本研究以半湿润易旱区灌溉冬小麦为对象，通过设置田间根域集雨免灌种植、集雨补灌种植、传统平地旱作及水平畦灌等处理，对比分析不同栽培管理方式下的集雨节灌种植对农田水肥、温度等农田环境和冬小麦生长发育的影响。主要研究结果如下：1.集雨节灌种植可有效改善0~200cm土层土壤水分含量，在0~60cm浅层土壤表现最为明显。苗期至灌浆中期，集雨节灌各处理的蓄水保墒效应随生育进程的推进而加强，灌浆中后期至成熟期，随着降雨的大量增加，集雨节灌各处理的蓄水保墒效应逐渐减弱。灌溉显著改善作物返青期土壤水分状况和生育期耗水量，后随生育进程的推进，蓄水保墒作用有所减弱。集雨免灌种植可较平地旱作显著提高土壤水分含量和生育期耗水量；集雨补灌较充足灌溉的畦灌土壤水分含量高，耗水量显著降低，对小麦生长的水分状况有较大改善。相同种植条件下，60cm垄沟宽集雨节灌种植土壤水分状况优于40cm垄沟宽；小麦生育期耗水量，二者无显著差异。2.不同栽培管理方式对土壤温度的影响效应不同，具体影响效应随土层的加深而逐渐减弱。研究结果表明，在前期（出苗期和越冬期），不同栽培管理方式的温度表现为60cm垄沟宽集雨处理>40cm垄沟宽集雨处理>平作，即垄沟集雨处理有一定的保温作用，且宽带型的保温作用较窄带型好；在作物生长中后期（返青-成熟期），各处理的温度表现为平作>畦灌>60cm集雨免灌>60cm集雨补灌>40cm集雨免灌>40cm集雨补灌，即各集雨处理有一定的降温效应，可有效缩小作物生长期间的温差，避免作物生长后期的高温胁迫；各处理中同一栽培环境下，灌溉处理的土壤温度均小于免灌处理。3.集雨种植各处理对冬小麦全生育期的生长发育均会产生显著性影响。在苗期，集雨处理可较平作提前出苗分蘖，返青之后，集雨处理的生育进程均较平作和畦灌有所推迟，全生育期天数延长2~3d；集雨补灌处理较集雨免灌处理各生育进程推迟1~2d。集雨各处理的株高、干物质和茎蘖数均高于平地旱作与畦灌，较好的促进了冬小麦的生长发育；集雨补灌可在集雨免灌的基础上进一步促进小麦的生长发育；60cm垄沟宽的小麦生长发育状况优于40cm垄沟宽。4.集雨节灌种植各处理有效提高了作物对氮、磷、钾肥的利用效率，减少了肥料的无效损耗，较好地协调了土壤水肥关系，有效增加了养分向籽粒等“库”的运输。集雨免灌处理T1、T3较平地旱作T5氮、磷、钾肥利用效率均显著提高；集雨补灌处理并未因灌溉量的减少而较充足灌溉的畦灌肥料利用效率降低，T2氮、钾肥利用效率高于T6，T4较T6肥料利用效率无显著性差异。同一垄沟宽条件下，灌溉处理肥料利用效率均高于对应的免灌处理。不同垄沟宽之间相比较，60cm垄沟宽肥料利用效率显著高于40cm垄沟宽，与水分状况相一致。5.通过本研究发现，集雨免灌种植可较传统平地旱作显著增产节水，可实现对降雨的高效利用。试验进一步表明，集雨补灌可实现灌溉量减半的情况下与灌溉量充足的畦灌保持相同的产量水平，使水分利用效率显著增加，有效实现灌溉水的高效利用，实现节约灌溉的目的。同时60cm垄沟宽带型的增产节水效果优于40cm垄沟宽。由于灌溉对产量有显著的增产效应，故在该区，根域集雨种植结合较小灌溉量的集雨补灌种植，可以实现雨水与灌溉水的双重高效利用，是该区节水增产的理想种植模式。