旱作农业在我国农业生产中占有重要地位,干旱半干旱地区降雨量少,蒸发量大,热能利用率低是制约旱地农业生产的瓶颈问题,如何提高水分和热量利用效率,是旱作农业研究的热点。本文以“冀张薯12号”马铃薯品种为供试材料,采用随机区组试验设计,共设覆膜滴灌(FD)、覆膜不滴灌(FND)、不覆膜滴灌(NFD)和不覆膜不滴灌(CK)4个处理,测定马铃薯生育期各阶段土壤水分、土壤耕层温度,生长特性和产量构成要素等指标,探讨膜下滴灌高效利用自然降雨和太阳辐射提高马铃薯产量的机理。结果表明:(1)膜下滴灌可充分利用自然降雨提高土壤含水率。在马铃薯生育期内覆膜滴灌平均土壤含水率为16.54%,与不覆膜不滴灌相比提高了 19.64%,滴灌与不滴灌相比土壤含水率提高了16.46%,覆膜与不覆膜相比提高了3.35%;覆膜滴灌增墒次数为97.50%,具有增墒效应,覆膜不滴灌降墒次数为57.50%,具有降墒效应。覆膜条件下耗水量为542.18mm,较不覆膜降低了4.49%,滴灌条件下耗水量为631.81mm,较不滴灌增加了32.48%。覆膜降低了水分蒸发,提高了土壤水分利用效率,滴灌增加了土壤水分,促进了马铃薯生长。(2)膜下滴灌提高了马铃薯生育期有效积温,优化了土壤水热环境。覆膜滴灌日平均土壤温度为20.30℃,显著高于其他处理,与不覆膜不滴灌相比增高了9.05%;在一天中土壤温度随土壤深度的增加呈现出指数关系的降低,曲线拟合程度高,R2范围在0.964-0.997之间,表层(0-5cm)土壤温度变化较深层剧烈。覆膜滴灌有效的增加了各土层土壤温度,较不覆膜不覆滴灌显著增加了耕层(0-10cm)土壤温度;在马铃薯生育期覆膜滴灌增温次数为85%,具有增温效应,土壤有效积温为1408.65℃,与不覆膜不滴灌相比提高了 18.77%,积温利用效率为26.14kg·(hm2·℃)-1,提高了75.50%。覆膜滴灌优化了土壤水热环境,促进植株生长发育。(3)膜下滴灌高效利用土壤水分,提高了马铃薯产量。覆膜滴灌条件下,全生育期土壤含水率为16.54%,土壤温度为20.30℃,分别与不覆膜不滴灌相比提高了 19.64%、9.05%,株高、冠幅增加了3.31%、8.86%,根、茎、叶和块茎的干物质积累量提高了20.74%、6.57%、2.79%、40.61%,茎、叶和块茎含水率提高了3.18%、0.08%、2.00%,为产量形成奠定基础;覆膜滴灌产量为36821.77kg·hm-2,与不覆膜不滴灌相比提高了 1.09倍,纯收入提高了1.29倍,产投比提高了9.40个百分点,水分利用效率提高了65.04%,滴灌水生产效率提高了33.65%。覆膜滴灌高效利用了土壤水分,为马铃薯生长发育提供了良好的水热环境,促进了马铃薯生长发育,提高了产量。(4)膜下滴灌降低了干旱逆境胁迫,提高了马铃薯营养品质。覆膜滴灌条件下,马铃薯块茎中干物质、淀粉、VC含量与不覆膜不滴灌相比分别提高了 13.71%、1.72%、5.26%,提高了马铃薯营养品质;还原糖、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量分别降低了36.76%、16.36%、362%、11.23%、16.02%,有效保护了马铃薯在逆境中的生长发育;多酚氧化酶、过氧化物酶、纤维素酶活性分别降低了40.91%、123%、50.42%,过氧化氢酶活性提高了178%,降低了马铃薯褐变程度。膜下滴灌降低了马铃薯干旱逆境胁迫,减轻了细胞受毒害程度,延长马铃薯块茎的衰老,提高了马铃薯品质。