由于水是有限资源的现实,蔬菜作物的灌溉有着悠久的历史。人们越来越重视拥有适量的水以保证植物的成功生长。
据弗吉尼亚州费尔法克斯报道 灌溉协会,灌溉始于公元前6000年。大约在同一时间,埃及和美索不达米亚(今伊拉克和伊朗)开始使用泛滥的尼罗河或底格里斯河/幼发拉底河的水。 40 月至 60 月发生的洪水被转移到农田,持续了 XNUMX 至 XNUMX 天。然后,在生长周期的适当时刻,水被排回河中。
公元 1800 年,全世界的灌溉土地面积达到近 20 万英亩。相比之下,目前估计面积为 600 亿英亩。
第二次世界大战后,人们认识到便携式喷灌在作物生产中的潜力。催化剂是铝的供应量不断增加。这种轻质金属开始取代由铸铁或钢制成的重型钢管和配件。
铝的重要性在该时期的统计数据中显而易见。美国政府数据显示,1.25 年美国安装了 1946 万磅管道。到 1955 年,这一数字已上升至 50 万磅。
灌溉有四种主要类型: 表面灌溉(漫灌和沟灌);洒水装置;滴;和地下。表面方法通常会因蒸发而损失最多的水,并且随着高效滴灌系统的取代,表面方法的受欢迎程度在几十年来一直在下降。
过去几十年来,蔬菜界已经转向滴灌。
滴灌(也称为滴灌或微灌)允许水通过阀门、管道、管道和发射器网络在植物根部附近缓慢滴落,从而精确控制水和肥料的施用。塑料栽培是滴灌、聚乙烯覆盖物和高床的结合使用。行业专家表示,通过将塑料栽培与移栽技术相结合,可以在蔬菜生产中实现最大的生产力和早期性。
“与我打交道的大多数蔬菜种植者都有某种形式的灌溉,”说 Ron Goldy,高级推广教育家 在密歇根州立大学。
Goldy 发起并运营 西南密歇根灌溉网,一项付费服务土壤湿度监测计划,为种植者提供每周读数和灌溉应用建议。
“根据作物的不同,大多数都已经滴水了,”戈尔迪说。 “有些作物不适合滴水,例如玉米、胡萝卜、芹菜、洋葱、豆类、土豆、泡菜、豌豆和其他高密度种植的作物。”
Goldy 表示,滴灌系统的其他优点包括:
- 滴灌机也使用滴水管施肥
- 压力补偿胶带允许在丘陵地区使用滴灌
- 在食品安全方面,滴水要好得多
- 滴灌可以更有效地利用水和养分
- 滴灌可以降低压力和体积,因此对于低产量的井来说更好
- 滴水不会弄湿叶子和果实,从而最大限度地减少疾病压力
- 种植者可以进行滴灌并继续进行其他田间活动
- 滴灌更容易实现自动化
“灌溉是降低高价值作物风险的最佳方法之一,即使是在密歇根州这样的高水份州,”戈尔迪说。 “我鼓励每个高价值蔬菜种植者以某种方式进行灌溉,最好是滴灌。”
加利福尼亚州灌溉方法调查 美国土木工程师协会 收集了 2010 年种植者灌溉作物方法的信息。将结果与早期调查进行比较以评估趋势。
根据调查结果,从 1972 年到 2010 年,果园的种植面积从 15% 增加到 30%,葡萄园的种植面积从 6% 增加到 15%。蔬菜种植面积保持相对稳定,而大田作物种植面积则从灌溉面积的 67% 下降到 41%。采用小流量(滴灌和微喷灌)灌溉的土地增加了约 38%,而采用地面方法灌溉的土地数量减少了约 37%。
根据 USDA尽管人们寄希望于厄尔尼诺现象带来的降雨,但加州农民在 2016 年仍将面临又一个干旱年。即使在经历了四年有记录以来最严重的干旱之后,54 年加州农业产值仍创纪录地达到了 2015 亿美元,占全国农业总产值的一半以上新鲜农产品。地下水有助于弥补加州降雨量的不足,但地下水透支不能无限期地持续下去。
加州农民通过休耕土地来应对干旱。改种每单位水能产生更高价值的作物;和转换灌溉技术。加州几乎所有农田都有灌溉,因此持续提高灌溉效率是抵御干旱的关键。
生产、效率
大卫·佐尔多斯克,导演 灌溉技术中心 (CIT) 加州州立大学弗雷斯诺分校的 35 年来一直与种植者合作解决灌溉问题。
CIT 成立于 1980 年,此前,1976-77 年发生了加州历史上最严重的干旱之一(这次干旱之前)。
佐尔多斯克表示,随着滴灌技术的应用逐渐成熟,州立法机关决心采取更多措施来改进加州的灌溉方式。随着灌溉产品的开发,该中心不断发展其测试实验室工作。
“过去 35 年来,我们在灌溉设备测试方面一直处于领先地位,”他说。
“我们使用滴灌器和滴灌带进行蔬菜种植,我们还进行了大量的实地研究和培训,以吸取我们所学到的知识并与种植者分享,”他说。 “我们已经发展到现在实际上正在促进灌溉公司和产品的创新。”
佐尔多斯克回忆起滴灌技术出现之前的日子,当时“所有的东西都是用喷头灌溉的。蔬菜在喷水装置下生长了很长时间。精准农业改变了这一切。”
他说,使用滴注的最初挑战包括弄清楚其有效性的深度以及让系统运行多长时间。还遇到了调整发射器孔的大小以及防止杀虫剂损坏滴灌带的问题。
“该技术使我们能够通过在蔬菜生产中使用滴灌带显着提高产量和效率,”Zoldoske 说。
他注意到,在了解如何利用塑料来满足种植和收获需求之前,那些习惯喷灌的种植者不愿意使用喷灌。
“通过滴灌,我们可以真正管理一般的水和肥料,”他说。 “对深度管理、使用更好的塑料和发射器以获得正确的流量和间距以实现改进的过滤有很好的理解。”
他说,使用无人机进行遥感可以更好地了解田间灌溉的有效性。
“我们可以识别渗漏点、处于压力下的植物,并及早发现灌溉、肥力、土壤和虫子可能存在问题的地方。它可以帮助纠正生长季节的问题并尽早为您提供信息。”
早在几年前,佐尔多斯克就参与了利用传感器监测大片瓜田的营养指数的工作。
“一周或十天后,您可以通过一些地面实况来查看现场的不同区域,然后出去估计产品的产量和大小。这有助于营销人员在收获前预售土地。其中一些信息是我们 10 到 15 年前就知道的。”
他说,新技术的使用“一直是一个进化的过程”。 “仅仅因为一个人在做这件事并不意味着它被广泛采用。我们开始看到种植者将空气注入滴水管中,这有助于根部区域的水通气,从而提高产量。过去五年里,我们看到适销的甜瓜增加了 15%。”
佐尔多斯克说,种植者正在使用更多的免耕或少耕管理方法,“这样土壤就不会被过度耕作。这将在成本和对土壤健康的重视方面都有好处。人们越来越关注确保土壤尽可能健康。有些人种植的蔬菜含盐量较高,导致部分土地不再种植对土壤敏感的作物。”
他表示,劳动力短缺仍然是一个问题,特别是需要更多熟练劳动力来理解和操作最新的技术工具。
“与喷灌相比,滴灌需要更少但更熟练的劳动力,”他说。 “你过去常常用手移动洒水器。现在有更多信息。整个无线通信是一个很大的优势。它为您提供有关灌溉压力和流量、土壤湿度状况以及风和水读数的信息。
“如今,种植者可以掌握更多数据来做出决策。展望未来,我们将看到通过 iPhone 或其他设备定期从现场收集更多数据。”
滴滴的实用方法
约翰·奈 (John Nye),密歇根州圣约瑟夫公司的总裁兼联合创始人 特里克利兹,涉足灌溉业务已有40多年。他曾与种植者 Jim Demski 合作,后者是密歇根州西南部最早使用滴灌技术的种植者之一。
“他们种植西红柿很长一段时间,并在顶部进行喷灌,”奈说。 “会发生的情况是,他们身上会有一定程度的伤疤。他种植西红柿已经有很长一段时间了——15年或更久了。他只是在转钱,并没有赚到钱。他对高位床、薄膜、滴灌塑料、向该系统供水和养分的前景感到兴奋。一次性完成这一切是迈出的一大步。这实际上是最好的方法。
“我在多个领域工作过。他的生产是在平地上进行的,他每英亩收获了大约 700 箱 1 号西红柿。当他改用高位苗床并使用薄膜时,产量达到每英亩 1,500 蒲式耳。他的产量增加了一倍以上,质量也提高了很多。他无法跟上命令。该地区的其他种植者看到了它并想利用它。
“(滴灌)对于辣椒、茄子和各种其他蔬菜作物很实用,”他说。 “现在,除了粪地之外,蔬菜行业的每个人都在使用这项技术。每英亩西红柿的产量超过 2,000 箱,这是一个非常令人兴奋的故事。”
奈说,更好质量的管道和对营养喂养的更多了解有助于滴注的使用。
“这是一种进步——一种令人兴奋的进步。这个行业的每个人都曾尝试过,一旦他们看到它有多好,就再也不会回头。”
奈说,早期种植者对滴灌安装存在一些抵制。
“这似乎是一笔很大的开支——需要改变很多。对于那些尝试过的人来说,回报就在那里,整个行业也都在顺应潮流。这样做是一笔相当大的成本投资。产量和质量都更高,最终单位成本更低。”
他说,管道的改进使其“非常可靠,不太可能堵塞”。它按照我们希望的方式工作。如果种植者采用正确的过滤并遵循我们所知道的做法,那么这几乎是肯定的事情。它已被调整和改进。现在,该系统非常可靠且使用广泛,新种植者可以立即开始使用,并且可以轻松理解和开发(系统)并为自己使用。这是一次真正的进步。”
有了新的系统,种植者可以用手机打开和关闭泵,并能够监控流量和肥料注入的情况。
“今天的技术可以监测暴风雨是否来临,并且可以使用手机关闭系统——而且你可以在很远的地方做到这一点,”奈说。
奈表示,下一个重大发展将是广泛的回收实践,以“重新利用我们取出的材料并回收它们。”
收获的历史
新泽西州哈蒙顿的菲尔·德马科 (Phil DeMarco) 是灌溉协会前董事会成员,从事灌溉工作已有七十年之久,他在新泽西州南部的一个农场出生和长大。他观察到他父亲的蔬菜农场在 1940 世纪 XNUMX 年代开始使用便携式手动铝制灌溉方法。
“它们通常是自制的钻机,”德马科说。 “第二次世界大战前后,该地区开始工厂制造泵。水绞车式系统大约在 1970 世纪 1975 年代末首次使用。 8 年,当我分销灌溉设备时,有一些便携式设备,但我们主要是自己制造高端柴油泵,并用地下 PVC 进行销售。新泽西州瓦恩兰的一个蔬菜区仍在使用一些手工移动的铝材。这是唯一一个您仍然可以看到一些 10 到 XNUMX 英亩的小农场在使用它的区域。
“滴水已经占领了蔬菜区,”他说。 “它节省劳动力,经济,不浪费水,而且只在指定区域使用水。你也可以把它和植物一起放在塑料下面。他们种植西红柿、蔬菜等等。甜玉米甚至使用了一点滴水——但它是一种生长快速的作物。”
“通过滴灌可以节省开支,而且无需维护机械和管道。除了启动泵或打开阀门之外,它什么也不做。这有很大的不同。一旦(种植者)看到街上有什么东西,新的东西,他们就会跳起来。”
他说新泽西州南部不存在该国其他地区出现的供水问题。
- 加里·普拉诺, 副主编