7.5~15、15~22.5、22.5~30 cm土壤养分指标全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均高于垄作处理,且耕作对全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量影响显著;耕作对土壤容重影响显著,免耕处理各层土壤容重高于垄作处理,免耕处理15~22.5 cm 与22.5~30 cm土层之间容重差异不显著,而垄作处理各层土壤容重差异显著;与垄作相比,2013 年和2015 年免耕大豆增产率分别为16.37%和25.33%,2014 年和2016 年免耕玉米产量增产率分别为0.88%和9.50%。大豆玉米轮作免耕较垄作平均节约成本640元/hm2,平均增收2220元/hm2。     

不同油葵种植方式对银北灌区盐碱地土壤温度、含水率和电导率的影响

为了探究油葵不同种植方式对盐碱地土壤水、热、盐分布状况的影响,以平播（T1）为对照,开展了半膜平播（T2）、半膜平播+膜间覆秸秆（T3）、起垄沟播（T4）、起垄沟播+沟覆秸秆（T5）、垄膜沟播（T6）、垄膜沟播+沟覆秸秆（T7）等6种种植方式对油葵田土壤温度、水分和电导率的影响研究。结果表明：与对照相比,不同种植方式均提高了早上7:00时5cm深度的土温,但油葵花期土壤增温效果明显弱于苗期,垄膜沟播种植方式更有利于减缓地 表5cm深度土温的剧烈变化。与对照相比,在油葵苗期,T7和T6的0~20cm土层土壤含水率分别提高了6.30%和5.01%,20~40cm土层分别提高了6.00%和3.38%,在油葵开花期,土壤含水率较对照提高幅度有所降低。与播种前0~20cm土层土壤电导率相比,T6在苗期和开花期均有所下降,其中开花期下降了33.81%,T7在苗期略有增加,在开花期则略有下降,其他处理在苗期增加幅度较大。因此,在银北灌区油葵生产中,垄膜沟播是一种适宜的油葵种植方式。     

长期间作及免耕对土壤物理性状及作物产量的影响

针对西北绿洲灌区长期传统覆膜耕作造成土壤结构的稳定性下降、地膜残留过多和土壤质量下降等问题,研究覆膜免耕与禾豆间作种植模式对土壤物理性质和作物产量的影响,以期为试区优化耕作方式和作物种植模式提供理论支撑。田间试验于2013—2020年在河西绿洲灌区进行,设置传统耕作覆膜(CT)、覆膜免耕(NT) 2种耕作措施;单作豌豆(P)、单作玉米(M)、玉米间作豌豆(M//P) 3种种植模式,2019年和2020年玉米收获后测定土壤物理性状和作物产量等相关指标。结果表明：（1）0～30 cm土层≥0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)、土壤容重和土壤总孔隙度在NT与CT处理间存显著差异,NT较CT≥0.25 mm水稳性团聚体含量提高2.02%～7.76%、MWD提高19.4%～26.0%、土壤容重降低1.31%～1.57%、总孔隙度增加1.97%～2.28%;(2)NT处理下,不同种植模式间存在显著差异,M//P分别较P和M处理水稳性大团聚体含量增加12.60%～20.11%和7.05%～11.55%,MWD分别较P和M处理增加9.61%～12.44%和4.01%～8.01%,土壤...     

油菜连续免耕土壤结构变化初探

通过对稻茬油菜免耕后土壤结构各项指标的测定分析研究表明：免耕模式能够减小土壤容重,增加土壤结构孔隙;减小土壤收缩率,保证土壤结构稳定性良好;增加土壤微团聚体含量,有利于土壤积蓄养分,改善结构,此外,对土壤总孔隙度也有一定影响,能够降低毛管孔隙度,使土壤吸水力增加,能够增加非毛管孔隙度,使土壤通透性良好。     

耕作方式与秸秆覆盖对土壤理化性状及花生产量的影响

采用大田裂区随机区组设计试验,研究了耕作方式(免耕、垄作)与秸秆覆盖对土壤理化性质及花生产量的影响,旨在为砂姜黑土区花生的高产、优质和小麦秸秆合理利用提供科学依据。结果表明:花生开花期,起垄覆盖小麦秸秆的耕层土壤温度和盐分均最高,而土壤水分含量最低;花生收获期,起垄覆盖小麦秸秆的耕层土壤p H最高,而土壤容重最小;花生不同生育期,起垄覆盖小麦秸秆的叶片SPAD值均最大;起垄覆盖小麦秸秆的花生产量最高,比免耕不覆盖小麦秸秆的和免耕覆盖小麦秸秆的花生产量分别增加664.7、818.1 kg/hm~2,增产率分别为19.4%、25.0%。免耕不覆盖小麦秸秆,起垄覆盖小麦秸秆和免耕覆盖小麦秸秆等3种方式下,‘远杂9307’分别比‘远杂6’产量增加13.8%、9.9%和15.8%。‘远杂9307’起垄种植,小麦秸秆覆盖量为4500 kg/hm~2,花生产量最高,为4290.0 kg/hm~2,对土壤理化性质改善较佳,建议在花生生产上示范应用。     

半湿润偏旱区沟垄覆盖种植对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为探索半湿润偏旱区沟垄集雨种植模式下冬小麦田土壤蓄水保墒和节水增产效果, 于2007-2010年连续3个小麦生长季在渭北旱塬旱农试验站, 研究了不同沟垄集雨种植模式对土壤水分、冬小麦产量和水分利用效率的影响。设置3个沟垄集雨处理, 分别是垄上覆盖地膜+沟内不覆盖(P1)、沟内覆盖小麦秸秆(P2)、沟内覆盖液体地膜(P3)处理, 以传统平作(CK)为对照。P1、P2和P3处理显著提高冬小麦生育前期0~20 cm和20~100 cm的土壤贮水量, 其中以P2处理蓄水保墒效果最显著, P3处理由于液态地膜的降解, 仅在小麦生长前期有一定的蓄水保墒作用, 在小麦的生长后期与P1处理无显著差异;各沟垄集雨处理100~200 cm土壤贮水量与CK无差异。P2处理对冬小麦平均株高和生物量影响最大, 3年平均株高和生物量分别较对照提高26.7%和60.3%。以P2处理增产效果最显著, 3年平均产量和水分利用效率分别较CK对照提高39.3%和35.6%;且P1和P3之间无显著差异。因此, 垄覆地膜、沟覆秸秆的二元沟垄集雨覆盖种植模式能显著提高冬小麦产量和水分利用效率, 适宜在半湿润偏旱区冬小麦生产中应用。