地膜覆盖是我国干旱半干旱地区一项重要的增温保墒、节水增产的栽培措施。针对谷子春播时因不利环境(低温、干旱)以及播种效率低,间苗难等因素造成产量偏低、比较效益较差的问题,探索研究了在山西中部地区生态条件下,不同种植模式(覆膜穴播(FB)、精量条播(PD)、传统穴播(TB))以及不同地膜覆盖((白色聚乙烯地膜(WP)、白色可降解地膜(WD)、黑色可降解地膜(BD)、露地(CK))对谷子生长发育、水分利用、产量构成以及土壤水温环境的影响,以期为发展高产高效、生态环保的谷子机械化栽培技术提供一定的理论基础。试验于2015年和2016年在山西农业大学创新园区进行田间试验。结果表明:1.不同种植模式对谷子生长发育、水分利用及土壤水温环境的影响(1)覆膜穴播(FB)较传统穴播(TB)和精量条播(PD)处理促进了谷子的生长发育,加快了谷子前中期株高的生长速率,提前了谷子生育期,其中干物质积累速率分别平均高出30.23%和22.51%,SPAD值分别平均高出12.31%和8.40%,叶片水分利用率(WUE1)各生育期中分别平均高出11.24%和9.50%,群体水分利用率(WUEc)分别平均高出25.34%和17.77%。PD较TB处理,在WUEc、部分生育期的WUE1以及生长指标中有着更好的表现。不同处理间WUE1的相对提高主要在于净光合速率(Pn)的显著增加。不同处理间WUEc的相对提高主要在于产量的显著增加。相关分析表明:该区的土壤水分依然是影响谷子光合能力和WUE1的重要因素。提高产量可能是提高该区谷子WUEc最直接有效的方法。FB较TB和PD处理产量最高,原因主要在于该处理有效穗数的显著增加,PD较TB处理的增产原因主要在于穗粒重的显著增加。(2)FB较PD和TB处理,生育期内土壤平均含水量分别增加1.59%和1.84%,0-20cm土壤平均积温增加182.3℃,以TB处理日均地温估算各处理生育期,FB较PD和TB处理提前8d。地膜覆盖为谷子前期顺利出苗及中后期的需水关键期提供了良好的土壤水温环境。2.不同地膜覆盖对谷子生长发育、水分利用及土壤水温环境的影响(1)各覆膜处理(WP、WD、BD)较CK处理生育期内0-20cm 土壤平均积温分别增加159.3℃、135.6.2℃、105.5℃,以CK处理日均地温估算各处理生育期,各覆膜处理生育期分别较CK提前7.4d、6.3d、4.9d。各覆膜处理较CK处理均显著提高了谷子的水分利用率。其中BD处理在WUEi和WUEc上较其他处理有着更好的表现,其WUE1的提高主要在于Pn保持较高水平的同时,E并没有明显升高,其WUEc的提高主要在于产量增加的同时,耗水量并没有显著增加。各覆膜处理较CK处理均显著提高了谷子产量。BD处理产量最高,WD与WP处理产量相当。BD处理的高产主要在于穗粒重的显著增加,其在杂草防效中的表现也优于其他覆膜处理,为增产提供了基础。(2)各覆膜处理较CK处理均显著提高了 0-20cm 土层土壤温度、水分,以及0-100cm土层的蓄水保墒能力。其中WP处理的地温日较差最大,增温效应最明显,WD、BD处理增温效应依次减弱。WP处理在0-20cmn 土层保水效果最好,BD、WD处理效果依次减弱。各覆膜处理均提高了生育前期0-100cm 土层的蓄水保墒能力,WP与BD处理的蓄水能力相当,WD处理次之,都为之后谷子需水关键期的耗水提供了保障。材料阻透性和透光率的差异可能是造成各覆膜处理间土壤水分、温度不同的主要原因。综合2年田间试验,覆膜穴播是适宜山西中部地区谷子机械化生产的高产高效栽培技术。在覆盖材料的选择中,有利于生态环境的黑色、白色可降解地膜具有替代普通聚乙烯地膜的生产可行性,对于草害严重的区域,黑色可降解地膜增产效果更加明显。在不使用地膜覆盖时,精量条播技术可以作为优先选择。