黄土旱塬地区是我国重要的小麦种植区,但普遍存在农户施肥不合理、产量较低的现象,明确减氮定量监控施肥和地膜覆盖措施对冬小麦产量变化、水肥利用效率及土壤环境效应的影响,对黄土旱塬冬小麦种植区科学合理施肥、实现区域小麦增产增效具有重要意义。因此,本试验基于晋南旱地冬小麦长期定位试验区,于2018—2020年设置农户模式（FP）、减氮定量监控施肥（MF）、减氮定量监控施肥+垄膜沟播（RFSF）和减氮定量监控施肥+平膜穴播（WFFHS）4种处理,具体分析了在减氮覆膜条件下连续2年冬小麦产量及构成、土壤水肥利用效率、冬小麦养分转移和吸收转化、土壤碳氮组分含量和硝态氮残留情况等,旨在为该地区小麦减氮增效的持续安全生产提供一定的理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:（1）减氮处理较农户模式在两年总施氮量减少34.3%、平衡施用磷钾肥的情况下,小麦籽粒产量提高2.9%—5.9%,但无显著差异;在减氮处理基础上覆膜种植后,小麦籽粒产量、生物产量和经济效益分别显著提高28.4%—64.5%、9.3%—54.8%和61.1%—145.4%,平膜穴播更显著。（2）地膜覆盖会增加0—200 cm土层耗水量6.5%—11.1%,从而降低该层段土壤贮水量7.0%—11.4%;地膜覆盖使土壤水分利用效率提高25%—50%,年降水、休闲期降水和生育期降水生产效率分别显著提高34.7%—73.6%、34.5%—72.6%和35.1%—74.5%,平膜穴播更显著。（3）垄膜沟播和平膜穴播均具有稳定土壤温度作用,在地温最低的越冬期可分别提高土壤温度0.13—0.34℃和0.13—0.47℃,在地温最高的收获期可分别降低土壤温度0.41—1.08℃和0.43—1.76℃,平膜穴播更显著。（4）减氮处理较农户模式可提高氮肥偏生产力38.4%;在减氮处理基础上覆膜种植后,籽粒氮、磷、钾吸收量较相同施肥量的不覆膜处理分别显著提高16.9%—93.1%、18.8%—81.7%和21.2%—80.8%,地上部氮、磷、钾吸收量分别显著提高14.1%—72.7%、44.0%—144.1%和52.6%—90.7%,氮肥偏生产力显著提高17.7%—79.4%,平膜穴播更显著。（5）花前氮素转移量垄膜沟播和平膜穴播较相同施肥量的不覆膜处理分别显著提高23.1%—81.1%和82.5%—103.3%,占总吸氮量比重显著提高3.5%—8.6%和4.2%—6.7%,花后磷素养分吸收量可显著提高23.6%—88.6%和63.9%—70.7%。（6）减氮处理较农户模式在减少氮肥施用量的情况下,可降低硝态氮残留54.0%,减少氮素损失35.1%,获得较好的生态环境效益;地膜覆盖可进一步活化土壤养分,促进作物对土壤养分的吸收利用,从而进一步降低硝态氮残留15.8%—39.9%,减少氮素损失40.7%—45.5%,平膜穴播更显著。（7）地膜覆盖使土壤轻组有机碳、微生物量碳和重组有机碳含量分别显著提高21.4%—24.0%、25.6%—32.5%和5.8%—13.7%,平膜穴播更显著;有机碳组分中以颗粒有机碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳反应最灵敏,可以作为指示该区土壤有机物早期变化的指标。综上所述,在黄土旱塬冬小麦种植区通过减氮定量监控施肥结合地膜覆盖,可实现小麦增产、氮肥增效和降低环境风险,可在生产中推广应用。