時(shí)針式噴灌是我國(guó)未來灌溉方式的發(fā)展方向嗎?
時(shí)針式噴灌是我國(guó)未來灌溉方式的發(fā)展方向嗎?
在國(guó)家對(duì)土地流轉(zhuǎn)的大力推廣與支持下,土地規(guī)?;?jīng)營(yíng)在我國(guó)已經(jīng)勢(shì)不可擋。如今,在全國(guó)不少地方已經(jīng)初現(xiàn)成效,比如黑龍江有的農(nóng)業(yè)合作社流轉(zhuǎn)土地規(guī)模已經(jīng)達(dá)到2萬多畝,即使在人口稠密的中原地區(qū),比如安徽等地,也出現(xiàn)了1000余畝的流轉(zhuǎn)規(guī)模。
在土地規(guī)?;?jīng)營(yíng)初步形成的情況下,很多農(nóng)業(yè)機(jī)械也開始相應(yīng)的升級(jí)換代,拖拉機(jī)、收割機(jī)等常規(guī)機(jī)械向大馬力、大喂入量發(fā)展,以滿足日益增大的土地規(guī)模需求。然而,當(dāng)常規(guī)農(nóng)業(yè)機(jī)械有了不小的轉(zhuǎn)變時(shí),灌溉機(jī)械卻似乎仍沒有找到合適的發(fā)展方向。
當(dāng)大馬力、智能化等具有美國(guó)特征的農(nóng)業(yè)機(jī)械已經(jīng)在我國(guó)逐漸被采用時(shí),時(shí)針式噴灌這種更具美國(guó)特色的灌溉方式,能否也成為我國(guó)未來土地規(guī)?;?jīng)營(yíng)的一種可行灌溉方式?
什么是時(shí)針式噴灌?
堪薩斯圓形農(nóng)田衛(wèi)星圖
這些一個(gè)個(gè)的小圓圈,半徑一般都在300~400 m,一臺(tái)噴灌機(jī)的灌溉面積最多能達(dá)到100公頃。
如此巨大的旋轉(zhuǎn)半徑,如果像時(shí)鐘那樣,由旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)時(shí)針旋轉(zhuǎn),肯定沒有足夠的動(dòng)力能夠維持。因此噴灌機(jī)將動(dòng)力分段輸出,若干桁架鉸接,每段桁架由一個(gè)塔車支撐,動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)便設(shè)置在塔車的兩輪之間。分段后,由各鉸接處的角度傳感器監(jiān)測(cè),從而控制每個(gè)塔車的速度,以使每段桁架都在一條直線上。
電動(dòng)式時(shí)針式噴灌驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
由于這種鉸接的連接方式,使時(shí)針式噴灌機(jī)擁有其他灌溉方式所不具備的優(yōu)點(diǎn),就是可以在不平整的耕地上作業(yè),適用的坡度最大為30°。
在美國(guó)的使用情況如何?
這種大規(guī)模、高自動(dòng)化程度的灌溉方式為美國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來了巨大機(jī)遇。1976年,《科學(xué)美國(guó)人》雜志評(píng)價(jià)該系統(tǒng)“或許是繼拖拉機(jī)代替牲畜帶動(dòng)農(nóng)具后,美國(guó)農(nóng)業(yè)中最具意義的機(jī)械發(fā)明”。
的確如此。
二十世紀(jì)五十年代,美國(guó)出現(xiàn)城鎮(zhèn)化潮流,很多農(nóng)民進(jìn)入城市,農(nóng)村出現(xiàn)勞動(dòng)力短缺的現(xiàn)象,加上當(dāng)時(shí)席卷美國(guó)的干旱,美國(guó)迫切需要更加高效的灌溉方式。
正是在這種情況下,1948年,F(xiàn)rank Zybach發(fā)明時(shí)針式噴灌,1954年,交于Robert Daugherty(現(xiàn)今全球最大的時(shí)針式噴灌機(jī)生產(chǎn)商Valmont Industries創(chuàng)始人)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。
自此,時(shí)針式噴灌在美國(guó)飛速發(fā)展。
在此過程中,時(shí)針式噴灌對(duì)美國(guó)農(nóng)業(yè)的最大貢獻(xiàn),就是推動(dòng)了位于美國(guó)中西部的高平原(high Plain)區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。由于海拔較高,氣候干燥,二戰(zhàn)前,高平原還是只有耐旱雜草生長(zhǎng)的荒野。二戰(zhàn)后,時(shí)針式灌溉在該地區(qū)使用,將高平原豐富的地下水提取至地表,促使其成為美國(guó)重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出區(qū)。
高平原在美國(guó)的位置圖
目前,時(shí)針式噴灌在美國(guó)的灌溉面積達(dá)到2200萬英畝(1英畝=6.07畝),占美國(guó)噴灌面積的63%,灌溉面積的40%。主要使用區(qū)域在堪薩斯、德克薩斯、內(nèi)布拉斯加等中部大平原和加利福尼亞、俄勒岡等西部沿海地區(qū)。
在我國(guó)有使用的地區(qū)嗎?
如果您打開衛(wèi)星地圖,定格在寧夏回族自治區(qū)固原和內(nèi)蒙古鄂爾多斯,就會(huì)發(fā)現(xiàn)這里也有像美國(guó)那樣的圓形農(nóng)田。
寧夏回族自治區(qū)固原時(shí)針式噴灌區(qū)
是的,在上世紀(jì)八十年代,我國(guó)便引入了時(shí)針式噴灌,但是推廣效果卻并不理想。直至今天,時(shí)針式噴灌也并沒有在我國(guó)發(fā)展起來。這當(dāng)然是與我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式有關(guān)。
首先,當(dāng)然是地塊的問題。小則30公頃,大則80公頃的噴灌面積,要求農(nóng)田必須是連片且不存在障礙物,暫且不說我國(guó)人均0.5公頃的耕地面積實(shí)在太小,就說電線桿、樹等障礙物在我國(guó)的農(nóng)田里也是屢見不鮮了。
其次,是成本的問題,一臺(tái)噴灌機(jī)的成本大都在幾十萬上下,好的更是要上百萬,盡管使用時(shí)間長(zhǎng),但如此巨大的先期投入,對(duì)我國(guó)農(nóng)民來說就無法負(fù)擔(dān)。
最后,是時(shí)針式噴灌機(jī)自身存在的固有缺點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)的噴灌方式帶來了圓形農(nóng)田的耕作方式,無論如何規(guī)劃圓形農(nóng)田的分布,總會(huì)有澆不到的地方。但我國(guó)本身人口稠密、耕地資源不足,再小的耕地都顯得無比寶貴。
因此,時(shí)針式灌溉未在我國(guó)推廣也是必然。
然而,這些都是在我國(guó)目前的情況下進(jìn)行討論,而在未來,我國(guó)個(gè)人經(jīng)營(yíng)的農(nóng)田規(guī)模必然會(huì)越來越大,到時(shí),將會(huì)擁有適于時(shí)針式噴灌的地塊面積。目前在黑龍江、內(nèi)蒙古、寧夏回族自治區(qū)等地的大片農(nóng)田就在做這種嘗試。
那么成本問題如何解決?在土地規(guī)?;?jīng)營(yíng)后,規(guī)?;瘞淼男б婢蜁?huì)日漸明顯,農(nóng)民收益就會(huì)得到顯著提高,所以在未來,成本問題將不會(huì)成為大的阻礙。就說在現(xiàn)階段,寧夏回族自治區(qū)固原采用時(shí)針式噴灌的農(nóng)田是馬鈴薯種植區(qū),這種種植經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的區(qū)域,擺脫成本約束的時(shí)間將會(huì)大大提前。
最后是灌溉死角的問題。其實(shí),目前,Valmont Industries已經(jīng)研制了新型灌溉機(jī),在一定程度上克服了這個(gè)問題。Valmont公司在灌溉機(jī)末端添加一段可伸縮臂,當(dāng)灌溉機(jī)旋轉(zhuǎn)到灌溉死角時(shí),可伸縮臂伸出,到達(dá)邊緣時(shí)再收進(jìn)去,從而適應(yīng)了方形農(nóng)田。
具有伸縮臂的時(shí)針式噴灌機(jī)
那么,時(shí)針式噴灌到底是不是我國(guó)未來灌溉方式的發(fā)展方向,或許不是簡(jiǎn)單地就可以斷言,還需要結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)的實(shí)際條件,進(jìn)一步實(shí)踐論證。
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