在有限灌溉管理下，覆盖作物与高粱生产系统中添加堆肥对土壤储水及作物水分生产力的提升研究

《Irrigation Science》：Compost addition improves soil water storage and crop water productivity in cover crop integrated sorghum production system under a limited irrigation management

为解决干旱和半干旱地区土壤水分管理问题，研究人员对美国半干旱南部高平原高粱（Sorghum bicolor (L.) Moench）生产系统展开研究。发现添加堆肥能增加土壤含水量（SWC）和作物水分生产力（CWP），提升高粱产量，有助于提高水资源利用效率。

　　在干旱和半干旱地区，高效的土壤水分管理对维持农业生产至关重要。覆盖作物种植和堆肥施用在干旱地区被推广以实现农业可持续发展，但它们对土壤水分储存或流失的影响尚未得到充分研究。本研究评估了堆肥施用和覆盖作物种植对美国半干旱南部高平原高粱（Sorghum bicolor (L.) Moench）生产系统中土壤含水量（SWC）、蒸散量（ET）和作物水分生产力（CWP）的影响。实验处理包括两种覆盖作物，即豌豆（Pisum sativum L）和由豌豆、燕麦（Avena sativa L）、油菜（Brassica napus L）、大麦（Hordeum vulgare L）、毛苕子（Vicia villosa Roth）和饲用萝卜（Raphanus sativus L）组成的六种物种混合物（SSM），同时以无覆盖作物（NCC）休耕作为对照，还设置了堆肥施用与否两个水平。通过两年的田间观测和利用根区水质模型 2（RZWQM2）进行模拟，结果表明，SSM 由于需水量较高，在覆盖作物阶段初期消耗了更多土壤水分，但在高粱收获期能更好地保持土壤水分。与不施用堆肥相比，添加堆肥增加了土壤含水量（SWC）和作物水分生产力（CWP），使高粱产量提高了 22 - 29%。RZWQM2 模型能有效模拟田间观测结果，土壤水分的均方根误差（RMSE）在 0.02 - 0.05 cm3 cm?3之间，土壤温度的均方根误差在 1.12 - 3.22℃之间。因此，在覆盖作物轮作系统中添加堆肥可以增强土壤保水能力，减少蒸散量（ET），提高高粱产量，进而提高水资源有限环境下的水分利用效率。