降水不足和降水时空分布不均引起的干旱是导致西北雨养农业区小麦产量低而不稳的首要因素。覆盖种植是提高干旱地区有限降水利用效率的主要栽培措施,但传统地膜覆盖存在高耗低效、残膜污染等问题。秸秆带状覆盖是一种局部覆盖技术,也是一种环境友好型的绿色生产技术,但对其如何影响土壤耗水结构及与产量形成有关的生理机制,目前尚缺乏较全面、系统的研究。为此,在西北半干旱雨养地区,于2015～2019四个冬小麦生长季进行了大田试验研究,试验采用4种不同覆盖比例的秸秆带状覆盖模式,带状3行（SSM3）、带状4行（SSM4）、带状5行（SSM5）和带状6行（SSM6）的地面覆盖比例依次为59%、50%、42%和37%,以无覆盖露地种植（CK）为主要对照,并与地膜覆盖（PFM,覆盖度100%）进行比较,研究了覆盖方式对土壤贮水、耗水结构、水分利用效率、光合和抗氧化生理指标、产量结构因素和产量的影响,分析了土壤水分等指标对产量差异形成的影响机制。主要的研究结果如下:1.覆盖方式对产量和水分利用效率有显著影响。不同秸秆带状覆盖模式随着覆盖比例的降低,产量和水分利用效率下降。与CK相比,以PFM和SSM3增产幅度和水分利用效率较高,且二者相近。PFM、SSM3分别较CK显著增加籽粒产量18.1%、16.5%,提高水分利用效率19.2%、20.6%。从产量结构因素的角度分析,SSM3增产主要是提高了单位面积穗数和穗粒数,而PFM增产首先是显著提高了千粒重,其次为穗粒数。从营养生长和生殖生长的角度分析,SSM3增产主要是显著提高了生物产量和收获指数,而PFM增产主要是显著提高了生物产量。2.覆盖方式改变了阶段性耗水分配,且以PFM和SSM3最为明显。与CK相比,各覆盖处理对全生育期耗水量（总蒸散量,ET）的影响较小,只有SSM3较CK显著减少11.4 mm,但覆盖明显改变了耗水结构。与CK比较,各覆盖处理减少前期（播种～拔节）耗水15～34 mm,降低前期耗水比例5～9个百分点;PFM、SSM3、SSM4分别增加中期（拔节～开花）耗水13～26 mm,提高中期耗水比例4～8个百分点,而SSM5、SSM6与CK的差异不显著;在后期（开花～成熟）,覆盖各处理间耗水差异较小,仅SSM5、SSM6较CK显著增加了耗水。减少前期耗水（-0.43*）和增加中期耗水(0.94**)均有利于高产形成。中期耗水强度的提高有利于增加穗粒数（0.55*）,PFM和SSM3分别较CK提高中期耗水强度27%和20%,但降低前期耗水强度20%和23%。3.适宜的覆盖方式通过抑制土壤蒸发（E）,提高了蒸腾（T）耗水比例,不同秸秆带状覆盖模式抑制蒸发和促进蒸腾的效果随覆盖比例的降低而减弱,抑制土壤蒸发效果以PFM和SSM3最为明显,分别较CK减少全生育期土壤蒸发耗水110 mm和33 mm,提高蒸腾耗水比例（T/ET）34和10个百分点;增加蒸腾耗水是促进营养生长(0.87**)和籽粒高产(0.83**)的重要机制。覆盖的抑制蒸发效果以生育前期最大,后期次之,中期最小。4.旱地小麦耗水虽然主要依赖天然降水,全生育期降水对总耗水的贡献率（P/ET）可达60～70%,但播前贮水（底墒）对小麦耗水的贡献和促进高产形成的作用不可忽视。与CK相比,PFM和SSM3可显著提高生育中期（拔节～开花）需水高峰阶段底墒对耗水的贡献率;拔节～开花阶段的底墒贡献率与籽粒产量显著正相关（0.55*）。5.不同覆盖方式对不同土层的水分利用能力存在明显差异,且以PFM和SSM3最为明显。土壤贮水消耗贡献上层（0～60 cm）、中层（60～150 cm）,深层（150～200cm）分别为45%、44%和11%。与CK相比,PFM和SSM3对中层耗水无明显影响,但降低了上层、提高了深层土壤耗水比例;减少土壤上层耗水（-0.60*）和促进深层用水（0.44*）可显著提高穗粒数。6.覆盖显著提高小麦后期的光合生产能力和抗逆能力,进而有利于促进灌浆。灌浆期对旗叶测定表明,PFM和SSM3分别较CK显著提高光合势、净光合速率、最大光化学效率、实际光化学效率、光化学淬灭系数、表观电子传递效率、过氧化物酶活性、抗坏血酸过氧化物酶活性、可溶性总糖含量,而上述生理指标与千粒重(0.40*～0.94**)和生物产量(0.45*～0.95**)均显著或极显著正相关。旗叶的丙二醛含量,SSM3较PFM和CK分别降低11%和6%,表明秸秆带状覆盖减轻了逆境伤害程度,维持了较强的植株活力和光合生产力。