我國噴灌機(jī)專家訪問圓形噴灌機(jī)的故鄉(xiāng)

　　美國農(nóng)業(yè)灌溉面積之最

　　內(nèi)布拉斯加州位于美國中西部，面積約20萬平方公里，人口約190萬，是全美主要的牛肉、豬肉、玉米及大豆產(chǎn)區(qū)。根據(jù)2007年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全州的耕地總面積為1.3億畝，全美排名第七，其中牧草種植面積543.9萬畝(第九)、作物種植面積1.2億畝(第七)，閑置面積741萬畝。同年，全州灌溉農(nóng)田面積約為0.5億畝，約占全州耕地總面積的40%，占全美農(nóng)田灌溉面積的15%，排名全美第一。在1998-2013十五年間，全美圓形和平移式噴灌機(jī)(主要以圓形噴灌機(jī)為主)占灌溉總面積從35%上升到48%，同期地面灌溉所占比重由50%下降至36%，可見圓形噴灌機(jī)在美國還在不斷地發(fā)展。

　　圓形噴灌機(jī)的世界

　　內(nèi)布拉斯加全州大約72%的灌溉面積采用噴灌，其中絕大多數(shù)采用圓形噴灌機(jī)進(jìn)行灌溉。全州的“圓形噴灌機(jī)節(jié)水計劃”正在幫助這些圓形噴灌機(jī)在水管理上變得更加效率。另外，大約28%的灌溉面積采用地面灌溉，其中絕大多數(shù)采用溝灌方式。地下滴灌灌溉面積不足1%。

　　精細(xì)的水肥管理更加重要

　　內(nèi)布拉斯加州處于一個巨大的地下蓄水層(Ogalla Aquifer)之上。因此，全州主要依靠地下水進(jìn)行農(nóng)田灌溉。截止2007年，灌溉用井?dāng)?shù)量超過9萬眼，灌溉用水井的安裝在上世紀(jì)70年代達(dá)到高峰，此后每十年新增灌溉用水井約1萬眼。灌溉面積的蓬勃發(fā)展在內(nèi)布拉斯加州某些地區(qū)引起了地下水位的下降，當(dāng)?shù)卣扇×斯芾泶胧﹣硐拗频叵滤Y源的使用。

　　監(jiān)測顯示，某些地區(qū)地下水的氮含量在升高，可能是灌溉中氮肥通過土壤滲漏到地下水層。滲漏最嚴(yán)重的地區(qū)發(fā)生在地面灌溉(尤其是漫灌)的沙質(zhì)土壤。因此，政府提倡科學(xué)水肥管理，同時嚴(yán)密監(jiān)測地下水質(zhì)的動態(tài)變化，以防止地下水水質(zhì)的下降。

　　內(nèi)布拉斯加州大學(xué)林肯分校

　　本人美國之行主要訪問內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校(University ofNebraska Lincoln)，簡稱UNL，股神沃倫·巴菲特的母校，是美國中西部久負(fù)盛名的公立綜合性大學(xué)，其農(nóng)業(yè)科學(xué)與自然資源學(xué)院長期居于世界領(lǐng)先地位，化工精算等專業(yè)亦在全美處于領(lǐng)先地位。該校成立于1869年，是政府贈地大學(xué)，也是內(nèi)布拉斯加大學(xué)州內(nèi)的旗艦大學(xué)(最大的綜合性大學(xué))在各個學(xué)科和領(lǐng)域均享有聲譽(yù)，產(chǎn)生了4位諾貝爾獎獲得者。大學(xué)的主要任務(wù)是教學(xué)、研究和推廣服務(wù)。2014年秋季學(xué)期全校注冊學(xué)生總?cè)藬?shù)為25006人，其中中國留學(xué)生超過800人。

　　此次主要訪問了內(nèi)布拉斯加林肯大學(xué)東校區(qū)(East Campus)的生物系統(tǒng)工程系(Biological systems Engineering，原農(nóng)業(yè)工程系)和農(nóng)學(xué)系(Agronomy and Horticulture)，并與灌溉領(lǐng)域相關(guān)專家進(jìn)行座談。生物系統(tǒng)工程系有三個專業(yè)：農(nóng)業(yè)工程、生物系統(tǒng)工程和機(jī)械系統(tǒng)管理專業(yè)。根據(jù)全美U.S.News工程排名，該系的研究生教育排名第8(8/37)。目前，該系全職教職員工超過40人。該系主要從事的灌溉的教授有Derrel Martin、Suat Irmak、Derek Heeren等。主要研究方向包括：土壤-水資源-灌溉工程;氣候變化對水資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響;地表能量平衡變化的測量和模擬;作物水利用效率;蒸騰現(xiàn)象;土壤水運(yùn)行模擬;變量灌溉施肥的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用，調(diào)虧灌溉，河道堤岸侵蝕等。本次訪問與Derek Heeren博士討論了圓形噴灌機(jī)變量灌溉技術(shù)的研究進(jìn)展。

　　除了在校園與專家座談之外，農(nóng)學(xué)系的Haishun Yang博士還陪同參觀了內(nèi)布拉斯加大學(xué)農(nóng)業(yè)與自然資源研究中心中南區(qū)試驗(yàn)站(Clay Center)，參觀了正在水肥一體化的平移式噴灌機(jī)，與試驗(yàn)站的技術(shù)員交流正在開展的試驗(yàn)情況。此外，還與Haishun Yang博士交流了他們課題組正在開發(fā)的在線灌溉指導(dǎo)工具Cornsoywater(http://hprcc-agron0.unl.edu/cornsoywater/public_html/Home.php)。這是一款面向農(nóng)民的智能灌溉系統(tǒng)管理工具，農(nóng)民可以在軟件上自動連接谷歌地圖定義自己的多塊農(nóng)田，并定義作物(玉米或大豆)，軟件內(nèi)嵌有作物模型和內(nèi)布拉斯加州的土壤地圖以及實(shí)時氣象數(shù)據(jù)，農(nóng)民只需要輸入自己農(nóng)田的土壤類型以及播種時大致的水分含量，軟件就會自動計算每天的蒸發(fā)蒸騰量，再通過鏈接的氣象站點(diǎn)自動獲得氣象數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)水量平衡計算。當(dāng)軟件計算出地塊種植的作物需要灌溉時，會自動發(fā)信息給農(nóng)民，提醒可能需要灌溉。

　　瑞克公司

　　本次訪問了位于內(nèi)布拉斯加州內(nèi)德士勒(Deshler)的瑞克制造有限公司總部。美國瑞克制造有限公司(Reinke Manufacturing Company, Inc.)是全球最大、最早的電動圓形噴灌機(jī)(中心支軸式)制造和相關(guān)零配件生產(chǎn)廠商之一。目前，該公司在全球有三個工廠，分別位于內(nèi)布拉斯加州德士勒、堪薩斯州貝爾維爾和中國北京。公司創(chuàng)始人理查德·瑞克先生于1954年在德士勒的家庭農(nóng)場成立了瑞克制造有限公司，并于1968 年設(shè)計并制造出世界上第一臺電動正反轉(zhuǎn)圓形噴灌機(jī)。

　　在工作人員帶領(lǐng)下參觀了公司全部廠房車間，瑞克公司擁有全自動化的鍍鋅廠房、自動制管生產(chǎn)線、全自動化焊接機(jī)器人，可生產(chǎn)不同規(guī)格的鍍鋅管、不銹鋼管、鋁管及內(nèi)襯PE管。近幾年公司又投入精力專注于噴灌機(jī)智能化控制和變量灌溉技術(shù)方面研究，可為客戶提供ReinCloud云端控制應(yīng)用等服務(wù)。同時重視新技術(shù)和新設(shè)備的田間試驗(yàn)和考核。

　　林賽公司

　　本次訪問了位于美國內(nèi)布拉斯加州奧馬哈(Omaha)的林賽公司總部。美國林賽公司(Lindsay Corporation)創(chuàng)建于1955年，在全球建有5家制造工廠：美國、法國、巴西、南非和中國，是全球最大的中心支軸式和平移式噴灌系統(tǒng)出口商和營銷商之一，目前全球有超過10萬臺來自林賽公司的中心支軸式噴灌機(jī)灌溉著世界上超過600萬公頃的土地。林賽公司致力于自動化控制系統(tǒng)的研究，F(xiàn)ieldNET無線灌溉管理系統(tǒng)為快捷、高效控制噴灌機(jī)、尾槍、灌溉泵站、施肥裝置提供了全套技術(shù)方案。除了制造噴灌機(jī)之外，林賽公司還生產(chǎn)泵站過濾系統(tǒng)、移動護(hù)欄及道路安全產(chǎn)品。

　　林賽公司的創(chuàng)始人Paul Zimmerer先生開始從事農(nóng)業(yè)設(shè)備的業(yè)務(wù)，1968年他的兩個兒子開始制造最早的Zimmatic 圓形噴灌機(jī)，并于1977年進(jìn)入中國市場。在訪問中有幸在私人農(nóng)場內(nèi)見證了史上第5臺Zimmatic 圓形噴灌機(jī)仍在工作，目前抽取養(yǎng)殖場廢棄物與雨水的混合液對大豆或玉米進(jìn)行污水灌溉，據(jù)農(nóng)場主介紹，此方式已安全使用近20年，沒有對地下水、土壤、農(nóng)產(chǎn)品及周圍空氣產(chǎn)生危害。這種技術(shù)值得在國內(nèi)種養(yǎng)結(jié)合的規(guī)模化農(nóng)場推廣。

　　此外還訪問了苜蓿種植戶，與農(nóng)場主交流苜蓿灌溉技術(shù)，當(dāng)?shù)馗刹莓a(chǎn)量約1噸/畝，每年收四茬。受全球玉米價格大幅下跌，原本應(yīng)明年換茬改種玉米，但農(nóng)場主還是堅持繼續(xù)再種苜蓿，相對而言苜蓿價格更穩(wěn)定，產(chǎn)量也可以保證。再次證明，美國農(nóng)民也都是追求利潤為終極目標(biāo)。在全球化的時代，美國農(nóng)民更了解市場行情(而我國吉林農(nóng)民也深受玉米價格下跌，盲目改種西瓜而賠本巨虧)。

　　結(jié)語

　　(1)灌溉對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要性毋庸置疑，而不同地區(qū)應(yīng)選擇適合本地的節(jié)水灌溉方式。在美國，噴灌在所有節(jié)水灌溉方式中占有很大比例。內(nèi)布拉斯加州農(nóng)戶長時間選擇使用圓形噴灌機(jī)，證明圓形噴灌機(jī)具有無可比擬的優(yōu)勢(全自動程度高、人工成本低、灌溉效率高、使用壽命長、適合丘陵地塊、水肥一體化等)。以圓形噴灌機(jī)為平臺，發(fā)展更加省水省肥的灌溉施肥決策是灌溉業(yè)未來發(fā)展的重中之重。

    (2)美國噴灌機(jī)企業(yè)極為重視產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)研發(fā)，加工裝備和檢測手段先進(jìn)，而且擁有獨(dú)特專利技術(shù)及產(chǎn)品，絕不簡單仿制;同時這些企業(yè)特別注重售后服務(wù)和推廣示范，并與相關(guān)高校聯(lián)合研發(fā)和推廣。

    (3)智能化灌溉是美國灌溉企業(yè)和大學(xué)研究的重要方向。無論是林賽正在開發(fā)的無線田間控制系統(tǒng)FieldNET，還是瑞克公司開發(fā)的云平臺ReinCloud以及內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校開發(fā)的Cornsoywater灌溉管理軟件，都是為了減輕農(nóng)戶灌溉決策負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)更為智能化和精確化管理的工具。

    (4)圓形噴灌機(jī)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)水、省肥、增產(chǎn)、降本，綜合效益在很多方面是優(yōu)于滴灌、管灌等灌溉技術(shù)，但是如何讓農(nóng)民能夠自愿購買噴灌機(jī)，是需要噴灌機(jī)生產(chǎn)企業(yè)、專家學(xué)者、基層農(nóng)技推廣人員和農(nóng)戶共同努力，美國也同樣面臨這方面的問題。在全球化的今天，中國必須要培養(yǎng)既懂技術(shù)、又懂經(jīng)營的新型職業(yè)農(nóng)民。

    文/中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院 嚴(yán)海軍院長