水分匮乏和土壤肥力较低是渭北旱塬地区冬小麦农田生态系统可持续发展的重要限制因子,而夏闲期间种植绿肥作物虽然能够有效提高土壤肥力水平,但在降雨稀缺的年份会对后茬冬小麦生长产生不利影响。为进一步解决种植绿肥在干旱贫水年份导致冬小麦减产的生产实际难题,探索并评价不同旱地绿肥和覆膜措施相结合的新型绿肥种植体系。本研究于2017-2019年在陕西省永寿县御驾宫乡御中村布置了田间试验,采取裂区试验设计,以不同绿肥品种为主处理(黑麦豆、油菜,休闲为对照),不同覆膜措施(常规耕作、垄覆沟播)为副处理,旨在探究不同绿肥和覆膜措施对旱地冬小麦苗期生长、产量形成、养分和水分利用效率、麦田土壤水分动态变化及土壤基本肥力性质的影响。结果发现:(1)两种绿肥相比,黑麦豆的总干物质量高于油菜,而油菜的氮、磷、钾养分还田量则高于黑麦豆;另外,垄覆沟播条件下绿肥的生长较旺盛,生物量干重和鲜重均明显高于常规处理。(2)无论在平水年还是干旱年种植油菜+垄覆沟播对冬小麦产量的稳产效果优于黑麦豆+垄覆沟播处理,平均增幅为23.5%。此外,平水年黑麦豆+垄覆沟播对冬小麦关键生育期生物量形成有促进作用,而欠水年种植油菜+垄覆沟播对冬小麦关键生育期生物量形成有促进作用。与休闲处理相比,种植绿肥+垄覆沟播模式有助于提高小麦苗期地上部养分累积量,其中油菜效果更为显著,对冬小麦返青期地上部氮、磷、钾累积量的平均增幅分别为42.6%、30.0%和16.3%;此外,有助于提高转移氮、磷对籽粒贡献率,减少花后钾损失量和转移量,提高籽粒钾占转移钾的比例,促进了籽粒对氮磷钾养分的吸收。种植绿肥与垄覆沟播两种措施对冬小麦产量、关键生育期生物量、冬小麦养分吸收和转移均无明显的交互作用。(3)种植绿肥+垄覆沟播模式有助于提高土壤有机质含量,黑麦豆和油菜与休闲处理相比,均提升了土壤有机质含量,平均增幅均为10.6%;对土壤全氮、有效磷和速效钾含量均无显著影响。种植绿肥与垄覆沟播两种措施对土壤肥力无明显的交互作用。(4)种植黑麦豆和油菜绿肥+垄覆沟播均显著降低了冬小麦生育期耗水量。与休闲相比,平水年种植油菜+垄覆沟播模式冬小麦的水分利用效率最高(14.5 kg/hm~2﹒mm),增幅为3%;欠水年,种植绿肥+垄覆沟播模式降低了冬小麦的水分利用效率,平均降幅为45%。种植绿肥与垄覆沟播两种措施虽然对冬小麦生育期耗水量无明显的交互作用,但是对水分利用效率有显著的交互作用。种植绿肥+垄覆沟播模式不仅没有增加夏闲期土壤贮水量,相反加重了土壤水分的额外消耗。相比于夏闲期裸地休闲,平水年种植绿肥+垄覆沟播模式显著降低了冬小麦播前0-100 cm土壤贮水量,平均降幅为13.4%;欠水年种植绿肥+垄覆沟播模式显著降低了0-200 cm土壤贮水量,平均降幅为15.7%。综上所述,我国渭北旱塬地区在平水年采用种植油菜+垄覆沟播新型种植体系可以在保证不减产的情况下提高冬小麦的水分利用效率,还可以促进后茬作物对氮、磷、钾养分的吸收,有利于其苗期作物生长,并有效提高0-10 cm土壤有机质含量;干旱年份垄覆沟播覆膜措施缓解了绿肥耗水过多的负面影响。为进一步提高旱地水肥资源利用率,促进我国绿肥产业体系的发展提供了新的思路和技术模式。