美國(guó)堪薩斯州立大學(xué)Freddie Lamm教授在中美微灌技術(shù)發(fā)展論壇的演講稿（整理）
美國(guó)堪薩斯州立大學(xué)，Freddie Lamm教授演講—美國(guó)地下滴灌技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
美國(guó)農(nóng)業(yè)生物工程師學(xué)會(huì)（ASABE）定義地下滴灌（SDI）為地表之下利用微灌灌水器進(jìn)行流量小于7.5L/h的一種灌溉方式。一些淺層的地下滴灌系統(tǒng)（深度小于20cm）可回收重復(fù)利用或每季更換新管，這種地下滴灌方式與地表滴灌（DI）有很多相同之處。
我們這次討論的重點(diǎn)圍繞可多年使用的較深層的地下滴灌系統(tǒng)。
美國(guó)地下滴灌應(yīng)用現(xiàn)狀
據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)牧場(chǎng)灌溉調(diào)查發(fā)現(xiàn)，從2003年到2008年五年間，美國(guó)的地下滴灌使用面積從163,000畝增加到260,000畝，增長(zhǎng)率達(dá)到59.5%。相對(duì)比，地表滴灌面積從566,000畝增長(zhǎng)到649,000畝，增長(zhǎng)率為23%。從全國(guó)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)看來，地下滴灌面積僅占地表滴灌和地下滴灌總面積的23%。
美國(guó)土地面積較多的前十名中，地下滴灌面積與地表滴灌和地下滴灌總面積的比值大有不同，比值較低的地區(qū)，栽培的作物主要是價(jià)值較高的經(jīng)濟(jì)作物，如傳統(tǒng)水果、堅(jiān)果和蔬菜，比值較高的地區(qū)種植的主要為低價(jià)商品作物如玉米、棉花和苜蓿。
科研教育的支持：
三大正在進(jìn)行的科研課題：（1）USDA-RRF Project W2128 微灌與水資源可持續(xù)利用 （2）USDA-RRF Project S1018 濕地與次濕地的灌溉管理 （3）USDA-ARS Ogallala Aquifer Program 水管理新技術(shù)維持農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展
這三大科研課題幾乎統(tǒng)括了所有相關(guān)科研小項(xiàng)目，從而將全國(guó)范圍內(nèi)獨(dú)立的研究項(xiàng)目串聯(lián)起來，減少重復(fù)試驗(yàn)，提高科研效率。
美國(guó)三大地區(qū)現(xiàn)存的主要問題
1、東南部濕地和半干旱地區(qū)存在的主要問題包括：（1）種植者不太了解設(shè)備的技術(shù)，但他們又是大多地區(qū)的設(shè)備安裝人員，因而導(dǎo)致設(shè)備的使用、安裝不規(guī)范。缺少高素質(zhì)的設(shè)計(jì)人員、安裝人員或經(jīng)銷人員進(jìn)行指導(dǎo)或代為安裝。（2）設(shè)備安裝深度為0.25m到0.30m，對(duì)于不同土壤結(jié)構(gòu)改變安裝深度有一定的認(rèn)識(shí)，而粗糙沙壤土中仍存在出水口堵塞情況。（3）通常每行植株間距鋪設(shè)一道地下管線，而使用者仍不明白在不同土質(zhì)中和不同株行距中，如何鋪埋。（4）花生不適合采用地下滴灌。（5）番茄采用地下滴灌與地表滴灌相比，產(chǎn)量有所降低，
2、中西部平原半干旱地區(qū)存在的主要問題包括：（1）近十年設(shè)計(jì)人員、經(jīng)銷商、安裝人員的人數(shù)和技術(shù)水平大有增長(zhǎng)，但售后支持仍有所欠缺。（2）0.35-0.45和0.25-0.35兩種鋪埋深度，提高作物萌發(fā)和生長(zhǎng)期的需要。土壤質(zhì)地粘重限制了鋪埋深度，且對(duì)管線更新帶來麻煩；根系入侵情況嚴(yán)重。（3）通常采用間距鋪埋一條的方式，含鹽量較高的土壤或沙質(zhì)土壤中進(jìn)行表層栽培的蔬菜和作物除外。
3、西部干旱地區(qū)存在的主要問題包括：（1）設(shè)計(jì)人員、經(jīng)銷商、安裝人員比較齊備，但在西部太平洋地區(qū)缺少較好的公司。（2）對(duì)于樹木類和葡萄類，管線鋪埋深度大于0.2m，需要較強(qiáng)的動(dòng)力系統(tǒng)；但在蔬菜和行列栽培的水果中鋪埋較深。土壤質(zhì)地粘重限制了鋪埋深度，且對(duì)管線更新帶來麻煩；根系入侵情況嚴(yán)重。（3）在不同地區(qū)鋪設(shè)不同密度的管線和如何鋪設(shè)，對(duì)于木本作物而言是急需解決的問題。對(duì)于不同土質(zhì)安裝設(shè)計(jì)方法不同方面缺乏認(rèn)識(shí)。（4）相對(duì)于地下滴灌（5）土壤鹽分含量過高，對(duì)灌溉技術(shù)要求較多。（6）嚙齒類動(dòng)物入侵嚴(yán)重。而言，人們更喜歡采用地表滴灌，因?yàn)榉N植者對(duì)儀表的指示準(zhǔn)確性持懷疑態(tài)度。
4、三個(gè)地區(qū)共存的問題有：（1）缺少性能指示功能，濕地中如何灌溉沒有涉及。（2）流量計(jì)、壓力表和其他傳感器的性能不可靠。（3）對(duì)灌溉評(píng)估技術(shù)新手段和新管理方式存在抵觸情緒。（4）種植者對(duì)于無(wú)法看到的性能沒有全面性理解。（5）作物萌發(fā)期的灌溉方式無(wú)法解決。（6）根莖、塊莖如土豆、洋蔥類作物不能利用地下滴灌。（7）種植者只有在出現(xiàn)問題時(shí)才維修，而不重視系統(tǒng)的保養(yǎng)。增加水處理系統(tǒng)可保持產(chǎn)品使用年限，卻給種植者增加了額外支出，這是種植者不能接受的。（8）系統(tǒng)堵塞問題很常見，包括化學(xué)堵塞和生物堵塞。防堵塞技術(shù)需專門知識(shí)。比如土豆、蘆薈、芹菜和其他一些果樹和藤本類作物常存在根系堵塞出水口的情況。（9）嚙齒類動(dòng)物咬噬現(xiàn)象同樣存在，這是目前面臨的最嚴(yán)峻的問題。
盡管面臨諸多問題，但地下滴灌的優(yōu)勢(shì)仍不可忽視
（1）節(jié)水、提高環(huán)境水質(zhì)。如果正確安裝使用地下滴灌系統(tǒng)，它是最有效的灌溉手段。它可以使水避免污染，防止肥料和化學(xué)藥劑的流失、蒸發(fā)（2）隨著世界用于灌溉的淡水資源越來越少，城市用水與農(nóng)業(yè)用水的沖突日益嚴(yán)重，利用地下滴灌系統(tǒng)進(jìn)行生物污水灌溉成為趨勢(shì)，它不但可以減少污水處理步驟，減少難聞氣味的散發(fā)。（3）在小區(qū)域或不規(guī)則地塊使用若采用中軸式噴灌投資太大，地下滴灌系統(tǒng)投資成本較低，且勞動(dòng)力投入較少。（4）不充分灌溉情況下仍可保持作物高產(chǎn)。在美國(guó)，使用地下滴灌進(jìn)行不充分灌溉保持高產(chǎn)穩(wěn)定性要好于噴灌系統(tǒng)，從而保證了種植者的經(jīng)濟(jì)收入。（5）飼料作物苜蓿需水量很大，利用地下滴灌系統(tǒng)可獲得明顯效益。它可以在提高作物的蒸騰量的同時(shí)降低水分蒸發(fā)。（6）堅(jiān)果樹木的種植中，收獲季節(jié)性強(qiáng)，種植者常需要在收獲期間進(jìn)行灌溉，堅(jiān)果需要在地表進(jìn)行自然晾干，其他灌溉方式不能做到兩者兼?zhèn)?。但地下灌溉可以，它可以在收獲期進(jìn)行灌溉，保持果樹的正常生長(zhǎng)，防止早產(chǎn)衰老。它還可以避免收獲時(shí)的機(jī)械損傷，保持地表干燥，防止雜草蔓延。（7）隨著德克薩斯州北部和堪薩斯州南部地區(qū)種植棉花越來越多，應(yīng)用節(jié)水灌溉的面積也隨之增長(zhǎng)。采用地下滴灌，可以使棉花的成熟期提前。
總結(jié)：
（1）美國(guó)不斷加強(qiáng)地下滴灌的科研、教育、商業(yè)貿(mào)易，隨之是微灌產(chǎn)品組件的經(jīng)濟(jì)需求增長(zhǎng)，這一系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益預(yù)計(jì)超過20年。（2）雖然地下滴灌仍存在很多的不足之處，但種植者可根據(jù)自身需求加以選擇。（3）地下滴灌系統(tǒng)的運(yùn)行、使用、管理及維護(hù)的資訊不足也是限制其發(fā)展的一個(gè)方面。GPS全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用于中耕作物的灌溉設(shè)備選擇上，為設(shè)備安裝、選擇、維護(hù)提供技術(shù)支持，且減少作物萌發(fā)和生長(zhǎng)期的問題。（4）對(duì)于地下滴灌系統(tǒng)難以管理和可視性差兩項(xiàng)技術(shù)，需要人們不斷進(jìn)行技術(shù)革新。開發(fā)較好的管理工具和參考指南也許能從一定層面上解決其不足。（5）行業(yè)內(nèi)、農(nóng)業(yè)部、當(dāng)?shù)厮敛块T及大學(xué)都需不斷開展相關(guān)科研和教育工作，推廣新技術(shù)。（6）嚙齒類動(dòng)物對(duì)灌溉系統(tǒng)帶來的損害仍是地下滴灌面臨的最大障礙，相關(guān)的解決方案亟需進(jìn)行研究。
