《International Journal of Agronomy》：Enhanced Rainwater Productivity of Pearl Millet (Pennisetum glaucum) Through In-Field Rainwater Harvesting and Nitrogen Microdosing in Semiarid Zimbabwe
编辑推荐：
撒哈拉以南非洲半干旱地区的小农户正因气候变化而面临长期的水分和养分短缺；然而，很少有举措被用于优化未充分利用的耐旱小粒谷物的生产，这些谷物采用传统种植技术目前产量低于0.8 t·ha?1。本试验旨在探究田间雨水收集（in-field ra
撒哈拉以南非洲半干旱地区的小农户正因气候变化而面临长期的水分和养分短缺；然而，很少有举措被用于优化未充分利用的耐旱小粒谷物的生产，这些谷物采用传统种植技术目前产量低于0.8 t·ha?1。本试验旨在探究田间雨水收集（in-field rainwater harvesting, IRWH）与氮微量施用（nitrogen microdosing, MD）的组合是否能够提高珍珠粟产量并改善水分利用效率。在津巴布韦奇雷兹（Chiredzi）的砂壤土上进行了两个生长季的试验，涉及两种种植系统（平作和具有垄沟及0.3 m径流带的IRWH）和三种氮肥施用量（0 kg·N·ha?1、25 kg·N·ha?1的MD以及60 kg·N·ha?1的全量施用）。结果表明，IRWH/MD组合获得了最高的珍珠粟产量，为1.92 t·ha?1（比平作对照的0.60 t·ha?1高220%），水分利用效率（water use efficiency, WUE）从平作对照的2.2 kg·ha?1·mm?1提高到IRWH/MD组合的6.8 kg·ha?1·mm?1。在IRWH系统背景下，氮微量施用在统计上等同于全量氮肥施用，节省了58%的肥料。因此，研究人员认为，雨水收集结合氮微量施用可被视为珍珠粟生产的一种低成本、气候智慧型解决方案。
气候变化导致津巴布韦半干旱地区降雨格局变异增大、干旱期延长，雨养小农户面临严重的水分和养分短缺。玉米作为主粮作物对干旱敏感，而本土耐旱谷物珍珠粟（Pennisetum glaucum）虽具有深根系和高水分利用效率，但在传统种植下平均产量仅0.8 t·ha
?1，远低于其遗传潜力。土壤全氮含量极低（0.03%），常规平作（FP）使30%–40%的降雨以径流形式损失，进一步加剧了水和养分双重胁迫。此前虽有研究分别评估了田间雨水收集（IRWH）和氮微量施用（MD）在玉米等作物上的效果，但两者在珍珠粟生产中的协同作用在津巴布韦半干旱条件下尚未得到系统研究。为此，研究人员在奇雷兹研究站开展了连续两个生长季（2022/23和2023/24）的田间试验，旨在明确IRWH与MD组合对珍珠粟产量和水分利用效率的影响，并确定最优施氮量。该研究发表在《International Journal of Agronomy》。
试验采用裂区设计的随机完全区组设计，四次重复。主区为种植系统（FP与IRWH），副区为氮肥水平（0、25 kg·N·ha
?1的MD和60 kg·N·ha
?1的全量FD）。IRWH系统使用带横挡的垄沟和0.3 m宽径流带，供试品种为PMV-2，播种密度约66,000株·ha
?1。研究人员测定了播前土壤理化性质、生育期降雨和土壤水分，收获时测定籽粒产量、千粒重（thousand-grain weight, TGW）和收获指数（harvest index, HI），并计算蒸散量（evapotranspiration, ET）、水分利用效率（WUE）和氮素利用效率（nitrogen use efficiency, NUE）。数据采用线性混合模型分析，处理间均值比较采用Tukey HSD检验（α=0.05），因季节与处理无显著交互，结果跨季节合并。
研究结果如下：3.1 样地特征。基础土壤分析表明，试验地有机碳仅0.41
