本研究以宁夏南部山区主栽品种青薯9号为研究对象,采用沟垄覆盖集雨种植方式,垄上集雨,垄中种植。设5种沟垄覆盖模式:垄覆地膜沟覆地膜(BD)、垄覆地膜沟覆渗水地膜(BS)、垄覆地膜沟覆麻地膜(BM)、垄覆地膜沟覆秸秆(BJ)和垄覆地膜沟不覆盖(BB),以传统平作为对照(CK)共6个处理,研究不同沟垄覆盖对马铃薯各生育时期不同生态位土壤水、温、无机氮(硝态氮、铵态氮)的运移特征及马铃薯生长和产量的影响,旨在探讨最佳覆盖材料,以确定适宜的沟垄覆盖种植模式。其主要研究结果如下:1、不同沟垄覆盖种植模式下垄上、垄侧(种植行)、垄中各处理0～100 cm层土壤蓄水量随生育期的推进总体呈降低-升高-降低的趋势。BD、BJ、BM处理马铃薯生育期0～100 cm层土壤蓄水量表现为垄侧>垄中>垄上;BS、BB处理土壤蓄水量表现为垄中>垄侧>垄上。与平作相比,不同覆盖处理均能提高垄侧、垄中、垄上0～100 cm层土壤蓄水量。整个生育期垄侧土壤蓄水量以BJ处理最高,较CK显著提高20.8%,BB、BD次之,均较CK显著提高12.0%。垄中0～100 cm层土壤蓄水量苗期以BS处理最高,较CK提高22.8%;现蕾期、淀粉积累期-收获期以BJ处理较高,较CK分别提高26.0%和9.4%,BD处理次之;块茎形成期-块茎膨大期以BB处理最高,BJ处理次之。全生育期垄上0～100 cm层土壤蓄水量以BJ处理最佳,BD、BM处理次之。2、不同沟垄覆盖种植模式下各处理5～25 cm层垄侧、垄中土壤平均温度均随生育期的推进呈现升高-降低的趋势;而垄上土壤平均温度随生育期的推进呈现升高-降低-升高-降低的趋势。BD处理整个生育期5～25cm层垄侧、垄中平均土壤温度增温效果显著,BM、BB处理前中期增温效果显著,BS、BJ处理前期、中期降温效果显著。垄上各覆盖处理均表现为增温效果且与CK差异显著。3、不同沟垄覆盖模式下全生育期各处理0～100cm层垄上、垄侧、垄中土壤硝态氮、铵态氮含量均随土层的加深逐渐降低,且以0～40cm耕层土壤最为显著。块茎膨大期0～100 cm层沟垄不同生态位土壤硝态氮含量以BD处理最高,BJ、BM处理次之,其余各生育时期以BJ处理硝态氮含量最高,BD、BM处理次之。收获期0～100cm层垄侧、垄中土壤铵态氮含量以BD处理较高,BJ、BM处理次之,其余各生育时期以BJ处理最高,BD、BM处理次之。垄上表现为苗期、块茎膨大期、淀粉积累期-收获期以BJ处理最高,BD处理次之;现蕾期、块茎形成期以BD处理最高,BJ、BM处理次之。4、不同沟垄覆盖模式下各处理马铃薯株高、茎粗、叶面积指数、地上部生物量、地下部生物量均高于平作,各处理马铃薯株高、茎粗、叶面积指数随生育期的推进呈先增高后降低的趋势,前期以BS处理下株高最高,较CK提高28.3%,中后期以BJ处理下株高最高,较CK提高25.2%。其中,BJ处理茎粗、叶面积指数分别较CK显著增加14.2%和18.7%,BD处理次之。而地上、地下部生物量随生育期的推进呈现逐渐增高的趋势,前期以BS处理较高,较CK分别提高52.9%、107.5%,中后期以BJ处理较高,较CK分别提高66.5%、131.5%。5、不同沟垄覆盖模式下各处理随着生育期的推进,马铃薯植株中各器官氮素含量发生转移,从块茎形成期开始叶片>茎>根的氮素所占的比例逐渐减少,块茎含氮量逐渐增加。全生育期BJ处理马铃薯叶、茎、根、块茎全氮含量最高,BD处理次之。6、不同沟垄覆盖模式下各处理总产量均显著高于传统平作(对照),以BJ、BD处理马铃薯总产量和商品薯率最佳,总产量较CK分别显著提高50.2%、36.2%;商品薯率较CK分别显著提高57.5%、42.7%。7、通过对不同沟垄覆盖模式下各处理马铃薯产量与土壤水、温、无机氮、生长指标、植株氮素的主成分分析可知,不同沟垄覆盖下土壤水温肥效应及其对土壤马铃薯生长的影响均高于平作处理,且以垄覆盖地膜沟覆盖秸秆(BJ)处理下影响最高。