覆垄沟植技术已广泛应用于雨养农业中,但传统地膜覆盖易导致碎片化和土壤污染,为了探明一种可替代材料的可行性,在甘肃省定西市水土保持科学研究所安家沟流域气象园外开展了旱地双垄不同材料覆盖条件下土壤水分变化动态及水分利用效率研究试验。试验设有防草地布+地膜覆垄（MB）、防草地布覆垄（DB）和裸地起垄（CK）三种处理,分析了不同覆垄措施对土壤水分变化、作物产量以及水分利用效率的影响,探讨了防草地布替代塑料地膜覆垄在生态环保、经济效益等方面的可行性,得出以下几个主要结论:（1）表层5 cm土层土壤水分日变化呈复杂波形,受不同覆垄处理和季节性天气变化的影响显著;0～20 cm土层土壤储水量日变化幅度为夏季最大（平均1.20 mm/d）,春季次之（1.03 mm/d）,秋季最小（0.79 mm/d）,各处理全年水分净收获总量为DB最大（24.9 mm）,MB略低（21.5 mm）,CK最小（11.4 mm）。（2）0～20 cm土层的水分年变化主要受降雨、露水和蒸发强度的影响,表现为春冬干、夏秋湿的特点,在11月至翌年2月期间MB和DB覆垄处理土壤水分净损失量要高于CK裸地垄,而在5～9月份覆垄处理土壤储水净增量为DB最大（36.35 mm）,MB次之（30.73mm）,CK最小（16.3 mm）;此外MB和DB覆垄能明显加快雨露叠加,增加垄沟处的土壤储水量,而CK条件下叠加效应弱,且深层土壤对降雨不敏感,具有滞后性,但随着连续降雨的发生,表层土壤储水量加大,这种滞后性逐渐减弱。（3）在马铃薯整个生育期,MB覆盖可以有效地提高0～30 cm各土层的土壤水分含量,在5、15、30 cm土层的平均土壤含水率较CK处理分别提高了16.2%、39.5%、25.7%,并且相较于DB覆盖,MB覆盖更能补给深层土壤的水分含量,保水作用更加显著,有利于改善作物水分供应情况,促进马铃薯的生长发育。（4）MB覆垄处理下马铃薯的出苗率、株高、单株产量和小区产量均明显高于CK处理,MB处理的折合产量最高为29855 kg/hm²较CK处理增产40.1%,DB处理的折合产量为23290kg/hm²较CK处理增产9.3%;覆垄处理能一定程度地影响马铃薯的水分利用效率,其中MB覆垄处理下的水分利用效率最高为63.37 kg·mm^-1·hm^-2,DB次之为51.90 kg·mm^-1·hm^-2,CK最低为51.61 kg·mm^-1·hm^-2,相较于CK处理,MB和DB的水分利用效率分别增加了22.8%、0.6%。同时,沟垄集雨种植模式的节水增产效果要高于传统种植模式,而不同覆垄措施的节水增产效果有所差异,MB、DB和CK三种处理下的节水率分别为26.9%、11.1%和9.8%,增产率分别为36.8%、12.5%和11.0%,其中MB覆垄处理的节水增产效果最为显著,单位马铃薯的生产节水量和增产量分别达到了0.058 m³/kg、1.71 kg/m³。（5）防草地布+地膜覆垄措施能有效提高土壤储水量、作物产量以及水分利用效率,在节水增产方面具有很好的效果,并相较于普通地膜,防草地布具有使用年限长、韧性强、环境污染小、渗水性好、多年使用成本低等特点,因此使用防草地布+地膜替代普通地膜覆垄能大大减少残膜对耕地的污染,符合旱区生态农业可持续发展方向。