宁夏中部干旱带和南部山区在我国西北旱作区具有典型代表性,该区域旱作节水农业的发展对我国旱地农业生产影响重大。目前,在各种旱作农业技术中,地膜覆盖是最主要的保水节水增产措施。本研究针对传统常规覆膜栽培方式(半膜平覆膜上种植)存在的地膜覆盖面积小、土地裸露部分多(约占50%)、集雨保墒效果差、雨水入渗难等问题,通过对旱地土壤墒情周期变化、雨水就地入渗、农田覆盖抑蒸和降水富集叠加等理论的深入理解与准确把握,围绕宁夏旱区优势作物和主导产业,创新集成现代覆膜保墒集雨技术体系,以最大限度的提高有限降水资源的保蓄率、利用率和生产效率,从根本上突破干旱制约,实现由被动抗旱向主动避灾转变,构建抗旱减灾长效机制。取得的主要研究结果如下:1.通过对大量试验研究结果的分析,总结形成了秋季保墒覆膜、早春顶凌覆膜、全膜双垄沟播、全膜覆土穴播、起垄覆膜覆土、留膜留茬越冬等6大技术模式,并分别确立了各技术模式的关键技术参数,组装提出了各模式的综合配套技术,由此构建起了具有区域特色的现代覆膜保墒集流降水高效利用技术体系。2.总结形成的现代覆膜保墒集雨降水高效利用技术体系,一是实现了对传统地膜覆盖栽培方式的覆膜时间、覆膜面积、种植方式与土壤耕作等内容的“四大变革”,包括变革覆膜时期由播期覆膜为上年秋季或当年早春覆膜、变革半膜覆盖为全膜覆盖、变革平种穴播为沟垄种植以及变革作物收获期揭膜翻耕整地为留膜留茬越冬保护性耕作;二是提出区域主要种植旱地作物的地膜覆盖栽培适宜的技术模式,包括玉米全膜双垄沟播技术模式,以小麦为代表的密植作物的全膜覆土穴播技术模式,马铃薯起垄覆膜覆土种植技术模式;三是增强了旱地作物种植的区域适应性,为一些高海拔冷凉地区和极度干旱地区发展种植玉米、马铃薯、小杂粮等创造了水热条件;四是将旱地作物水分利用效率提高到一个新水平,最大限度挖掘了有限降水生产潜力。在宁夏中南部旱作农业区应用覆膜保墒集雨技术,可使玉米降水利用率最高达到78%,平均达到70%,水分生产效率最高达到3.32kg/mm·666.7m~2,平均达到2.25kg/mm·666.7m~2;使马铃薯降水利用率最高达到88%,平均达到75%,水分生产效率最高达到2.11kg/mm·666.7m~2,平均达到1.54kg/mm·666.7m~2。3.现代覆膜保墒集雨降水高效利用技术体系在宁夏旱作农业区的推广应用,从根本上改善了土壤水分条件,切实增强了作物的抗旱减灾能力,实现了由对抗性种植向适应性种植的转变,推进了农业供给侧结构性改革;增强了种植业稳产增产性能,带动了玉米、马铃薯、小杂粮等高产秋粮种植比例的提高,有力支撑了粮食生产稳定发展;挖掘了旱地农业内部的增收潜力,拓展了全自治区农业外部的增收空间,有效带动了农民持续增收。