面对冀西北寒旱区低温、干旱的自然条件,和农牧兼业、饲草短缺的生产背景,以充分利用区域有限的水热资源,提高饲用玉米产量,有效缓解天然草场压力,促进农业经济与生态环境协同发展为目标。试验于2016年-2018年在河北农业大学张北试验站进行。试验采用随机区组试验设计,进行了露地平作(ck),平地覆膜、双垄沟覆膜、土下覆膜处理对饲用玉米株高、叶面积指数、干物质积累、土壤水分、土壤温度、产量及水分利用效率影响的试验研究,试验地土质为草甸栗钙土。主要研究结果如下。1.不同覆膜方式对饲用玉米株高的影响,不同降水年型表现各异。在丰水年,各覆膜处理饲用玉米株高均显著高于露地,平地覆膜、双垄沟覆膜和土下覆膜处理分别较露地提高1 7.24%、18.37%和9.91%,平地覆膜与双垄沟覆膜处理之间差异不显著,但二者均显著高于土下覆膜。在欠水年,土下覆膜处理饲用玉米株高显著高于露地,较露地提高20.17%,平地覆膜与双垄沟覆膜处理饲用玉米株高与露地之间差异不显著。在平水年,各覆膜处理饲用玉米株高与露地之间均无显著差异,各处理株高仅较露地提高1.69%-3.78%。表明与对照相比,丰水年型各覆膜处理均能显著增加饲用玉米株高;欠水年型仅土下覆膜饲用玉米株高增加显著;平水年型各覆膜处理饲用玉米株高与露地差异均不显著。2.不同降水年型各覆膜处理叶面积指数表现不同。在丰水年,各覆膜处理在饲用玉米收获期叶面积指数均显著高于露地,平地覆膜、双垄沟覆膜和土下覆膜处理分别较露地提高34.98%、35.77%和21.62%,各覆膜处理之间无显著差异。在欠水年,土下覆膜叶面积指数显著高于露地,且显著高于平地覆膜和双垄沟覆膜。平地覆膜和双垄沟覆膜处理与露地之间无显著差异。在平水年,各处理之间无显著差异。表明与对照相比,丰水年型各覆膜处理均能显著提高饲用玉米叶面积指数;欠水年型仅土下覆膜处理能显著提高饲用玉米叶面积指数;平水年型,各覆膜处理叶面积指数与露地差异均不显著。3.不同降水年型不同覆膜处理植株干物质积累动态均呈现为logistic变化。在丰水年及平水年,双垄沟覆膜处理干物质积累平均增速最高,分别是露地的1.60和2.05倍,理论产量提高了 64.23%和27.94%。在欠水年,土下覆膜干物质积累平均增速最高,是露地的2.09倍,理论产量提高了 64.58%。地膜覆盖促进了饲用玉米干物质积累速度,提高了饲用玉米理论产量,为饲用玉米高产打下基础。表明与对照相比,任何降水年型均能提高饲用玉米干物质积累增长速率和产量。4.地膜覆盖具有明显的增加土壤温度的效果。玉米封垄前,平地覆膜和双垄沟覆膜增温效果显著,1Ocm 土壤温度分别提高了 2.19℃和3.16℃。土下覆膜处理增温效果不显著,且土壤温度变幅低于其他处理。在一天中,平地覆膜和双垄沟覆膜处理土壤温度增温快增幅大,土下覆膜土壤温度增温、降温表现一定时间的滞后。玉米封垄后各覆膜处理对土壤温度的影响不显著。平地覆膜和双垄沟覆膜为饲用玉米提供了适宜的土壤温度条件,有利于饲用玉米的生长发育,土下覆膜可降低土壤温度变幅。表明与对照相比,平地覆膜和双垄沟覆膜处理对玉米提供了积温支持。5.不同覆膜方式的集水保墒效果存在差异。冀西北高寒半干旱区草甸栗钙土农田主要贮水层为0-60cm,生育期土壤贮水受降水与田间耗水影响显著。平地覆膜与双垄沟覆膜具有将时期与数量不稳定的降水及时贮存于土体,促使水分下渗的作用,土壤平均贮水量较露地增加了 9.06%-12.58%,在平水年及丰水年型效果显著;土下覆膜具有抑制贮水土面蒸发与稳定供水效应;促进了玉米生育中期的生物量累积,在欠水年型保水效果显著。表明与对照相比,平地覆膜和双垄沟覆膜对玉米提供了水分支持。6.各覆膜方式不同程度的提高了饲用玉米生物产量和水分利用效率。双垄沟覆膜饲用玉米产量在不同降雨年型均显著高于露地,丰水年、平水年及欠水年分别提高了 46.22%、42.00%和15.01%,同时水分利用效率较露地提高87.69%、62.17%和45.58%。平地覆膜处理在丰水年及平水年饲用玉米产量较露地显著提高45.79%和14.7%,在欠水年饲用玉米产量和水分利用效率较露地提高25.02%和51.31%。土下覆膜在欠水年及平水年饲用玉米产量显著高于露地,分别提高了59.84%和13.66%,水分利用效率提高81.72%和15.18%。表明与对照相比,在不同降水年型双垄沟覆膜均能显著提高饲用玉米产量和水分利用效率,充分利用降水资源,实现高产稳产。综上所述,双垄沟覆膜增加土壤温度和集聚降水的作用显著提高了饲用玉米株高、叶面积及干物质积累量,进而显著提高了饲用玉米产量和水分利用效率。平地覆膜的效果次于双垄沟覆膜。土下覆膜由于抑制降水下渗,对降水利用率低,仅在欠水年效果优于平地覆膜和双垄沟覆膜。