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节水灌溉设备和技术发展历史

节水灌溉设备和技术发展历史

发布日期:2019-06-03 作者:博云农业 点击:

為(wèi)了充分(fēn)利用(yòng)半固定式喷灌系统的低成本,克服高劳动强度的缺点,20世纪30年代后期,一种类似于半固定系统的机械驱动喷水器被命名為(wèi)Harry Harry Farstone。Firestone)被发明并投入使用(yòng)。目前仍有(yǒu)几家公司,如美國(guó)的Wade公司和皮尔斯湖(hú) 它生产这种称為(wèi)辊式喷洒器(SideRoll或WheelMoving)的机器。其优点是成本低于固定式喷灌系统,劳动强度低于半固定式 手动管道系统,维护方便。该机结构简单,由小(xiǎo)马力汽油发动机驱动。滚轮由薄壁镀锌钢制成,管道為(wèi)薄壁铝合金管。适用(yòng)于低干作物(wù),如棉花(huā) 小(xiǎo)麦 蔬菜 草(cǎo)坪 牧场灌溉等

滴灌带

在20世纪50年代,由于经济的快速发展,美國(guó)的劳动力成本迅速增加。农民(mín)迫切需要比滚动式洒水喷头更低劳动力成本的机器。


1952年,一位名叫弗兰克的科(kē)罗拉多(duō)州农民(mín)发明了一种液压驱动,自循环,洒水喷头安装的机器,顶部有(yǒu)一个洒水喷头,名為(wèi)Center Pivot。后来,这台机器的生产权被卖给了内布拉斯加州(现在的佛蒙特州)的切割公司。这种类型的机器在20世纪70年代之前配备了由Rain Bird生产的摇臂喷嘴。其优点是自动化程度高,灌溉人工成本低,地形适应性强,不需要平地。缺点是土地利用(yòng)率低(约78%)。 20世纪60年代以后,这台机器人口众多(duō)。 中美洲不均匀的农业區(qū),科(kē)罗拉多(duō)州 内布拉斯加州 在堪萨斯州广泛推广。


在20世纪70年代,由于石油危机的影响,中心枢轴式喷头的喷嘴从摇臂喷嘴变為(wèi)低压微喷嘴,以节省能(néng)源。从那时起,液压驱动也逐渐转变為(wèi)電(diàn)驱动,可(kě)靠性越来越高。目前,美國(guó)灌溉总面积的约31%采用(yòng)中央枢纽系统灌溉。為(wèi)了提高土地利用(yòng)率,开发了平移灌溉机(LateralMoving),但没有(yǒu)多(duō)大用(yòng)处。由于成本高,维护不方便且能(néng)耗高。还有(yǒu)一种称為(wèi)卷轴式喷灌器的灌溉机,在整个欧洲广泛使用(yòng),起源于法國(guó),适用(yòng)于 的小(xiǎo)型农场。整套装有(yǒu)大喷枪,流量和范围都很(hěn)大。该机灵活使用(yòng) 人工成本低。但是,能(néng)耗高,喷水均匀性差,土壤侵蚀严重,对作物(wù)的攻击强度太大。


尽管喷灌比传统的地面灌溉技术更有(yǒu)效,但对于非常干燥和多(duō)雨的地方来说仍然不能(néng)令人满意。由于喷灌应完全润湿,因此作物(wù)之间的蒸发基本上是无效的。


20世纪40年代后期,一位名叫Symcha.Blass的以色列农业工程师在英國(guó)发明了滴灌技术。在20世纪50年代,他(tā)将这项技术带回了以色列的内盖夫沙漠地區(qū),并将其用(yòng)于温室灌溉。自20世纪60年代初以来,滴灌已在以色列 加州广泛推广,主要用(yòng)于水果和蔬菜灌溉。滴灌的水分(fēn)利用(yòng)效率高达90%以上,主要是由于没有(yǒu)水分(fēn)流失。如果管理(lǐ)得当,没有(yǒu)深度泄漏,没有(yǒu)地面径流损失,直接渗入根區(qū)会使作物(wù)之间的蒸发损失非常小(xiǎo)。除了非常高的用(yòng)水效率,使用(yòng)滴灌系统施肥更有(yǒu)效。根据作物(wù)不同生長(cháng)期的肥料需求,可(kě)以在10001775的最佳水环境中,用(yòng)灌溉水精确施用(yòng)不同的肥料种植作物(wù)。滴灌不仅可(kě)以提高作物(wù)产量,节约水资源,还可(kě)以大大提高作物(wù)品质。它仍然是世界上最繁荣的灌溉技术。


在20世纪,喷灌 滴灌技术除了农业前所未有(yǒu)的发展外,还广泛应用(yòng)于城市绿化。草(cǎo)坪灌溉多(duō)功能(néng)埋地喷灌技术采用(yòng)地下式,主要用(yòng)于园林绿化。知名厂商(shāng)包括American Rain Bird Company  Toro和Hunter。

  80年代以来,不少企业及研究人员开始探讨地下滴灌技术(简称SDI),将滴灌技术的优点发挥到极致(无地面蒸发损失)。澳大利亚的昆士兰,美國(guó)的加州、夏威夷等地,SDI广泛应用(yòng)于灌溉甘蔗及蔬菜,取得良好效果。雨鸟公司在我國(guó)新(xīn)疆南部将滴灌带埋于地下30厘米,用(yòng)于铁路防风林带灌溉,也取得良好效果。SDI也有(yǒu)应用(yòng)于草(cǎo)坪灌溉的,但取得较好效果的报告不多(duō)见,推广较缓慢。雨鸟公司开发了一系列应用(yòng)于园林花(huā)卉、行道树灌溉的滴灌设备,在美國(guó)、加拿(ná)大等地广受欢迎。


  我國(guó)从70年代开始引进喷灌、滴灌技术,80年代中期曾一度得到迅速发展。但因為(wèi)经济及技术落后,不几年即纷纷下马。进入90年代中期,國(guó)家充分(fēn)意识到我國(guó)水资源的短缺,重新(xīn)大力推广节水技术。经过数年努力,已取得長(cháng)足进步。引进消化吸收及仿制了不少条滴灌生产線(xiàn)。产品质量比80年代有(yǒu)了很(hěn)大进步。國(guó)内著名滴灌生产厂家有(yǒu):北京绿源公司、山(shān)东莱芜塑料厂等。國(guó)内喷头生产厂家很(hěn)多(duō),但质量优秀且稳定的不多(duō)。喷灌机具表现也不佳。

  经过前人在上一世纪的孜孜探索,灌溉水的利用(yòng)技术已经达到一个很(hěn)高的水平。但淡水资源的短缺越来越严重,人类在新(xīn)的世纪将面临更严峻的挑战。

  进入21世纪,灌溉技术将会以前所未有(yǒu)的速度发展。许多(duō)灌溉专家预测21世纪的灌溉将朝着能(néng)耗及造价越来越低,效率越来越高(SDI将会大量推广),高度自动化及高度智能(néng)化方向发展(计算机控制,精量灌溉)。


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