黄土高原南部地膜覆盖小麦产量及水分利用效应分析

综合评价地膜覆盖的产量以及水分利用效应,有利于干旱半干旱地区合理利用地膜覆盖技术。本研究收集1997—2017年间黄土高原南部地膜覆盖小麦产量及水分利用已发表文章的数据,分析地膜覆盖对小麦产量、水分利用及水分利用效率的影响,同时利用边界函数方法求得区域小麦潜在蒸腾效率。研究表明,与不覆膜相比,半膜覆盖平均增产率为29%(-21%～97%),全膜覆盖平均增产率为34%(-14%～153%)。半膜与全膜覆盖间小麦产量相似,无显著差异。半膜与全膜覆盖小麦蒸散量较不覆膜显著增加,但两种覆膜措施蒸散量差异不显著。黄土高原南部覆膜条件下小麦潜在蒸腾效率为22.5 kg·hm^-2·mm^-1,最低土壤蒸发量为35 mm;不覆膜小麦潜在蒸腾效率为18.5 kg·hm^-2·mm^-1,最低土壤蒸发量为54.4 mm。半膜覆盖与全膜覆盖较不覆膜显著增加了小麦水分利用效率,半膜覆盖水分利用效率平均增加24%(-21%～84%),全膜覆盖平均增加率为31%(-15%～152%)。半膜与全膜覆盖间水分利用效率也相似。覆膜显著增加...     

地膜覆盖条件下黄土高原玉米产量及水分利用效应分析

【目的】综合评价地膜覆盖玉米的产量以及水分利用效应,为黄土高原地区玉米生产合理利用地膜覆盖技术提供指导。【方法】本文在中国知网(CNKI),Web of Science与EI Compondex文献数据库,收集了从2000—2017年间已发表的黄土高原地膜覆盖玉米产量及水分利用文章数据,综合分析了地膜覆盖对玉米产量、水分利用及水分利用效率的影响。【结果】黄土高原半膜覆盖平均产量为9 348 kg·hm~(-2),较对照产量7 059 kg·hm~(-2)增产33%,全膜覆盖平均产量为9 191 kg·hm~(-2),较对照产量5 910 kg·hm~(-2)增产56%,半膜覆盖或者全膜覆盖均显著提高了玉米产量,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米产量相近,没有显著差异。另外,半膜覆盖海拔高度超过630m时或全膜覆盖海拔高度超过900 m时,玉米增产率随海拔高度的增加而呈增加的趋势,可能与覆膜提高土壤温度有关。半膜覆盖平均蒸散量为385 mm,较对照蒸散量389 mm减少1.0%,全膜覆盖平均蒸散量为366 mm,较对照蒸散量357 mm增加2.8%,半膜覆盖玉米蒸散量较不覆膜有所减少,但是全膜覆盖显著增加了玉米蒸散量,不过2种覆膜措施的蒸散量之间差异不显著。半膜覆盖平均水分利用效率为17.3 kg·hm~(-2)·mm-1,较对照水分利用效率13.2 kg·hm~(-2)·mm-1增加31%,全膜覆盖平均水分利用效率为17.5 kg·hm~(-2)·mm-1,较对照水分利用效率11.7kg·hm~(-2)·mm-1增加50%,半膜覆盖与全膜覆盖均显著提高了玉米水分利用效率,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米水分利用效率相似,没有显著差异。覆膜显著增加玉米产量及水分利用效率与其降低土壤无效蒸发量(57 mm),提高玉米潜在的蒸腾效率有关(11.2 kg·hm~(-2)·mm-1)。【结论】在区域尺度上半膜覆盖与全膜覆盖对玉米产量、蒸散量及水分利用效率具有等效性,考虑到地膜的环境污染与经济成本等因素,推荐黄土高原玉米栽培选用半膜覆盖。     

不同覆膜方式对玉米制种产量及水分利用效率的影响

在定额灌水条件下,研究了不同覆膜和灌水方式对河西地区制种玉米产量的影响,为该地区发展节水、高效制种玉米栽培措施提供理论依据。试验设半膜平作漫灌(A)、半膜垄作沟灌(B)、全膜垄作沟灌(C)和不覆膜平作漫灌(CK)4种栽培模式,从制种玉米生长发育动态、土壤水热变化规律、产量及水分利用效率等方面比较了不同栽培技术的优越性。结果表明,不同处理对制种玉米产量影响显著,依次为全膜垄作沟灌半膜垄作沟灌半膜平作漫灌不覆膜平作漫灌,全膜垄作沟灌处理较半膜平作漫灌、半膜垄作沟灌处理分别增产24.5%、9.3%,较不覆膜平作漫灌增产高达34.9%;水分利用效率全膜垄作沟灌处理最高,达1.79 kg/m3,其次为半膜垄作沟灌、半膜平作漫灌、不覆膜平作漫灌。由此可见,全膜垄作沟灌技术是河西地区制种玉米产业发展和地区经济社会可持续发展急需推广的节水高效栽培技术。     

地膜覆盖及土壤理化性质对玉米产量的效应

我们于1985年在玉米田间进行了覆膜栽培条件下,土壤有机质矿化率及土壤理化性质的研究。结果证实了覆膜栽培的增产效应,在探讨覆膜对土壤有机质矿化及土壤理化、生化等性状效应的基础上,为覆膜栽培持续高产的机理积累了有关资料。1 试验材料与方法     

不同地膜覆盖对土壤水温及谷子水分利用和产量构成的影响

为研究不同地膜覆盖材料对旱区谷子的增产效果和机理,利用田间试验研究不同地膜覆盖(白色聚乙烯地膜(WP)、白色可降解地膜(WD)和黑色可降解地膜(BD))对土壤水温、谷子叶片和群体水分利用效率及产量构成的影响。结果表明:1)与对照(CK,露地)相比,各覆膜处理均使0~20cm土层土壤温度和土壤含水量显著提高,0~100cm土层的蓄水保墒能力有所增加。其中WP处理的地温日较差最大,增温效应最明显,WD、BD处理依次减弱。WP处理的0~20cm土层保水效果最好。各覆膜处理均使谷子生育前期0~100cm土层的蓄水保墒能力提高,为谷子的需水关键期提供了保障。2)各覆膜处理均较CK使谷子的水分利用效率显著提高。其中,BD处理的叶片和群体水分利用效率表现最佳,WD较WP处理水分利用表现略差。3)各覆膜处理较CK均使谷子产量显著提高。BD处理产量最高,WP与WD处理产量相当。4)各覆膜处理中,BD处理的杂草防除效果最优,WP与WD处理效果相当。综上,在谷子田间生产中,黑色、白色可降解地膜具有替代普通聚乙烯地膜的可行性,黑色可降解地膜在水分利用和杂草防除方面表现更优。     

基于Meta-Analysis方法分析滴灌对玉米水分利用效率及产量的影响

为探究灌溉方式、灌溉水平和品种对玉米水分利用效率及产量的定量影响,基于中国知网及Web of Science,以“玉米”、“滴灌”、“水分利用效率/产量”等为主题检索词,检索到2000-01-01—2020-12-31发表的110篇文献,并根据已定筛选标准,最终纳入21篇文献的94组相关数据进行Meta-Analysis。结果表明：1）以灌溉量为40%～60%的作物需水量（ETc）为对照,与60%～80%、100%～120%和120%～140%的ETc相比,灌溉量为80%～100%ETc时,玉米水分利用效率的效应值最高,标准均值差SMD=2.83(P<0.05),产量的效应值也较高,SMD=1.70(P>0.05);2）灌溉量在80%～100%ETc的水平下,以滴灌为对照,畦灌、沟灌和漫灌的玉米水分利用效率的合并效应值SMD=-4.55(P<0.05),产量的合并效应值SMD=-1.34(P<0.05);3）灌溉量在80%～100%ETc的水平下,以‘郑单958’为对照,与‘西蒙6号’、‘沈单10号’、‘秋乐126’和‘农华101’相比,种植‘京科958’的玉米...     

地膜覆盖对杂交谷子光合特性、产量及水分利用效率的影响

试验在河北省张家口市农科院宣化试验站（115°3′N, 40°63′E）进行,研究了露地平地种植、全膜平铺平地种植、沟植不覆盖地膜、垄膜覆盖膜侧沟植4种种植方式下地膜覆盖对张杂谷3号光合作用等生理特征、产量及水分利用的影响。试验结果表明,地膜覆盖使平播及沟植条件下的籽粒产量分别增加13.25%和6.64%,叶片水势提高0.16 MPa和0.09 MPa,叶片光合速率提高10.87%和15.69%,蒸腾速率提高8.5%和15.95%,气孔导度提高0.0092 mol·m^-2·s^-1和0.0284 mol·m^-2·s^-1,叶片水分利用效率提高13.80%和1.80%。从以上结果得出：(1) 地膜覆盖改善了植株水分状态,叶片水势和叶绿素含量均提高,植株生长旺盛;使叶片的光合等生理活动维持较高水平;植株水分利用效率提升,从而促进了籽粒产量的显著提高; (2) 平播条件下覆膜的增产效果较平地播种、无膜沟植、垄膜沟植更加明显。     

不同材料覆盖对土壤温度、水分及玉米水分利用效率的影响

为了选出适合嫩江县玉米生产的节水保墒、环保无污染的覆盖减蒸技术,采用随机区组试验,对比研究了秸秆整棵覆盖(处理1)、液体地膜地面喷洒(处理2)、光降解地膜覆盖(处理3)、聚乙烯地膜覆盖(处理4)、黄腐酸蒸腾抑制剂叶喷(处理5)等不同减蒸技术条件下土壤水分、温度的变化和玉米的水分利用效率及生长状况。结果表明:不同材料间水分差异较大,地表有覆盖物均可提高土壤含水量。拔节期,处理4、3、1覆盖的土壤水分都高于对照,依次高出8.2、6.0和3.0百分点,均达到差异显著水平(P0.05);灌浆期后,只有处理1与对照差异达到显著水平(P0.05)。与对照相比,拔节期地膜覆盖提高土壤温度0.6~0.9℃,扬花期和蜡熟期秸秆覆盖降低温度1.0和0.5℃,FA(处理5)叶面喷施后玉米叶面蒸腾速率减少29.5%、气孔导度减少30.6%、净光合速率增加16.7%。拔节期的株高以处理4和处理3最高,与其它处理达到差异极显著水平(P0.01),处理1最低。处理3和处理4的产量与其它处理达到差异极显著水平(P0.01),比对照增产18.3%和17.6%;处理1造成了减产,减产幅度为6.20%。水分利用效率与产量呈正相关趋势,最高的为处理3和处理4,分别比对照提高了19.0%和18.1%;水分利用率最低的为处理1,比对照降低了5.40%。     

不同覆盖方式对旱地玉米农田水分和产量的影响

【目的】明确不同覆盖方式对西北半干旱雨养区春玉米田土壤水分动态特性和产量的影响。【方法】利用大田试验,设置玉米秸秆带状覆盖（SM）、白膜双垄沟覆盖（BM）、黑膜双垄沟覆盖（HM）和露地无覆盖（CK）4种不同栽培方式。【结果】覆盖能明显改善玉米全生育期0～200 cm土壤墒情,SM、HM和BM处理增墒效应主要集中于拔节期后,覆盖处理在各时期、各土层土壤含水量普遍高于CK,相比CK,SM、HM和BM覆盖处理0～200 cm土层平均含水量分别提高6.7%、7.9%和8.3%,SM处理与HM、BM处理差异不显著,覆盖能显著提高玉米产量和水分利用效率。相比CK,SM、HM和BM处理显著增加百粒质量和穗粒数,且籽粒产量分别显著增加10.2%、21.7%和25.4%,其次水分利用效率分别提高22.9%、34.6%和39.8%。玉米籽粒产量、百粒质量（0.807**）和水分利用效率（0.958**）呈极显著正相关。【结论】地膜和秸秆带状覆盖均能提高作物产量和水分利用效率,而秸秆带状覆盖能提高资源利用效率,符合国家农业绿色发展的要求。     

不同水氮条件下垄膜沟灌玉米的产量及水分利用效应

为明确灌水和施氮对甘肃河西走廊地区垄膜沟灌玉米产量的影响,通过裂区试验,研究了不同施氮量和灌溉定额下垄膜沟灌玉米的产量及水分利用效果,结果表明,施氮、灌水以及二者之间的交互作用对玉米产量均有重要影响。灌溉定额从3 600 m3/hm2增加到4 500 m3/hm2和在0～300 kg/hm2范围内增施氮肥,玉米穗粒数、千粒重增加、增产显著。增加灌水和减少施氮,玉米水分利用效率降低。其中施N 300 kg/hm2、灌水定额为4 500 m3/hm2处理的玉米产量及水分利用效率相对较高,与最高产量处理施N 300 kg/hm2、灌水定额为5 400 m3/hm2相比,仅减产0.17%,减产差异不显著,且水分利用效率较施N 300 kg/hm2、灌水定额为5 400 m3/hm2处理提高了11.45%,节水900 m3/hm2。在河西走廊垄膜沟灌栽培条件下,可选择施N 300 kg/hm2和灌水4 500 m3/hm2为玉米的适宜氮肥用量和灌溉定额。玉米获得15 000 kg/hm2以上高产的适宜施氮量为180～390 kg/hm2,灌溉定额3 720～5 100 m3/hm2。     

覆膜时期和施氮量对陇东旱塬玉米产量和水氮利用效率的影响

[目的]以抗逆性强的紧凑型玉米品种先玉335为供试作物,研究施氮量、覆膜时期及其互作对陇东旱塬玉米生理指标、产量性状及水氮利用效率的影响,以期为陇东旱塬区玉米高产高效栽培提供理论依据.[方法]2012年11月至2019年11月,连续设置覆膜时期(春季覆膜和秋季覆膜)和施纯N量(0、75、150、225、300、375、...     

旱作地膜玉米密植增产用水效应及土壤水分时空变化

【目的】干旱缺水是黄土高原旱作农业最大的限制因素,研究覆膜、增密和品种对旱作玉米增产和水分利用的影响,有助于揭示未来旱作粮食持续增产与水环境的关系。【方法】试验于2012—2015年在黄土高原丘陵沟壑区的宁夏彭阳进行,在全膜双垄沟(FPRF)和半膜平铺盖(HPFC)2种种植方式下,选择耐密中晚熟先玉335和吉祥1号及不耐密早熟酒单4号3个杂交种,低密度(4.5万株/hm~2)、中密度(6.75万株/hm~2)和高密度(9.0万株/hm~2)3个水平,随机区组设计,玉米连作定位观测。采用烘干法监测不同降水年型玉米生育时期0—200 cm土层土壤水分,通过Surfer软件绘制土壤水分等值线图,研究旱作覆膜连作玉米产量、水分利用效率(WUE)及土壤水分时空变化。【结果】在地膜覆盖条件下各因素对旱作玉米产量和水分利用的影响达到极显著或显著水平,对籽粒产量和WUE的影响顺序依次为降水年型密度覆膜方式品种,降水年型从干旱、正常、丰水年的变化,玉米产量由7.72和8.79 t·hm~(-2)增加到11.86和11.15 t·hm~(-2),但WUE最高值并不在降水较多的年份,而在正常年型。密度由4.5万株/hm~2增加到6.67万株/hm~2,耗水量、产量、WUE增加10.6 mm、20.0%和3.45 kg·mm~(-1)·hm~(-2),但密度从6.67万株/hm~2增加到9.0万株/hm~2时,耗水量不再增加,而产量和WUE提高12.0%和2.97 kg·mm~(-1)·hm~(-2);FPRF处理较HPFC处理平均增产15.72%,WUE提高21.09%;耐密中晚熟品种吉祥1号和先玉335较耐密性弱早熟品种酒单4号增产15.46%—24.45%,WUE提高13.35%—15.55%。在全膜双垄沟种植条件下,玉米生育期内土壤剖面水分含量始终高于半膜平覆盖种植,尤其是玉米灌浆期0—200 cm土层多蓄积了50—90 mm的土壤水分,在严重伏旱年份发挥了明显的抗旱增产作用。不论降雨年型如何,4年期间全膜双垄沟播玉米产量增加和WUE提高并没有多消耗土壤水分,土壤深层未形成低湿层,也未观察到增密增产对土壤剖面水分循环的负效应,而干旱年份半膜平铺盖形成了一个土壤水分8%的明显干土层,并且随着玉米生长时间的推后干土层厚度增加、范围扩大。【结论】在目前地膜覆盖和生产平均密度5.3万株/hm~2基础上,"全膜双垄沟播+耐密品种+增密1.5万株/hm~2"是年降雨450 mm以上旱作区玉米持续增产和水分高效利用的技术关键,增密增产不会导致土壤深层形成干土层。     

旱地玉米不同覆膜方式的水温及增产效应

【目的】探求不同覆膜方式对旱地农田土壤水温变化规律、降水高效利用和玉米产量的影响,以期高效利用和开发有限的自然降水资源。【方法】对6种覆膜方式下玉米关键生育期耕层土壤昼夜24h温度变化、0—2m土壤水分动态进行定位监测,结合作物产量分析农田水分利用效率。【结果】玉米苗期,垄膜沟播(包括全膜双垄沟和半膜双垄沟)能防止白天耕层土壤温度过度上升和晚上温度过度下降;灌浆期,耕层平均温度最低;整个生育期,耕层平均地温比露地高2.4℃;垄膜沟播能把小于5mm的无效降水转化为有效水分贮存于土壤中,提高降水利用率。在平水年份,全膜双垄沟玉米的产量和水分利用效率最高,较露地分别提高91%和85%;干旱年份,半膜双垄沟玉米的产量和水分利用效率最高,较露地分别提高34%和33%。【结论】垄膜沟播能调控土壤的水温条件,提高玉米水分利用效率。平水年全膜双垄沟增产效应最佳,干旱年半膜双垄沟增产效应较好,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产田创建的有效途径。     

辽西地区膜下滴灌玉米高水效品种筛选与评价

以10个玉米品种为试材,研究辽西地区膜下滴灌对不同玉米子粒产量和水分利用效率的影响,表明灌溉与不同玉米品种产量互作显著,各灌溉处理总耗水量(ET)差异均不显著,部分灌溉高产品种的水分利用效率差异不显著,不同品种灌水利用效率(IWUE)差异显著,豫丰508与新单001的IWUE较高,分别为2.07 kg/m3与2.02 kg/m3;通过聚类分析将玉米划分为低水效和高水效品种,表明高水效品种产量比低水效品种增产,辽单1211(产量最高为955.43 kg/667m2)是子粒产量和水分利用效率兼顾的最优品种,高水效品种增产的主要原因是行粒数、百粒重的显著增加。     

不同方式周年覆盖对黄土高原玉米农田土壤水热的调控效应

【目的】探究黄土高原半干旱区不同覆盖方式调控土壤水、热与持续增产、增效的协同效应,为该区确立高效、环保覆盖方式提供理论依据。【方法】设置塑料地膜全膜覆盖(PM)、降解膜全膜覆盖(BM)、膜垄种植(RH)和秸秆覆盖(SM)4种不同周年覆盖(休闲期+生育期)方式,以裸地不覆盖为对照(CT),通过3年大田定位试验,研究不同覆盖方式对土壤水、热时空动态变化规律及其利用特征的影响。【结果】周年覆盖能有效抑制休闲期土壤水分无效蒸发,提高降水潜在利用效率,PM、BM、RH和SM处理休闲期分别较CT多储水53、51、32和36 mm,降水潜在利用效率分别提高了14%、12%、11%和10%。地膜覆盖增温显著,有效提高了玉米干物质累积速度,缩短了其生育进程,其中PM、BM和RH处理拔节期分别较CT提前了15、8和7 d,成熟期分别提前了17、7和7 d。与CT处理相比,PM、BM和RH处理产量增幅分别为52%、32%和27%,积温生产效率分别提高了57%、15%和58%,水分利用效率分别提高了31%、14%和26%,降水利用效率分别提高了53%、27%和29%,耗水系数则分别降低了33%、21%和22%。SM处理能有效增加玉米生育期土壤储水量,但土壤温度的降低导致其生长发育迟缓,其拔节期和成熟期分别较CT推迟了4 d和5 d,最终产量、水分生产效率和积温生产效率分别降低了21%、18%和9%。PM处理增加了农田耗水量,其季末供水能力分别较BM、RH和SM降低了19、56和86 mm。但PM处理土壤水分平衡受生育中后期降水量影响较大,2015年7—9月降水量较多年平均值减少71 mm,PM处理收获期100—200 cm土层土壤储水量较CT处理减少28 mm,并较土壤稳定度降低5.4 mm,造成深层土壤水分亏缺。【结论】塑料地膜全膜覆盖是黄土高原半干旱区协同提高土壤水、热资源利用效率,增加玉米产量的有效措施,然而在玉米生育中后期遭遇干旱容易引起深层土壤水分亏缺和产量波动;降解膜全膜覆盖和膜垄种植处理的增温和增产效果均弱于塑料地膜全膜覆盖,但更有利于维持土壤水分平衡;秸秆覆盖降温、减产效果明显,不推荐在气温较低的半干旱区应用。     

不同厚度地膜一膜三年覆盖对土壤水热效应、玉米产量及地膜残留的影响

为探讨不同厚度地膜一膜三年覆盖对土壤水热效应、玉米产量及地膜残留的影响,分别设置厚度为0.008、0.010、0.012、0.015 mm的地膜一膜三年覆盖大田试验。结果表明:①厚度0.012、0.015 mm地膜覆盖三年仍有较好的增温保墒效果,生育期耗水量仅比一年一覆膜（CK）增加1.96%、1.14%,玉米播种至拔节期土壤温度分别降低0.74、0.71 ℃。②一膜三年覆盖不同程度影响了作物生长发育,降低了玉米产量及水分利用效率。0.008 mm地膜处理的产量、水分利用效率显著低于CK 13.24%、18.12%;但0.010、0.012、0.015 mm处理与CK相近,产量和水分利用效率的降幅分别为2.27%～4.09%、2.85%～8.36%。③一膜三年覆盖有效降低了投入成本,玉米产投比比CK分别显著提高13.73%、25.00%、26.47%、25.49%。④一膜三年覆盖显著降低了地膜残留量,比CK降低55.74%～61.42%;但厚度为0.008、0.010 mm地膜使用后易破碎、不易回收,使地膜残留系数分别高达35.60%、32.97%;地膜厚度为0.012、0.015 mm时,地膜残留系数可分别降低到21.99%、19.81%。研究认为,一膜三年覆盖中采用厚度大于0.012 mm地膜,可保证玉米产量,提高水资源利用效率及产投比,有效降低残膜污染。     

西北黄土高原旱地全膜双垄沟播种植对玉米 季节性耗水和产量的调节机制

【目的】从玉米季节性耗水调节产量和水分利用效率的角度,揭示旱地全膜双垄沟播的增产机制。【方法】通过测定土壤温度、含水量、玉米地上干物质和产量及其构成因子,以及计算土壤温度梯度等,探讨旱地全膜双垄沟播对玉米季节性耗水和产量的调节机制。【结果】全膜双垄沟播（PMF）和全沙覆盖平作（SM）对玉米生长期的水分环境有显著的调节作用。与裸地平作（CK）相比,PMF和SM能提高地温最低点玉米全生育期土壤温度梯度和地温最高点玉米拔节前土壤温度梯度,在显著高于CK和地温最高、最低点反方向温度梯度驱动下实现了对土壤水分的调节,使玉米在需水较少阶段保蓄更多的水分以供需水盛期利用;各处理玉米耗水高峰出现的时期与当年降雨分布密切相关,PMF和SM可以促进玉米拔节后耗水,其中灌浆期增加最为显著,该时期PMF和SM的耗水量分别较CK增加237.7%和83.1%,差异显著（P＜0.05）;其次是拔节-抽雄期,分别较CK增加31.8%和27.4%,差异显著（P＜0.05）;玉米收获指数分别提高132.5%和116.1%。【结论】PMF能够增大土壤温度梯度,减少前期地表蒸发为主的水分耗散,保蓄更多水分供后期使用;在后期雨季能够充分利用降水,促进籽粒形成和灌浆,表现较高的穗粒数和百粒重,显著提高产量和水分利用效率。     

覆膜秸秆还田对旱作农田土壤水温及春玉米产量的影响

探索半干旱区秸秆还田对覆膜农田土壤水分、温度、春玉米产量及水分利用效率的影响.以宁南典型旱作区覆膜种植和传统种植为基础,设置平作不还田(T)、平作秸秆还田(TS)、平覆膜秸秆不还田(P)、平覆膜秸秆还田(PS)4个处理.结果表明,覆膜种植与秸秆还田增加耗水量,P和PS较T和TS平均提高玉米耗水量5.72％,PS较P,T...     

不同覆膜栽培方式对旱地土壤水热效应及西瓜产量的影响

【目的】西瓜是黄土高原旱地的主要经济作物之一,近年来种植面积逐年扩大。但该区域降水总量不足且时空分布不均,西瓜生产中常遭受前期干旱和后期涝害而导致减产。本研究针对黄土高原旱作区水资源缺乏的现状,采用垄沟种植,改变栽培方式和覆膜方式,探索适宜西瓜生长的集雨高产栽培模式,实现有效汇集天然降水,以改善土壤水热效应,提高西瓜产量。【方法】2011-2013在甘肃省庆阳市宁县太昌乡开展试验,研究不同覆膜栽培方式对旱地土壤水分、土壤温度和西瓜产量的影响。试验设全覆膜垄上播种（RM）、全覆膜垄上沟播（GM）、全覆膜沟播（TG）、半覆膜垄上沟播（GH）和半覆膜垄上播种（RH）5个处理,采用随机区组排列,以RH为对照,3次重复。起垄后垄宽100 cm,沟宽30 cm。垄上沟播处理中,集水沟宽20 cm,深10 cm。采用Stow Away Tidbit Temp Logger测定5、10和15 cm土层土壤温度,烘干法测定0-100 cm土层土壤含水量。种植密度为7 692株/hm²。【结果】土壤含水量的变化受集雨作用和西瓜生长影响。在幼苗期,TG、GM和GH处理0-10 cm土壤含水量分别较RH提高41.41%、37.82和32.69%。伸蔓期TG、RM和GH处理0-40 cm土层土壤含水量分别较RH提高13.91%、10.61%和6.75%,结果期GM和GH处理0-40 cm土壤含水量分别较RH提高8.50%和5.49%。成熟期GM、GH、TG和RM处理0-40 cm土壤含水量分别较RH提高10.51%、10.33%、4.98%和3.66%,土壤储水量由高到低依次为GH＞GM＞TG＞RM＞RH。不同处理的温度日变化呈“S”型负正弦曲线,随土壤深度的增加,曲线的振幅减小,相位后移,周期增长。日均温度从大到小依次为RM＞RH＞GM＞TG＞GH。土层每加深5 cm,各处理温度日变化曲线相位依次推移1 h。垄上温度均高于垄沟,垄上土壤温度以处理RM最高。不同栽培方式的保温效果从大到小依次为GM＞TG＞GH＞RH＞RM。GM处理连续两年产量最高,平均较RH提高10.34%,GH处理3年平均产量较RH提高7.66%,增产幅度依次为GM＞GH＞RM＞TG。GM和GH能够有效富集降雨,增产作用显著。【结论】3年的试验验证了不同覆膜栽培的集雨效果、土壤增温效果和西瓜增产效果,全膜和半膜覆盖垄上沟播模式能够起到集雨增温保墒的作用,可提高西瓜产量。其推广应用可有效提高该区降水资源的高效利用,实现西瓜稳产高产,可作为黄土高原旱地西瓜生产的高效栽培新模式。