[研究背景]马铃薯是西北黄土高原旱作区三大作物之一.近年来,全膜覆盖栽培技术的广泛应用,使马铃薯产量大幅度提高.而季节性干旱、病害频发以及施肥不合理是制约西北黄土高原旱作马铃薯增产和品质调优的主要因素.因此,如何调节马铃薯对土壤水分的耗散过程、优化有机无机肥配施方案、克服连作障碍和关键生育期高温高湿生境障碍对马铃薯生产的制约,是减缓季节性干旱危害、提高马铃薯产量与水分利用效率,实现养分资源高效利用和解决连作障碍的根本出路和最有效途径；[材料与方法]试验于2011-2014年在农业部西北黄土高原地区作物栽培科学观测实验站(甘肃省定西市安定区,104°36 ′ E,35°35 ′N)开展,测定全膜覆盖垄沟种植、垄上微沟种植、减氮增加追施和有机肥替代、薯豆间作等不同栽培措施的土壤水分、温度和马铃薯产量,计算阶段耗水量、水分利用效率、养分农学效率等,研究不同栽培措施对马铃薯产量和水分利用效率的影响；[结果与分析]结果表明,全膜覆盖垄沟种植、减氮增加追施和有机肥替代、薯豆间作能够降低花期14：00土壤温度,而且时空温度变化幅度显著低于露地种植；全膜覆盖垄沟种植、减氮增加追施和有机肥替代花前耗水量降低了17.4-34.2mm,但花后耗水量增加了31.1-49.2mm,使得花期土壤含水量下降,有效缓解马铃薯盛花期-块茎膨大期的高温高湿胁迫,病情指数下降35-57％.基于对水热环境的调节,使得马铃薯产量增加了9.7-64.5％,水分利用效率提高6.3-69.5％,养分农学效率增加10.4-25.5％；[结论]旱作马铃薯通过全膜覆盖、垄上微沟种植和减氮增加追施等措施,能够通过优化土壤水热状况和调节马铃薯耗水进程,来显著提高产量和水分利用效率,降低连作障碍发生率.