水肥管理是提高旱农区作物产量的关键。垄沟和垄上覆膜栽培具有明显的集水、保墒和增产效应,但对垄沟栽培条件下小麦群体与个体发育,干物质积累与分配,氮、磷养分的吸收、累积与转运规律缺乏系统研究。本文以冬小麦小偃22为供试材料,通过2年大田试验,研究了3种不同栽培模式(平作、垄沟栽培、垄上覆膜栽培)和两种垄沟小麦的施肥方法(常规施肥和垄下集中条施)对冬小麦干物质累积与再动员,氮磷养分吸收与分配规律的影响;探讨了土壤剖面中硝态氮的分布,以及小麦收获后残留养分对夏玉米的后效等。目的是为旱地冬小麦优质高产高效栽培及合理施肥提供理论与实践依据。试验地位于陕西省杨凌农业高新技术产业示范区西北农林科技大学试验农场农作一站,属于半湿润易旱区,供试土壤为红油土(系统分类名称为土垫旱耕人为土)。得到以下主要结论:1.在供试条件下,单纯的垄沟栽培未表现出增产效应,主要原因是群体密度低,叶面积系数小;垄上覆膜后促进了小麦生长发育,增加了灌浆结实期的养分吸收,延缓了叶片衰老,有利于生育后期的光合作用,弥补了垄沟栽培的不足,增产效果显著。2004～2005年垄上覆膜条件下,常规施肥和垄下施肥等两种施肥方式的产量分别为4743.24 kg hm-2和4396.11 kg hm-2,比相应的垄沟增产29%和8%,比平作高10%和2%;2005～2006年产量为5407.45 kg hm-2和5134.32 kg hm-2,比垄沟分别增产20%和4%,比平作高10%和4%.垄沟条件下,垄下施肥与常规施肥相比,2004～2005年和2005～2006年产量分别提高11%和10 %;而在垄上覆膜条件下,2004～2005年和2005～2006年常规施肥比垄下施肥分别增产8%和5%.2.在供试条件下,花前积累的干物质转运对籽粒的贡献率为30%～45%;花后光合作用的贡献率为55%～70%.开花期茎、鞘和穗轴颖壳是干物质积累的主要器官;施肥处理显著增加了各个叶位的干物质积累量。茎部干物质动员对籽粒的贡献最大,占籽粒干物质的14%～21%.从不同叶位来看,顶三叶的转运量及其对籽粒的贡献率大于下部叶。垄上覆膜后提高了叶部、茎和鞘的干物质累积以及地上部分干物质的累积总量。此外,覆膜条件下常规施肥的花后累积量高于垄下施肥,而平作和垄沟处理两年的趋势不一致。3.试验表明,花前累积氮的动员对籽粒氮的贡献率为57%～84%;花后吸收氮量对籽粒的贡献率为16%～43%.虽然转移氮在籽粒中占有较大比例,但花后吸收量与籽粒氮素收获量密切相关,花后吸收量越多,籽粒的氮素收获量越多。施肥提高了小麦植株对氮素的吸收量,增加了开花期和成熟期各器官的氮素累积量,促进了小麦叶片和茎秆贮存氮素向籽粒的转运。各营养器官的氮素累积及其对籽粒的贡献率均以叶部最高,不同叶位以倒二叶最大。与平作相比,垄沟栽培小麦开花期地上部分的氮素累积量较少,但花后吸氮量显著高于平作,因此显著增加了成熟期地上部分的氮素累积总量和籽粒氮产量。垄上覆膜后不仅可以提高花后小麦吸氮量,又能促进营养器官贮存氮素的转运,其籽粒氮累积量也高。从花后氮素转运与吸收情况看,平作小麦依靠花前营养器官贮存氮素向籽粒转运的比例大于垄沟和垄上覆膜,而后者显著提高了花后累积氮素对籽粒氮的贡献率。在2004～2005和2005～2006年,垄上覆膜后常规施肥籽粒的氮素累积量比垄下施肥分别高2.87 mg stem-1和3.83 mg stem-1,差异均达显著水平。4.花前累积磷素对籽粒的贡献率为59%～96%,花后吸收磷的贡献率为4%～41%;颖壳穗轴和茎在开花期有较高的磷素累积量,这些器官的磷素转运对籽粒磷的贡献较大;叶部各个器官中倒二叶的磷素累积量大,其磷素转运对籽粒磷的贡献也高。垄沟栽培与平作相比,降低了花期地上部的磷素积累量,但由于花后磷素吸收多,其花后吸磷对籽粒的贡献率显著大于平作,成熟期地上部的磷素累积量与平作相当。垄上覆膜增加了旗叶、倒二叶、倒三叶和下部叶的磷素积累量,促进了叶部各个器官花前累积的磷素向籽粒的转运。垄上覆膜植株地上部分和籽粒的磷素累积量高于平作和垄沟,其花后吸收磷对籽粒磷的贡献率大,而平作籽粒依靠转运磷的比例高于其它处理。不同施肥方法对磷素吸收与转运的影响主要表现在常规施肥促进了花前贮存磷素的转运,而垄下施肥有利于花后磷素的吸收累积。5.硝态氮主要残留在0-60cm土层。只有在降雨较大的2005～2006年,平作和不覆膜垄沟栽培时沟内的硝态氮有淋洗现象。不同处理NO3–-N残留的差异主要表现在土壤剖面水平方向上,垄下0-40cm土层NO3–-N的残留量明显高于沟内土壤,60cm土层以下垄下土层与沟内土层无明显差异。常规施肥条件下,垄上覆膜0-20cm土层垄部的残留量明显高于垄沟不覆膜,而在20-40cm土层低于垄沟,表明垄上覆膜有防止NO3–-N向下淋洗的作用,而垄沟栽培垄上的硝态氮有向下层迁移的趋势。6.小麦施用氮磷化肥对下季玉米有明显的后效作用,尤其在垄沟和垄上覆膜条件下,垄下施肥的后效大于常规施肥。