植物有效水分是指受重力控制，但可以被植物从土壤中排出的水分。水入渗是水进入土壤的速率或量。任何未渗入土壤的水都以径流或蒸发的形式从农田中流失。管理入渗水和植物可利用水将是保持农田生产力、减轻干旱和洪水、减少水土流失的关键。这将通过增加水进入土壤的速度和土壤可以储存的水量来实现，从而减少径流。植物可利用的水可以被认为是一个水箱，植物可以从它排出水分。土壤中储存的植物有效水分越多，整个生长季节可供植物使用的水分就越多。

我们如何增加水的渗透和植物可利用的水?

我们可以通过改善或保持土壤结构和土壤有机碳来做到这一点。土壤有机碳的作用是使土壤颗粒结合在一起形成团聚体。现在你可能会想:“太好了!那么我如何管理土壤结构呢?”以前的研究表明，这可以通过管理地表植物残茬和/或在收获后种植覆盖作物来实现。

植物残渣管理如何影响土壤结构、植物有效水分和入渗?

俄亥俄州立大学和内布拉斯加-林肯大学的研究发现，当去除大量的残渣(超过50%)时，当所有残渣被清除时，植物有效水分在短短一年内减少，当大约60%的残渣被清除时，植物有效水分在四年内减少。此外，在去除约60%的玉米残渣6年后，内布拉斯加州中南部的土壤中，植物有效水分从每4英寸的1.61英寸下降到1.21英寸。植物可利用水的减少也可以看出图2在0- 2英寸和2- 4英寸土壤深度中，积极的残渣清除减少了植物有效水分。这项研究来自于灌溉玉米连续轮作。(目前还没有数据表明玉米-大豆轮作会如何改变对植物有效水分的去除效果。)然而，去除残渣不仅减少了植物有效水分;它还减少了水的渗入。图3展示了如何在去除60%的玉米残渣6年后，渗入土壤的水从每小时2.13英寸下降到每小时1.43英寸。简而言之，去除残渣导致土壤允许更少的水进入土壤，在降雨和灌溉事件之间可供植物使用的水更少。这可能意味着径流中的水分损失更大，而不是储存在土壤中以支持作物生长。

覆盖作物如何影响植物有效水分和水分渗透?

在堪萨斯州和马里兰州进行的长达12年的长期实验发现，覆盖作物确实增加了水分的渗透。在爱荷华州使用谷类黑麦和喀纳斯使用豆类覆盖作物的12年实验中，发现覆盖作物可以增加植物有效水分。在内布拉斯加州的研究中，经过6年，覆盖作物的使用并没有增加水的渗透，但我们希望看到长期的影响。

那么，覆盖作物能否减轻或抵消去除玉米残渣对水分渗透和植物有效含水量的负面影响呢?

在内布拉斯加州中南部进行了6年的研究后，覆盖作物对植物有效水分和水分渗透没有影响;然而，它们确实部分抵消了积极清除玉米残渣造成的土壤碳损失。

植物有效水分与土壤有机碳之间的正相关关系是由于有机颗粒比无机颗粒具有更大的吸水能力。此外，随着土壤有机碳的增加，土壤团聚体变得更加稳定，可以支持更多的孔隙空间，可以存储更多的植物有效水分。随着土壤碳从土壤中流失，团聚体变得更弱，较大的孔隙空间塌陷成较小的孔隙，减少了土壤供植物使用的储水能力。因此，如果土壤有机碳从土壤中流失，植物有效水分也会从土壤中流失。不幸的是，土壤中碳的流失比碳的生成更容易。