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為什么說平移式噴灌是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作區(qū)的適宜灌溉方式

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大型噴灌設(shè)備在國(guó)內(nèi)的發(fā)展經(jīng)歷了一波三折,從剛開始在內(nèi)蒙古地區(qū)的小規(guī)模應(yīng)用到十三五期間在內(nèi)蒙古、東北地區(qū)大規(guī)模的政府投資,再到由于規(guī)劃粗放、使用不科學(xué)等問題導(dǎo)致大型噴灌在某些地區(qū)被全盤否定大量拆除。這種在國(guó)外大農(nóng)業(yè)上最成熟的灌溉方式在國(guó)內(nèi)發(fā)展可謂經(jīng)歷了一波過山車式的行情。作為在行業(yè)中經(jīng)營(yíng)了十多年的從業(yè)者有幸見證了潮起潮落的整個(gè)過程,但一直堅(jiān)守此業(yè)也是內(nèi)心中堅(jiān)信這種被時(shí)間證明了的灌溉設(shè)備一定能在國(guó)內(nèi)找到合適的土壤。去年來大型噴灌回歸了理性發(fā)展的軌道,但與之前不同的是產(chǎn)品的應(yīng)用形式及應(yīng)用特點(diǎn)較之前發(fā)生了很大變化,那就是平移式水肥一體化噴灌機(jī)逐漸代替了之前的指針式(圓形噴灌圈)成為很多傳統(tǒng)農(nóng)區(qū)的適宜灌溉方式。具體原因請(qǐng)?jiān)试S我分析如下。

1.

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)由于灌溉的需要,田塊往往是呈長(zhǎng)條形的這樣一方面便于漫灌時(shí)渠道的布置及水沿田壟流動(dòng)一方面也便于耕作。在這種狹長(zhǎng)地塊上采用指針式噴灌往往會(huì)造成很多邊角地?zé)o法灌溉到,而由于邊角地并不規(guī)則因此很難利用其他高效灌溉方式進(jìn)行補(bǔ)灌。造成同一塊農(nóng)田產(chǎn)量及質(zhì)量的差別。平移式噴灌設(shè)備由于是沿設(shè)備垂直方向行走,所灌溉的面積即為矩形因此很適合這種狹長(zhǎng)地塊使用,覆蓋率往往能達(dá)到95%以上。


上圖可以看出指針式噴灌四個(gè)邊角很難灌溉到,
適合于草原不適用于傳統(tǒng)農(nóng)作區(qū)


平移式噴灌適合矩形地塊灌溉無死角

2.


在狹長(zhǎng)型地塊我們通常認(rèn)為長(zhǎng)寬比大于3:1時(shí)采用平移式噴灌的方式性價(jià)比會(huì)更高一些,道理很簡(jiǎn)單,當(dāng)設(shè)備結(jié)構(gòu)相同時(shí)如果采用指針式噴灌那么設(shè)備的灌溉面積是πr2,也就是3.14r2。如果地塊的長(zhǎng)寬比為3:1那么面積是r*3r=3r2兩種灌溉方式所覆蓋的面積幾乎相同。但是當(dāng)?shù)貕K的長(zhǎng)寬比大于3:1時(shí)顯而易見采用平移式噴灌相同的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度可以灌溉更大的面積比如長(zhǎng)寬比為6:1時(shí)那么灌溉的面積就是6r2>3.14r2,因此可以這么講地塊越狹長(zhǎng)那么采用平移式噴灌越劃算。
當(dāng)然,考慮到供水構(gòu)筑物的經(jīng)濟(jì)性和作物的灌溉周期等因素平移式噴灌機(jī)的行走距離也有一個(gè)最佳范圍,通常我們會(huì)參考下表:



通常設(shè)備按照一天工作16小時(shí),每小時(shí)行走50米計(jì)算,那么每天的實(shí)際灌溉長(zhǎng)度即為800米,每天的灌溉面積也就是設(shè)備寬幅 r*800。由于設(shè)備一個(gè)灌溉周期結(jié)束后要返回起點(diǎn)因此還要留出一定的折返時(shí)間。因此大田糧食作物我們一般按照不超過 4天的行走距離作為平移式噴灌設(shè)備的最大行走距離。也就是通常設(shè)計(jì)運(yùn)行長(zhǎng)度不超過3200m。但即便是這樣同等結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度(假設(shè)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為 300m)的平移式噴灌和指針式噴灌所灌溉的面積3200r/π r2=3.4也就是同樣結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的平移式設(shè)備在達(dá)到最大行走距離時(shí)灌溉面積是同等結(jié)構(gòu)指針式噴灌機(jī)的 3.4倍。因此,狹長(zhǎng)地塊使用平移式噴灌是性價(jià)比很高的選擇??梢赃@么理解平移式噴灌設(shè)備的成本核算與其他灌溉方式不同,其他的灌溉方式只需要知道單方造價(jià)然后乘以數(shù)量即是總價(jià)。而平移式噴灌則是地塊越狹長(zhǎng)單方造價(jià)越低,就目前掌握的情況而言基本上長(zhǎng)寬比大于4:1畝均造價(jià)就明顯低于其他灌溉方式了。
實(shí)際案例:如果地塊的寬度是500m,長(zhǎng)度是2000m,那么需要4臺(tái)半徑為250m的指針式噴灌。設(shè)備結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為1000m,有效灌溉面積為π*2502*4/667=1177畝

如果采用一臺(tái)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為500m的平移式噴灌設(shè)備,那么有效灌溉面積可以達(dá)到500*2000/667=1500

這種情況下采用平移式噴灌設(shè)備設(shè)備結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度只有指針式的50%,但實(shí)際灌溉面積確是指針式的127%。

3.

以上闡述了在狹長(zhǎng)地塊使用平移式噴灌的設(shè)備投資,也許您會(huì)質(zhì)疑配套基礎(chǔ)設(shè)施的投資會(huì)不會(huì)很高。當(dāng)然這也是我們采用不同灌溉及水肥方式需要綜合考慮的因素。就平移式噴灌設(shè)備來講需要考慮到供水及供電方式。
供水:在地勢(shì)較為平坦地區(qū)我們優(yōu)先考慮渠道供水方式,甚至有很多地方的原有灌渠、排渠只需稍加改造即可成為供水渠道。在大部分傳統(tǒng)農(nóng)區(qū)地塊中水井已經(jīng)星羅棋布了。這時(shí)只需要把之前灌溉井的水引到渠道中即可。原有的機(jī)井不需要改造,即便是需要新修渠道。我們以有效過流量150-200m3/h的渠道為例,其造價(jià)約為150-200元/米。還參考上面的設(shè)備案例,3200米的渠道造價(jià)約為64萬元,但灌溉面積3200*300/667=1440畝,核到每畝的渠道成本也就是444元。


渠道供水的平移式噴灌機(jī)




拖拽管道供水的平移式噴灌機(jī)(不適合水量大于200m3/h的設(shè)備)

供電:通常在行走距離超過600m的平移式噴灌設(shè)備上我們推薦采用柴油發(fā)電機(jī)組供電的方式,超過此運(yùn)行距離如果仍然采用傳統(tǒng)拖拽外部電纜供電的方式,首先需要沿運(yùn)行方向敷設(shè)埋地電纜并每隔300m左右設(shè)置供電樁。隨著距離的加長(zhǎng)埋電纜需要考慮升壓裝置;其次設(shè)備運(yùn)行過程中需要不斷停機(jī)更換電纜也造成了管理成本及的增加尤其是有些時(shí)候不注意安全操作往往容易造成用電安全事故;再次拖拽電纜及外露電氣設(shè)備的防盜也是令人頭痛的問題。如果運(yùn)行距離不超過600m我們可以采取一些特殊的處理方式不需要換電就可不間斷往復(fù)運(yùn)行因此在這種情況下采用外部供電的方式是比較合適的。


依靠柴油發(fā)電機(jī)組供電的平移式噴灌機(jī)


拖拽外部電纜供電的平移式噴灌機(jī)(設(shè)備水量通常不超過200m3/h

日常運(yùn)維成本:其實(shí)噴灌設(shè)備就是一種農(nóng)機(jī)而且是農(nóng)機(jī)里面比較簡(jiǎn)單的那種,如果是柴油機(jī)供電那么少不了空濾、油濾等的定期保養(yǎng)更換。設(shè)備的其余部分基本上不需要保養(yǎng),總之設(shè)備每年的養(yǎng)護(hù)成本約為設(shè)備造價(jià)的1%左右。設(shè)備使用壽命約為20年,所以如果整體核算到這么長(zhǎng)時(shí)間的折舊事實(shí)上是很劃得來的。
4.



不論何種灌溉方式、投入多少成本,灌溉本質(zhì)上就是將適量的水肥在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間精確地施用到作物上。從這個(gè)角度出發(fā)平移式噴灌設(shè)備由于噴頭均勻布設(shè),可以跟隨地形起伏保持在作物上方恒定高度進(jìn)行噴灑,因此相較于固定式噴灌、絞盤式噴灌、指針式噴灌均勻度更高,更適合水肥一體化的實(shí)施。尤其是在大型設(shè)備上由于指針式噴灌半徑越大噴頭需要噴灑的水量越多,這樣就有可能造成指針式噴灌末端跨體的噴頭瞬時(shí)噴水量很大,造成類似特大暴雨的效果。而這種情況往往會(huì)對(duì)作物造傷害并形成成地面徑流。這很好理解相同降雨量情況下中雨比大暴雨好得多。

當(dāng)然,說了這么多平移式噴灌的好處他也是有局限性的。如果矩形地塊中有不可移除的建筑、林帶、高壓線等設(shè)施。或是運(yùn)行方向坡度超過15%,設(shè)備結(jié)構(gòu)方向坡度大于5%。那么還是應(yīng)該考慮指針式、卷盤式等其他灌溉方式。總之,沒有一種設(shè)備是能夠適應(yīng)所有應(yīng)用場(chǎng)景的。今天只是簡(jiǎn)單闡述一下平移式噴灌的適用條件,今后我還將與各位討論其他灌溉方式的適用場(chǎng)景。
最后我想強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是不論是指針式、平移式噴灌設(shè)備。他們的功能都不應(yīng)僅限于噴灌,我們可以將其看成是農(nóng)田里面行走的行車。完全可以根據(jù)需要不斷地賦能比如大數(shù)據(jù)采集、智能測(cè)熵灌溉、作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)……這也是可以不斷進(jìn)行開發(fā)的方向。農(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化,而灌溉環(huán)節(jié)是目前農(nóng)業(yè)機(jī)械化的的短板,讓我們與各位用戶及同行共勉盡早補(bǔ)齊短板。



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