地膜覆盖通过增温保墒显著提高作物产量,被广泛应用于干旱-半干旱雨养农业区。但长期地膜覆盖容易造成土壤氮素失衡、作物产量和品质下降等问题。作物秸秆中富含植物生长发育所需的氮素及微量元素,是补偿地力、提高产量的重要农业可再生资源。当前,如何实现覆膜农业可持续发展,并实现作物产量的进一步提升是亟待解决的区域农业问题之一。目前已有许多针对不同区域、不同作物下开展的单一秸秆还田和地膜覆盖的研究,但受限于作物种类、农业资源等区域性因素,很难将现有结果在干旱-半干旱雨养农业区进行整合推广,特别是针对旱地地膜覆盖与秸秆翻埋相结合的研究较少,相关机理和效应尚不清楚。因此,本研究于2020-2021年在黄土高原典型半干旱区（宁夏彭阳）进行,以春玉米为研究对象,共设四个处理,分别为无地膜覆盖和秸秆还田（CK）,单一秸秆还田（S）、单一地膜覆盖（M）和地膜覆盖和秸秆还田（SM）,主要研究地膜覆盖和秸秆还田对农田土壤水分温度、氮在土壤中的分布与春玉米对氮的转运利用,以及春玉米生长发育和产量的影响。主要试验结果如下:地膜覆盖能够有效存储和利用休闲期及生育期的降雨。播前0-200 cm地膜覆盖处理土壤贮水量高于无地膜覆盖处理,SM在M基础上进一步增加土壤贮水量。生育期内覆膜处理加剧了土壤耗水量,促进了作物对土壤水分的利用。秸秆还田则较覆膜处理增加土壤的含水量和贮水量。在生育后期,秸秆和覆膜处理又均增加表层土壤含水量,补充了生育期的过度耗水。生育期耗水量表现为覆膜处理＞未覆膜处理,S处理耗水量则受降雨年型影响,在2020年较CK降低了耗水量19.47 mm,在2021年增加了耗水量但未与CK形成显著差异。生育期内土壤温度的变化受秸秆还田与地膜覆盖共同作用的影响。0-20 cm,M较CK平均提高土壤温度0.95℃,主要增温阶段在生育前期;而S则有明显的降温效应,较CK年均降低0.28℃。SM的增温效果略低于M,较CK年均增加0.92℃。相较CK,SM和M分别平均提高0-20 cm日均温度0.58℃和0.71℃。S处理降低土壤日均温度,并且明显缩小日均温度变化幅度,两年较CK缩小温差1.13℃,但明显滞后对气温变化的响应。各处理对硝态氮含量的影响具有明显的年际差异。2020年,各处理硝态氮含量随着土层深入而降低（除S外）;而在2021年,各处理硝态氮含量随着土层加深呈先增加后减少的变化趋势。2020年,SM和S较CK分别提高0-100 cm硝态氮储量267.74%和59.65%,M处理则降低21.20%。2021年,相较CK,各处理均显著增加0-60 cm的硝态氮储量,然而显著降低100-200 cm的硝态氮储量。连续两季生育期内,各处理0-60 cm铵态氮含量均较CK有不同程度增加。各覆膜还田处理均显著提高玉米营养器官向籽粒的氮素转运量和转运率。成熟期,氮素在各器官积累量表现为:籽粒＞叶片＞茎秆＞其他,地膜覆盖和秸秆还田提高了单株玉米的氮素水平和氮素贡献率,降低了干扰潜势。地膜覆盖配合秸秆还田明显改善春玉米农艺性状,进而提高籽粒产量。连续两年种植,SM显著增加春玉米株高和茎粗13.98%和15.33%。SM通过增加穗长、缩小秃尖长,进而提高穗粒数。相较CK,S和M有效增加春玉米穗粒数和百粒重,年均为8.02%、13.85%和6.76%和22.57%。SM在单一秸秆还田和地膜覆盖的基础进一步提升穗粒数和百粒重进而增加产量,两年产量均表现为:SM＞M＞S＞CK。各处理均较CK提高了WUE,且在干旱年份,地膜覆盖的WUE要优于秸秆还田。连续两年种植,各处理降水生产效率均表现为:SM＞M＞S＞CK。综上所述,地膜覆盖配合秸秆还田（SM）可以有效改善春玉米生长所需的水热条件,实现对土壤水热条件优化的同时稳定提高土壤NO3--N和NH4+-N含量,为作物生长吸收利用土壤氮素奠定基础,提升了整个植株和籽粒的氮素水平,降低外界的干扰潜势,最终实现水分利用效率的提高和春玉米产量的进一步增加。