于2012—2014年在宁南旱塬区布设旱地冬小麦垄膜沟播试验,研究了集雨种植模式下不同施肥水平对小麦不同生育阶段土壤水分、产量和水肥利用率的影响。试验设置集雨（R）和传统平作（B）两种种植模式,每种种植模式设置高(N+P:270+180 kg·hm^-2)、中(N+P:180+120 kg·hm^-2)、低(N+P:90+60 kg·hm^-2)和不施肥4种施肥水平。结果表明:集雨种植模式在冬小麦生育前期可以显著提高0²00 cm土层的土壤贮水量,两年的平均产量较平作提高了10.57%（P<0.05）,水分利用效率提高了3.83%,肥料农学效率提高了54.99%（P<0.05）。施肥对冬小麦生育期土壤水分有明显影响,冬小麦生育前期随着施肥量的增加土壤贮水量呈增加趋势,生育后期土壤贮水量随着施肥量的增加而减少。无论是集雨还是平作种植模式,各施肥处理的冬小麦经济产量和水分利用效率随着施肥量的增加呈增加趋势,但相邻肥力梯度间增幅随施肥量的增加逐渐降低,高肥处理虽产量和水分利用效率最高,但较中肥处理增产幅度不显著（P>0.05）,集雨种植中肥处理的肥料农学效率最高,两年平均为3.91 kg·kg^-1。由此认为,集雨种植模式配合中量施肥(N+P:180+120 kg·hm^-2)可显著提高半干旱区旱作冬小麦产量及水肥利用效率。