美国艾奥瓦州保护性耕作与农田暗管排水技术配套应用

今年六月以来，东北黑土地辽宁省、吉林省等多地，由于连续超量降雨，耕地土壤蓄水能力弱，排水渠道不畅，包括一部分玉米、大豆保护性耕作地块在内，积水排流不出，玉米、大豆被渍泡，严重影响后期农作物生长，造成大幅度减产，或成灾。

在雨养农业区域，农民最大的担忧就是气候的变化无常。随着全球气候变暖，各种极端天气发生的频率越来越高，风调雨顺的年头实在难得，有什么办法能尽量做到旱涝保收，减少气候变化对农业生产的影响呢？在美国越来越多的农场除了通过保护性耕作等措施提高土壤的健康，从而提高土壤渗水能力之外，同时，他们还有一个重要的秘密武器，就是在农田中大量建设暗管排水系统，从而增强了抗御超量降雨和持续干旱的能力，成为抵御气候变化降低种植风险的秘密武器，值得在我国东北黑土地易涝地块高标准农田建设中借鉴参考。

我曾经考察过美国艾奥瓦州（也有称为爱荷华州），不仅是全美保护性耕作、大豆种植面积第二大州，艾奥瓦州以少耕面积全美最多、免耕播种面积增长最多，两项指标居位第一，是美国保护性耕作发展水平领先的州。到2017年少耕加免耕面积达到1.09亿亩，保护性耕作水平已经提升到约占主要农作物面积的78%，是美国保护性耕作水平最高的州。

同时，与保护性耕作相配套，也是农田暗管技术应用第一大州。在美国重要的农业州铺设暗管排水系统的农田的份额达到或超过30％，艾奥瓦州名列榜首，53％的农田都铺设了暗管。

美国暗管排水的做法可追溯到200年前。当欧洲人定移民定居美国中西部时，伊利诺伊州，俄亥俄州，印第安纳州，明尼苏达州，艾奥瓦州和密苏里州的大部分地区都是不适合正常种植的沼泽地。阿肯色州东北部的大片地区，德克萨斯州的海湾平原以及密西西比州和路易斯安那州的三角洲地区最初也都是沼泽和溢洪区。来自苏格兰的移民约翰·约翰斯顿（John Johnston）是美国的暗管之父，他于1821年将暗管排水技术引入美国。

新的暗管排水系统，在本世纪初又开始流行，艾奥瓦州在种植关键时期田地经常太涝，严重影响播种和作物生长。农场主们勒紧裤腰带也要进行这项农田基本措施的建设，与推广应用保护性耕作相得益彰。

该州采用暗管技术的效果体现在：

一是降低种植风险。美国黄金玉米带和五大湖的农业州，已经有较长的应用暗管排水技术的历史。尽管他们的农田很肥沃，产出能为足够强，但是也重视通过修建铺设暗管技术，来排出多余的水分，以降低种植风险。

二是尽快渗降田间雨水，确保植物根系在有氧状态下生长。从图片一看，左边是未排水的田地作物根系生长示意图，右边是经过排水的田地作物根系，比左图发达很多，显而易见，如果在作物生长初期土壤中水分饱和，水位过高，作物根系处在缺氧状态，当然就会限制根系和植株生长，产量自然高不了。

三是可以使进产量提高。美国农业专家很早就开始做农田排水和不排水对不同作物产量对比。其权威科研机构的研究结果证明，采取暗管排水系统农场可以提高作物产量。精确的田间排水可改善作物产量和质量，对比结果是玉米增产34％，苜蓿增产27％，大豆增产32％，小麦增产47％。