胡樂(lè )鳴：美國機械化節水技術(shù)見(jiàn)聞與啟示

 

　　一、主要見(jiàn)聞

 

　?。ㄒ唬┎莸厮Y源保持機械化技術(shù)

 

　　在德州約翰遜城的斯坦頓牧場(chǎng)，考察團聽(tīng)取了農技推廣員關(guān)于草地水資源保持機械化技術(shù)運用情況的介紹，觀(guān)看了草地水資源保持機械化技術(shù)演示。該牧場(chǎng)土層較淺，砂石較多，為增加草地對天然降水的吸納功能，牧場(chǎng)采用草地修復機在草地上鑿出連片的魚(yú)鱗坑用于蓄積天然降水。這種方式與采用圓盤(pán)耙、少耕、深松等方式吸納天然降水相比，可以避免牧草被機械連根拔起。聯(lián)系到我國牧區，也可以采用類(lèi)似機具，在最少破壞土壤的前提下修復草場(chǎng)。

 

　　在LBJ牧場(chǎng)，考察團了解到這個(gè)牧場(chǎng)原是美國第36任總統林登·貝恩斯·約翰遜的私人牧場(chǎng)，在他去世后，被捐贈給國家，主要用于宣傳如何保護農牧業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。在牧場(chǎng)內，到處可見(jiàn)當年約翰遜總統進(jìn)行的草地保護技術(shù)措施應用實(shí)踐成果。這些技術(shù)措施的重點(diǎn)是如何節約有效地利用水資源，比如等高種植、輪作、臺地蓄水等。牧場(chǎng)生活生產(chǎn)經(jīng)歷對約翰遜總統的水資源節約利用及環(huán)境可持續發(fā)展理念形成具有重要影響。在約翰遜總統任期內所簽署的法律中，有300條關(guān)于環(huán)境保護的條款，為美國環(huán)境保護和可持續發(fā)展政策措施的形成打下良好基礎。

 

　?。ǘC械化保護性耕作技術(shù)

 

　　美國是采用機械化保護性耕作技術(shù)最早的國家之一。通過(guò)與美國農業(yè)部官員、專(zhuān)家交流，考察團了解了美國保護性耕作的發(fā)展過(guò)程與現狀。防治沙塵暴是美國研究保護性耕作的動(dòng)因，免耕播種機和雜草綜合防除技術(shù)的成熟是保護性耕作推廣的技術(shù)基礎。1985年美國出臺的糧食安全法為保護性耕作快速發(fā)展提供政策保障，減少溫室氣體排放和降低生產(chǎn)成本是美國推動(dòng)實(shí)施保護性耕作的新動(dòng)力。

 

　　在德州弘都市某玉米棉花種植家庭農場(chǎng)，德州農工大學(xué)的Charles教授介紹，這個(gè)農場(chǎng)2000年左右開(kāi)始采用保護性耕作技術(shù)，據當地的經(jīng)驗，保護性耕作技術(shù)一般需要5年左右時(shí)間才能真正被農場(chǎng)主接受。第一年是"聽(tīng)"，聽(tīng)宣傳介紹、聽(tīng)各種培訓講課；第2、3年是"看"，看別人怎樣干，看作物產(chǎn)量、看經(jīng)濟效益；第4、5年是"干"，由小面積逐步向大面積摸索著(zhù)干。從現場(chǎng)看，農場(chǎng)擁有很多現代新型農機具，原來(lái)的鏵式犁已被棄用，采用保護性耕作的地塊表層土壤結構與含水量明顯好于傳統耕作。在加州最早的保護性耕作試驗地，加州大學(xué)戴維斯分校的Jeffrey Mitchell博士介紹說(shuō)，學(xué)校于1999年開(kāi)始試驗保護性耕作，實(shí)行完全免耕，試驗田種植棉花的壟一直沒(méi)有翻整過(guò)。從全加州看，保護性耕作面積大約占耕地面積的60%，其中能夠常年保證秸稈覆蓋率30%以上的地塊大約占25%。由于降雨量少，上世紀90年代的農場(chǎng)主的做法主要是一年蓄水休閑，隔年再種植作物；在采用保護性耕作后，基本上可以保證年年種植，而且并不會(huì )影響作物產(chǎn)量，每英畝還可以節約成本80美元，約80元/畝（1畝= 0.1648英畝）。在加州，尚未采用保護性耕作的農場(chǎng)主主要有以下顧慮：一是對目前的農業(yè)生產(chǎn)很滿(mǎn)意，如采用保護性耕作還要重新學(xué)習很多知識并對農場(chǎng)種植制度等做較大調整；二是擔心這項技術(shù)不適合自己的作物；三是擔心采用新技術(shù)后經(jīng)濟風(fēng)險大。這與國內農民對待保護性耕作的態(tài)度基本相同。

 

　　此外，關(guān)于保護性耕作技術(shù)體系中的深松整地環(huán)節，其提高土壤蓄水能力的作用在國內外是有共識的，但是在深松頻率方面，德州、加州的農場(chǎng)主和農業(yè)技術(shù)研究機構給出了與我國一些專(zhuān)家不同的看法。據德州弘都市的一個(gè)農場(chǎng)主介紹，深松技術(shù)在德州的應用并不多，一般深松過(guò)一次并打破犁底層以后，之后很多年便不再使用。德州農工大學(xué)農業(yè)生命研究中心的專(zhuān)家也談到，該中心的棉花試驗田8年前進(jìn)行過(guò)深松，此后沒(méi)有進(jìn)行任何深松或者深耕作業(yè)。他們的體會(huì )是，如果土壤有嚴重影響農業(yè)生產(chǎn)的犁底層存在，就需要通過(guò)深松辦法打破犁底層，而犁底層一旦打破后，只要不再采用類(lèi)似于鏵式犁翻耕的方式，一般不會(huì )再次產(chǎn)生犁底層。

 

　?。ㄈ┘又菟湍茉垂澕s利用技術(shù)

 

　　1.加州州立大學(xué)弗雷斯諾分校水和能源技術(shù)實(shí)驗室情況。目前，該實(shí)驗室的主要工作之一是檢測灌溉輸水設備，通過(guò)確定水泵、管、閥門(mén)等灌溉輸水設備的精度以達到設備節水的目的，其檢測數據為法律所認可。同時(shí)，該實(shí)驗室還正在建設風(fēng)洞模擬系統，準備開(kāi)展保護性耕作防治風(fēng)蝕效果的研究測試。該實(shí)驗室還建立有二氧化碳循環(huán)利用技術(shù)試驗基地，基地將工廠(chǎng)的二氧化碳收集起來(lái)，輸送到作物生長(cháng)環(huán)境中，既能夠做到減排，也能夠滿(mǎn)足作物生長(cháng)，其未來(lái)發(fā)展空間不可小覷。

 

　　2.加州弗雷斯諾農墾局"水銀行"項目。在弗雷斯諾市蒙多塔梅耶鎮一個(gè)廢棄的甜菜榨糖廠(chǎng)附近，考察團參觀(guān)了當地農墾局牽頭實(shí)施的"水銀行"項目。項目主要目的是，在加州這樣的干旱環(huán)境中如何有效地蓄積利用水資源。主要做法是，利用工程措施挖出一個(gè)個(gè)池塘，用于吸納、沉降雨量充沛年份天然降水和山谷河水，這些水在池塘中慢慢入滲沉降以補充地下水，遇到干旱年份，再通過(guò)打井抽水方式將水輸送到農田，這一個(gè)個(gè)池塘被形象地稱(chēng)為"水銀行"。該項目充分體現了美國干旱地區對水資源的科學(xué)利用理念。

 

　　3.美國農業(yè)部圣·華金谷地農業(yè)研究中心試驗研究情況。這個(gè)研究中心位于一個(gè)叫帕里爾的偏僻鄉村，是美國農業(yè)部直屬機構，經(jīng)費由國會(huì )撥款保障。中心各主要學(xué)科的帶頭人、專(zhuān)家和科學(xué)交流博士為考察團介紹了相關(guān)研究工作開(kāi)展情況。

 

　　一是水灌溉中心項目有關(guān)基本情況。該項目負責人Wang dong介紹了水灌溉研究中心的主要任務(wù)。Wang dong原是明尼蘇達大學(xué)終身教授，我們問(wèn)他為何放棄"終身教授"來(lái)到這里工作。他笑道，肯定是這里有吸引力了。Zhang Huihui博士重點(diǎn)介紹了桃樹(shù)虧水灌溉研究情況。桃樹(shù)虧水灌溉研究主要以控制桃子收獲后至來(lái)年開(kāi)花期間的水消耗為目的，在不影響來(lái)年產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下，利用紅外檢測樹(shù)冠溫度來(lái)確定桃樹(shù)生長(cháng)的最小用水量。該研究的各項工作比較扎實(shí)，試驗設備也不是特別先進(jìn)，但其切入點(diǎn)具有新意，試驗連續性強，能夠充分結合農業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，充分體現了美國科研機構嚴謹的治學(xué)精神。初步試驗結果顯示，在研究所所在的帕里爾地區，在滿(mǎn)足桃樹(shù)正常生長(cháng)需求的前提下，虧水灌溉技術(shù)可以比常規灌溉用水節約50%左右。

 

　　二是鹽堿地利用研究。土壤專(zhuān)家Gary先生介紹了在鹽堿地利用方面的研究工作，研究目標是充分利用鹽堿地的長(cháng)處，而不是為了治理鹽堿地，選擇種植的向日葵、仙人掌和油菜等作物均能適應鹽堿環(huán)境。該研究沒(méi)有采用對抗性措施去改變鹽堿地環(huán)境，體現了因勢利導利用環(huán)境的理念，值得學(xué)習和深入研究。

 

　　三是水分蒸騰抑制覆蓋材料應用。園藝專(zhuān)家Donald Makus先生主要向大家介紹了一種不透明的層壓材料。該材料主要用于覆蓋果樹(shù)根部周?chē)鷧^域，用以減少水分蒸騰。這種覆蓋材料一面黑色，一面白色，中間有尼龍線(xiàn)，很難撕斷，使用年限可達7年。

 

　?。ㄋ模┺r機農藝技術(shù)融合應用

 

　　1.農場(chǎng)農機農藝技術(shù)融合應用情況。在德州弘都市的家庭農場(chǎng)，農場(chǎng)主John介紹了節水技術(shù)應用和農機農藝技術(shù)結合運用情況。該農場(chǎng)主要種植棉花、玉米，灌溉方式主要采用節水效果很好的地下滴灌，作物種植行距、品種選擇、收獲時(shí)間等確定均考慮農機農藝技術(shù)的融合。因為該農場(chǎng)仍在使用較舊式的收獲機械，故其作物的種植行距仍為36英寸（約90厘米），這與美國大部分地區采用76厘米的行距略有不同，但其行距多少的主要確定依據仍是農業(yè)機械單位作業(yè)幅寬。該農場(chǎng)的玉米成熟后，結穗高度一致，在含水率14%左右實(shí)行機械化收割，做到了農機農藝技術(shù)的有效結合；玉米收獲后，利用圓盤(pán)耙對玉米地進(jìn)行耕整，耕深一般不超過(guò)14英寸（約35厘米），以保證地下滴灌管材不被破壞。棉花種植管理過(guò)程中不進(jìn)行打頂處理，同時(shí)施矮壯劑，以便棉花生長(cháng)高度保持一致，為機械化收獲創(chuàng )造條件。

 

　　此外，考察團還參觀(guān)了洋蔥、西紅柿的機械化收獲，這類(lèi)作物的機械化收獲在我國還面臨很多難題，主要原因是作物品種的培育沒(méi)有考慮機械化作業(yè)因素。在美國，洋蔥、西紅柿品種的培育，都將實(shí)現機械化作業(yè)納入研究范圍，比如洋蔥，成熟后基本半裸露在地表，進(jìn)行機械收獲時(shí)，不對土壤進(jìn)行挖掘，而是在割臺前方用硬質(zhì)塑料或者類(lèi)似材料，在不傷害洋蔥表皮的情況下直接將果實(shí)推送到輸送帶；適合機械收獲的西紅柿的表皮都比較厚，不易破損，而其口味與常規種植的西紅柿并無(wú)二致。但是在機械化收獲之后的土地上，我們仍能看到較多的殘留洋蔥和西紅柿，于是我們問(wèn)，機械化收獲的損失率是多少？農場(chǎng)主哈哈大笑：這些（指殘留的洋蔥和西紅柿）是留給上帝的。

 

　　2.德克薩斯農工大學(xué)農業(yè)生命研究中心農機農藝技術(shù)結合研究情況。德克薩斯農工大學(xué)農業(yè)生命研究中心位于一個(gè)叫哈夫衛的小鎮，主要研究任務(wù)是利用不同灌溉方式、耕作方式充分利用降雨，提高水分利用效率，該研究已經(jīng)進(jìn)行4年，從棉花種植的87種灌溉方式中，優(yōu)選合適的灌溉方式推薦給周邊家庭農場(chǎng)。在該中心的棉花試驗田，考察團發(fā)現棉花的灌溉方式主要采用了環(huán)形噴灌機系統，棉田種植也呈成環(huán)形，體現了農機農藝技術(shù)的有效融合。為了保障灌溉水的充分利用，在每一道灌水溝內，利用專(zhuān)門(mén)的機械作業(yè)形成連續的灌水畦，避免了漫灌帶來(lái)的水分流失。從周邊農場(chǎng)情況看，有不少已經(jīng)采用了環(huán)形噴灌系統，充分說(shuō)明該中心的研究成果與當地農業(yè)生產(chǎn)是緊密相關(guān)的。

 

　?。ㄎ澹┼l鎮農機配件修造廠(chǎng)

 

　　在德州盧伯克市一個(gè)小鎮上，考察團參觀(guān)了勞倫左家庭小型農機修造廠(chǎng)。當大家看到這個(gè)修造配廠(chǎng)時(shí)，都很驚訝，在美國居然還有條件如此簡(jiǎn)陋的工廠(chǎng)！跟我國一些所謂的"手工作坊"并無(wú)大的不同。但是經(jīng)過(guò)負責人Jody女士介紹后，大家對工廠(chǎng)管理者的敬意油然而生。據Jody女士講，約翰·迪爾、凱斯等大公司的農業(yè)機械，在德州的農場(chǎng)作業(yè)時(shí)也存在適應性問(wèn)題，一些配件須經(jīng)適當改造后才能更好地作業(yè)，但大公司生產(chǎn)這些有特殊要求的配件，往往存在價(jià)格太高的問(wèn)題，于是一些小的農機配件修造廠(chǎng)因成本低廉而生存下來(lái)。Jody女士的這個(gè)修配廠(chǎng)是她從父親手上接過(guò)來(lái)的，已經(jīng)有48年的歷史，一直在兢兢業(yè)業(yè)地做各種農機配件的修復、訂制、改造等"小生意"，翻新改造后的配件價(jià)格是大公司的80%，備受周邊農場(chǎng)主歡迎，10年前經(jīng)銷(xiāo)范圍主要在德州，目前60%的產(chǎn)品銷(xiāo)往德州以外甚至海外。這個(gè)修配廠(chǎng)共有員工18人，其中在本廠(chǎng)工作10年以上的超過(guò)10個(gè)。從企業(yè)管理者到工人敬業(yè)樂(lè )業(yè)，沒(méi)有宏大的目標口號，但卻扎扎實(shí)實(shí)。

 

　　二、幾點(diǎn)啟示

 

　?。ㄒ唬└鶕匀坏乩憝h(huán)境特點(diǎn)確定農業(yè)技術(shù)路線(xiàn)是美國農業(yè)科研、生產(chǎn)主體長(cháng)期堅持的理念。德州、加州的農業(yè)生產(chǎn)把水資源的節約有效利用作為一切生產(chǎn)的主要出發(fā)點(diǎn)之一，從田間工程、機械設備、作物品種培育、試驗研究、人才培養等各個(gè)方面，已經(jīng)形成了一個(gè)節水工程系統，各個(gè)部分的成果與實(shí)際緊密聯(lián)系并得到有效運用。

 

　?。ǘ┍Ｗo性耕作理念在美國已被廣泛認可。雖然德州、加州的耕地并沒(méi)有100%實(shí)現保護性耕作，但是農場(chǎng)主和農業(yè)技術(shù)人員、管理人員都熟知此項技術(shù)，沒(méi)有采用保護性耕作的農場(chǎng)也已淘汰了傳統鏵式犁翻耕，在將來(lái)條件成熟后，也可能采用保護性耕作技術(shù)。

 

　?。ㄈ?shí)現農機農藝融合已成為農業(yè)技術(shù)研究的自覺(jué)行為。美國的農業(yè)技術(shù)研究項目在整個(gè)研究過(guò)程中，科研人員首先考慮的就是技術(shù)成功后，能否實(shí)現機械化作業(yè)，農場(chǎng)主能否用得上；如果不能實(shí)現機械化，就修改項目研究技術(shù)路線(xiàn)。德克薩斯農工大學(xué)農業(yè)生命研究中心的專(zhuān)家介紹，他們的研究剛開(kāi)始的時(shí)候，就要論證技術(shù)能否實(shí)現機械化。

 

　?。ㄋ模┙?jīng)濟效益是美國農場(chǎng)主采用先進(jìn)旱作農業(yè)技術(shù)的動(dòng)力。農場(chǎng)主在采用一項新技術(shù)時(shí)，首先考慮的是技術(shù)的經(jīng)濟效益。采用保護性耕作的農場(chǎng)主是看重了技術(shù)的穩產(chǎn)增產(chǎn)和節本效益。

 

　?。ㄎ澹┛蒲泻蜕a(chǎn)零距離?？疾靾F所到的農業(yè)科研機構均處在農場(chǎng)周邊，美國農業(yè)部的研究機構也在鄉村里。他們的研究課題主要來(lái)自周邊農場(chǎng)，課題是否成功也取決于周邊農場(chǎng)是否接受，在被周邊農場(chǎng)接受之后再向更廣區域推廣。農場(chǎng)主的認可度會(huì )影響議員向大學(xué)研究所或農業(yè)部研究機構的撥款投票意愿，因而無(wú)論是大學(xué)研究所還是農業(yè)部研究機構，經(jīng)費都有保障，從不為生存發(fā)愁。這些研究機構的專(zhuān)家都體現了一個(gè)共同特點(diǎn)，就是研究任務(wù)確定緊扣地方實(shí)際，研究工作細致入微、長(cháng)期連續，沒(méi)有急功近利思想。

 

　?。┼l鎮中小企業(yè)秉承著(zhù)穩打穩扎、持續經(jīng)營(yíng)的理念。在美國這樣農業(yè)高度發(fā)達的國家，也有傳統的作坊式工廠(chǎng)，但這些工廠(chǎng)的存在是必要的，其發(fā)展過(guò)程中體現出的不貪大求快、做百年企業(yè)的態(tài)度值得肯定和學(xué)習。

 

　　三、借鑒意義

 

　?。ㄒ唬┏浞纸梃b和吸納先進(jìn)的農業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)應用理念。在學(xué)習借鑒發(fā)達國家先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)時(shí)，應結合我國農情加大集成創(chuàng )新力度，切忌局限在照搬應用。要緊密結合我國水資源匱乏的實(shí)際，圍繞節約農業(yè)用水，將各種研究資源統籌起來(lái)，從每種作物的需水機理出發(fā)，在細節研究、扎實(shí)研究、持續研究等方面下大力氣，切實(shí)改變一些研究機構圍繞爭取資金確立研究?jì)热?、研究過(guò)程敷衍了事、一味貪大求快、不注重與實(shí)踐結合的痼疾。

 

　?。ǘ┘訌娞烊唤邓?、洪水、過(guò)境河水的科學(xué)蓄積和利用。我國干旱和半干旱區分布較廣，許多地區地下水位急劇下降，即使一些雨量充沛地區也存在季度間分布不均問(wèn)題，天然降水白白流掉的較多；每年有很多地方暴發(fā)洪澇災害，但洪水蓄積利用不夠；一些邊境地區水量充沛的界河水也未能充分有效利用。借鑒美國的做法并結合我國實(shí)際，切實(shí)加強天然降水、洪水、過(guò)境河水的科學(xué)有效利用研究，利用工程措施將水蓄積起來(lái)，以補充地下水，滿(mǎn)足工農業(yè)生產(chǎn)需要，具有十分重要的意義。

 

　?。ㄈ├^續加強保護性耕作技術(shù)的研究和推廣。保護性耕作可以抗旱節水、減少風(fēng)蝕水蝕、減少二氧化碳等作用已被美國等許多國家肯定，我國應繼續堅定發(fā)展信心。為準確取得技術(shù)實(shí)施效果，應加強保護性耕作研究的長(cháng)期定位監測活動(dòng)。保護性耕作技術(shù)的推廣是一個(gè)長(cháng)期過(guò)程，一般來(lái)說(shuō)，農民至少需要5年甚至更長(cháng)的時(shí)間，對此要有清醒的認識，不宜操之過(guò)急。要加強對保護性耕作技術(shù)體系中的深松整地環(huán)節的研究，特別在深松頻度、犁底層形成機理等方面做深入、細致、扎實(shí)的研究。

 

　?。ㄋ模┛茖W(xué)推廣應用地膜覆蓋技術(shù)。美國也有采用地膜覆蓋的農場(chǎng)，但是這些農場(chǎng)基本不使用我國常用的0.005毫米左右的地膜，而是采用更厚的地膜，能夠連續使用至少2年，不宜撕裂且適合采用機器撿收。建議我國應加快推廣應用可長(cháng)期使用、方便回收的地膜。

 

　?。ㄎ澹├^續加快農機農藝融合步伐。建議我國現有的各類(lèi)農業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系都應吸收農機專(zhuān)家參與，以便從每一項技術(shù)的研究開(kāi)始，就將是否適合全程機械化作業(yè)考慮進(jìn)來(lái)。同時(shí)現有或即將建立的農機科研基地，亦應吸收農藝專(zhuān)家參加。

 

　?。⒒鶎由a(chǎn)一線(xiàn)農技推廣人員納入農業(yè)科研團隊。為增強農業(yè)技術(shù)研究成果的適用性，在高端農業(yè)科研團隊中應擴大吸收基層生產(chǎn)一線(xiàn)優(yōu)秀的農技推廣人員，既能為科研提出有效建議，同時(shí)也能盡早了解技術(shù)內容，為后期的技術(shù)推廣奠定基礎。

 

　?。ㄆ撸┕膭钪С种行⌒娃r機修造企業(yè)做精做久。隨著(zhù)我國農業(yè)機械化的快速發(fā)展，一些大企業(yè)紛紛進(jìn)入農機制造領(lǐng)域，局部地區出現中小企業(yè)難以生存的情況。但我國農機應用地域性特點(diǎn)較強，中小型機械制造、配件供應、零部件改造服務(wù)體系也將呈現區域差別性，應利用國家扶持發(fā)展中小企業(yè)的相關(guān)政策，鼓勵農機修造中小企業(yè)在差別中尋找并確立不同于大企業(yè)發(fā)展目標的新的增長(cháng)點(diǎn)，扎扎實(shí)實(shí)地做好各項工作，不必貪大，不必求快，將每個(gè)產(chǎn)品、每項服務(wù)做精做久，同樣會(huì )在劇烈的市場(chǎng)競爭中生存和發(fā)展。