淺談中心支軸式噴灌技術(shù)的發(fā)展前景

□呂旺

淺談中心支軸式噴灌技術(shù)的發(fā)展前景

□呂旺

近年來，國家高度重視華北地區(qū)地下水超采問題，2014年國家實(shí)施地下水超采綜合治理項(xiàng)目，該項(xiàng)目的實(shí)施將有效的遏制地下水位的下降，大大改善地下水環(huán)境。提高灌溉水有效利用系數(shù)，是治理地下水超采的有效措施。2015年我國農(nóng)業(yè)灌溉用水有效利用系數(shù)達(dá)到0.53，比發(fā)達(dá)國家0.7～0.8的水平還有很大差距，作為農(nóng)業(yè)用水大戶,灌溉水有效利用系數(shù)還有很大的提升空間。中心支軸式噴灌作為大型噴灌,適用于規(guī)模經(jīng)營(yíng)的農(nóng)場(chǎng)和較大灌溉面積，節(jié)水效果明顯、技術(shù)成熟、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行費(fèi)用低、適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用相對(duì)較廣，當(dāng)前我省正在積極推進(jìn)土地流轉(zhuǎn)，在技術(shù)上和管理上具有較好的發(fā)展前景。

1.中心支軸式噴灌灌溉技術(shù)特點(diǎn)

中心支軸式噴灌機(jī)工作時(shí)噴灌機(jī)像鐘表針一樣圍繞中心支軸旋轉(zhuǎn)，所以又稱指針式噴灌和圓形噴灌，該項(xiàng)灌溉技術(shù)是目前應(yīng)用比較廣泛的一種節(jié)水灌溉技術(shù)。是將噴灌機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)支軸固定在灌溉面積中心，固定在鋼筋混凝土支座上，支軸座中心下端與井泵出水管或壓力管相連，上端通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)彎管連接，通過桁架上的噴灑系統(tǒng)向作物噴水進(jìn)行農(nóng)田灌溉，以充分滿足作物的需水要求。中心支軸式噴灌機(jī)組成部件包括金屬（鋼）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、灌水系統(tǒng)和可選配置5個(gè)部分，具有自動(dòng)化程度高和灌溉均勻度高等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)省水資源和人力成本，比傳統(tǒng)灌溉節(jié)水30～50%，比地面灌溉節(jié)省90%以上的勞動(dòng)力；適應(yīng)性強(qiáng)，可灌溉坡度小于30°以內(nèi)的地形，具有較強(qiáng)的爬坡能力，適用于所有作物和土壤；對(duì)作物可進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉，管理方便、灌溉水有效利用系數(shù)高；對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和規(guī)模化具有推動(dòng)作用。

2.中心支軸式噴灌輸水灌溉技術(shù)發(fā)展概況

中心支軸式噴灌起源于美國，至今已有60多年，經(jīng)過多年發(fā)展技術(shù)已成熟，設(shè)備運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，在土地資源豐富和勞動(dòng)力匱乏的地區(qū)和國家得到了大力推廣。目前，我國中心支軸式噴灌也得到了快速發(fā)展。

2.1 國外中心支軸式噴灌輸水灌溉技術(shù)發(fā)展概況

最早發(fā)明的中心支軸式噴灌機(jī)為液壓驅(qū)動(dòng)和水力驅(qū)動(dòng)為主，是美國的維蒙特公司生產(chǎn)，在20世紀(jì)50年代初，60年代中期，中心支軸式噴灌機(jī)研發(fā)升級(jí)出現(xiàn)了電力驅(qū)動(dòng)。美國應(yīng)用最為廣泛，節(jié)水、節(jié)能、增效等方面效果顯著，而后全世界得到了廣泛的應(yīng)用，中心支軸式噴灌機(jī)被稱為自從拖拉機(jī)取代耕畜以來，意義最重大的農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)明。由于中心支軸式噴灌機(jī)單機(jī)控制面積、灌溉質(zhì)量好、自動(dòng)化程度高，尤其是中心支軸式噴灌機(jī)對(duì)地形的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)水源的要求低，因而非常適應(yīng)人多地少地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2.2 國內(nèi)中心支軸式噴灌輸水灌溉技術(shù)發(fā)展概況

河北省大曹莊農(nóng)場(chǎng)是我國應(yīng)用中心支軸式噴灌機(jī)最早的，該農(nóng)場(chǎng)自1978年引進(jìn)大型噴灌以來，我國正式拉開了研究中心支軸式噴灌機(jī)的序幕，經(jīng)過五年的研究，1982年我國首臺(tái)中心支軸式噴灌機(jī)研制成功?，F(xiàn)在我國中心支軸式噴灌機(jī)技術(shù)已成熟，大部分元件均可國產(chǎn)，甚至一些技術(shù)已進(jìn)入國際先進(jìn)行列。近年來我國中心支軸式噴灌機(jī)發(fā)展較快，在黑龍江、內(nèi)蒙古、山西、河北、甘肅等地得到應(yīng)用，從農(nóng)作物灌溉、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益方面看效果顯著，國內(nèi)生產(chǎn)中心支軸式噴灌機(jī)的企業(yè)有民營(yíng)股份制企業(yè)、中外合資企業(yè)和外資企業(yè)，其中一些民營(yíng)股份制企業(yè)已成為大型噴灌機(jī)生產(chǎn)的龍頭企業(yè)。

3.中心支軸式噴灌灌溉技術(shù)存在的問題及發(fā)展方向

中心支軸式噴灌只能進(jìn)行圓形噴灑，模式相對(duì)固定，對(duì)噴灑范圍內(nèi)地上要求不能有樹木、建筑物和其他障礙物，技術(shù)要求高需要有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作，非專業(yè)人員操作不當(dāng)會(huì)影響噴灌機(jī)的正常運(yùn)行。噴頭的配置選型要求專業(yè)，選型不當(dāng)容易產(chǎn)生徑流，風(fēng)速大于3級(jí)以上，影響噴灑效果。

中心支軸式噴灌經(jīng)過60年的發(fā)展，技術(shù)得到了快速提升，生產(chǎn)工藝已經(jīng)比較成熟。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)民外出務(wù)工，農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏，農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)加快，規(guī)?；?jīng)營(yíng)將成為今后土地種植發(fā)展趨勢(shì)，中心支軸式噴灌將迎來黃金發(fā)展期。未來中心支軸式噴灌發(fā)展方向：一是解決矩形地塊噴灑圓外邊角地，提高土地利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低設(shè)備投入及運(yùn)行成本。二是統(tǒng)一產(chǎn)品配件的標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)械自動(dòng)化程度。三是加強(qiáng)對(duì)綜合技術(shù)的開發(fā)，現(xiàn)有噴灑農(nóng)藥和施肥的技術(shù)還不是特別成熟，應(yīng)加快該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)，提高水肥利用率。四是加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的研制，對(duì)電機(jī)加速器、低壓噴頭、管道增壓泵及新材料等的研制，希望能夠開發(fā)出更多經(jīng)久耐用的灌溉產(chǎn)品。

總之，中心支軸式噴灌適用性強(qiáng)、節(jié)水明顯，灌溉技術(shù)已相對(duì)成熟，經(jīng)過今后的不斷完善和提高，能夠成為提高灌溉水有效利用率和節(jié)水灌溉發(fā)展的主流設(shè)備?！?/p>

2016-08-09

呂 旺，男，漢族，河北省水利技術(shù)試驗(yàn)推廣中心，工程師。