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垄沟覆膜种植模式通过将覆盖区的降水叠加到种植区,实现了降水资源的空间调配,解决了土壤干旱与降水资源浪费的矛盾,对水资源匮乏地区农业的发展具有重要的意义。为进一步优化覆膜种植模式、了解作物增产机制,本研究比较了黄土塬区无作物种植的旱作农田垄沟条件下土壤水热状况对不同地膜覆盖度(30%,50%,70%,85%,100%,CK即0%)的响应特征;并研究了85%地膜覆盖度下,不同灌溉量对春玉米产量及水分利用效率的影响效果。主要研究结果如下:1.综合考虑农田覆膜栽培的土壤水热状况及经济效益,以85%地膜覆盖为最佳选择。(1)地膜覆盖保水效果(4-9月5m土层贮水量增量,mm)与覆盖度(%)之间为正相关关系,拟合方程为Y=1.65X+42.60,相关系数R=0.98**;覆膜条件下降雨入渗深度已到3m土层以下。(2)土壤温度随覆盖度的增大而升高,有助于低温季节作物出苗;85%膜地温与全膜基本接近。地膜覆盖度从30%增加到85%过程中,白天地温达到峰值的速度加快,峰值增大。2.垄沟+85%地膜覆盖度下春玉米产量随灌溉量的增大而逐渐升高,且灌水处理与对照均形成显著差异(p<0.05);试验期间120mm总灌水量下玉米产量最大,与其他灌溉处理差异显著,其水分利用效率较CK提高17.0%。(1)第一次灌水后,随灌水量的增大干物质量逐渐增加,且40mm、50mm、60mm灌水处理均显著高于CK(p<0.05);即使灌水量增大到60mm,依然可促进其干物质积累。第二次灌水后(灌浆期),随灌水量增大生物量大体呈增大趋势,60mm的灌水量对玉米生物量的促进作用最大,显著高于CK、T1和T2。春玉米株高、LAI对灌水量的响应不明显。(2)在玉米拔节期,50mm、60mm的灌水量可以满足玉米对水分的需求;到达灌浆期时,玉米对水分的需求大于拔节期。从玉米拔节至收获期,CK和每次20mm灌水处理的3m土层贮水量一直呈降低趋势,各灌水处理在50cm土层处含水量差异较大。