试验以饲用玉米和药用植物黄芪、黄芩、桔梗和知母为材料，于2011年5月-2012年9月在位于冀西北坝上地区的张北县河北农业大学张北实验站，进行了2种土壤类型上地膜覆盖方式对土壤物理及微生物性状与作物生长研究。2种土壤类型分别为壤质草甸栗钙土和砂质栗钙土。试验的地膜覆盖方式，包括常规地面覆膜（常膜）、土下全田覆膜（全膜）、土下部分覆膜（半膜）和露地（对照）等4个处理，通过田间调查和室内分析，较为系统地揭示了不同地膜覆盖方式对土壤物理、微生物因素的影响，以及收获期各作物的生育性状和产量效应。结果表明：1.地膜覆盖有显著的增温和保温效果。常膜能够明显提高饲用玉米田0-20cm土层的表层土壤温度，在苗期较露地增温达3.3℃；而半膜和全膜对10-40cm土层的深层土壤具有明显的保温效果。生育期0-40cm土层的平均地积温常膜＞半膜＞全膜＞露地，2011年4种处理地积温分别为2079、2036、1986和1964℃；常膜、半膜、全膜较露地相当于延长生育期6.1、3.8、1.2d。2012年4种处理玉米生育期内地积温分别为1976、1940、1854和1793℃，与露地相比，相当于延长生育期10.1、8.1、3.4d。在一天当中，全膜、半膜和露地较常膜各土层的增、降温过程都表现出一定的时滞效应；不同处理间各土层的温度日变幅均表现为常膜＞露地＞全膜＞半膜；不同处理间土壤温度的差异随着土层的加深而减小。覆膜处理的增温效应在饲用玉米生育前期明显，后期减弱。2.在干旱降水年型，地膜覆盖不能减少农田耗水量，覆膜对土壤供水的调节作用可以更好的协调农田水分的时序供需，保证作物生长的关键期需水。各处理0-10cm的表层土壤硬度较为均匀。15-20cm的土壤硬度高于0-15cm。常规覆膜能够保持膜下土壤的疏松，缓解土壤硬度的升高，保持了膜下土壤的结构稳定性。草甸栗钙土田常规覆膜保持土壤结构稳定性的效果好于砂质栗钙土田，露地处理的土壤硬度变化较砂质栗钙土田平稳。3.在干旱降水年型，0-20cm土层的平均土壤呼吸速率、土壤微生物量碳和土壤活跃微生物量呈单谷型变化趋势。在玉米生育期，各地膜覆盖方式对土壤微生物的活化都未能发挥作用，而露地处理的各项微生物指标则对降水的响应更为灵敏，且在偏砂质土壤上更为明显。4.覆膜处理使草甸栗钙土田玉米的株高增长1.7%-8.4%、茎粗增长1.4%，产量提高18.5%-35.5%，全膜田玉米水分利用效率比露地高12.2%-108.1%。砂质栗钙土田覆膜在干旱降水年型对促进生长的作用明显，但增产作用不明显。土下覆膜随着使用年限的增加，免耕的土壤硬度增加效应，使作物产量下降。5.多年生药用植物出苗的难易与种子的粒径有关，大粒种子对土下覆膜反应不敏感，小粒种子在土下覆膜时成苗率显著提高。土下覆膜能够促进4种药用植物提前出苗，提高其成苗数，并提高播种当年的植株株高；土下覆膜能够使多年生药用植物提早返青，有促进植物根粗增长的趋势。