全世界雨养农业区域的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，他们还有一个重要的秘密武器就是暗管排水系统。
来源：可持续农业公号（2020年3月8日）
为什么需要田间排水呢？
图片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。
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。美国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％。
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，爱荷华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。
中西部湿地的大部分排水设施都是在1900年代初建设的，以响应联邦和地方政府对排水区的支持和排水技术的改进。尽管经济萧条，联邦政府还是在1920年代和1930年代提供了财政援助，以维持和扩大排水系统。但是在70-80年代政府为了保护湿地就停止了对排水设施建设进行财政补贴。
新的暗管排水系统在本世纪初又开始流行，因为中西部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土地管理措施。
美国中西部一个农场农田中暗管铺设线
通过最新的美国农业部统计的数据可以看出美国农场主有多么喜欢暗管排水系统。在2017年的农业普查报道，截至2017年底美国农场铺设地下暗管的农田面积达到5600万英亩，比2012年的4900万英亩增加了14％。也就是说14%全美国耕地都铺设了暗管，而2012年比例为11％。随着极端气候更加频繁发生，现在这个比列还在一直增加。
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％：爱荷华州名列榜首，53％的农田都铺设了暗管，该州大豆产量全美第二。接下来是印第安纳州（49％），俄亥俄州（49％），伊利诺伊州（39％），密歇根州（38％）和明尼苏达州（37％），见下图。这几个州可是美国的大粮仓。
这些位于美国黄金玉米带和五大湖的农业州已经有很长的历史在使用暗管排水，尽管他们的农田很肥沃生产力足够强，但是也得通过暗管来排出多余的水分，以降低种植风险。
上图可以看出从2012年到2017年，在占耕地面积最多的七个州中，有六个州的百分比从2012年到2017年增幅最高：明尼苏达州增加7.2%，爱荷华州增加5%，密歇根州增加4.5%，印第安纳州增加4.2%，俄亥俄州增加2.7%和伊利诺伊州增加2%。
尽管自2012年以来农产品价格和收益下降，但在地下暗管普及地区的农民仍在继续投资于这种土地管理措施。有三个州铺设排水暗管的种植面积增长幅度最大：北达科他州的增长率最高达到 109％，堪萨斯州增长率达73％，南达科他州增长幅度达到 69％，这三个州和相邻的州的铺设排水暗管的种植面积增长幅度最大。
暗管排水究竟有何神奇之处？ 如果你想了解如何铺设暗管，暗管如何起作用等知识，通过以下的短视频可快速获知暗管基础知识（中文字幕 ）。美国南达科他州著名农艺师的阐述简明扼要，他自己家的农场铺设了暗管后，作物产量提高了10-25%！！！
如果你有更大的兴趣想更进一步了解暗管铺设的细节，例如干旱时期暗管排水的作用，铺设暗管的深度距离多大合适，暗管的使用年限等，以下两位农艺师兄弟的视频讲解可以答疑解惑。
两百年的地下暗管排水系统技术在美国发展至今，如今是如何演变的？新型的可控式暗管排水技术是怎样？美国农业部对暗管系统发展有怎样的指导方针？请看下期文章介绍。
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