在水是一種有限資源的現實驅動下,蔬菜作物的灌溉歷史悠久。 為植物的成功生長提供適量的水的重要性不斷增加。
據弗吉尼亞州費爾法克斯報導 灌溉協會,灌溉始於公元前 6000 年。 它大約在同一時間在埃及和美索不達米亞(今伊拉克和伊朗)開始,使用洪水氾濫的尼羅河或底格里斯河/幼發拉底河的水。 40 月至 60 月發生的洪水被轉移到田間 XNUMX 至 XNUMX 天。 然後在生長周期的適當時刻將水排回河中。
公元 1800 年,全球灌溉土地達到近 20 萬英畝。 相比之下,今天估計有 600 億英畝。
二戰後人們認識到便攜式噴灌在作物生產中的潛力。 催化劑是鋁的日益增長的可用性。 輕質金屬開始取代由鑄鐵或鋼製成的重型鋼管和配件。
鋁的重要性在這一時期的統計數據中顯而易見。 美國政府的數據顯示,1.25 年美國安裝了 1946 萬磅油管。到 1955 年,這個數字已上升到 50 萬磅。
有四種主要類型的灌溉:地表(洪水和溝渠); 灑水器; 滴; 和地下。 表面方法通常會因蒸發而損失最多的水,並且隨著高效滴灌系統的取代,其受歡迎程度已經下降了幾十年。
在過去的幾十年裡,蔬菜世界已經轉向滴灌。
滴灌(也稱為滴灌或微灌)允許水通過閥門、管道、管道和發射器網絡在植物根部附近緩慢滴下,從而精確控制水和肥料的施用。 Plasticulture 是滴灌、聚乙烯覆蓋物和高架床的組合使用。 據行業專家稱,通過將塑料栽培與移植相結合,可以在蔬菜生產中實現最高的生產力和早期生產。
“與我打交道的大多數蔬菜種植者都有某種形式的灌溉,”說 Ron Goldy,高級推廣教育家 在密歇根州立大學。
Goldy 發起並運營 西南密歇根灌溉網絡,一個付費服務的土壤濕度監測計劃,為種植者提供每週讀數和灌溉應用建議。
“根據作物的不同,大多數都滴水了,”戈爾迪說。 “有些作物不適合滴水,例如玉米、胡蘿蔔、芹菜、洋蔥、豆類、土豆、泡菜、豌豆和其他高密度種植的作物。”
根據戈爾迪的說法,滴灌系統提供的其他優勢包括:
- 滴灌器也使用滴灌管施肥
- 壓力補償膠帶允許在丘陵地帶使用滴灌
- 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養分
- 滴灌可以降低壓力和體積,因此更適合井產量低的人
- 滴灌通過不潤濕葉子和果實來最大程度地減少疾病壓力
- 種植者可以用滴灌方式進行其他田間活動
- 滴灌更容易自動化
“灌溉是降低高價值作物風險的最佳方法之一,即使在像密歇根這樣的高水位州也是如此,”戈爾迪說。 “我會鼓勵每一個高價值蔬菜種植者以某種方式灌溉,最好是滴灌。”
加利福尼亞州灌溉方法調查 美國土木工程師學會 收集了有關種植者在 2010 年灌溉農作物的方法的信息。將結果與早期調查進行比較以評估趨勢。
根據調查結果,從 1972 年到 2010 年,果園的種植面積從 15% 增加到 30%,葡萄園從 6% 增加到 15%。 蔬菜種植面積保持相對穩定,而大田作物種植面積從灌溉面積的 67% 下降到 41%。 採用小量(滴灌和微噴)灌溉的土地增加了約 38%,而採用地面方法灌溉的土地數量減少了約 37%。
根據 USDA,儘管希望厄爾尼諾現象發生,加州農民在 2016 年仍面臨另一個乾旱年。即使在經歷了有記錄以來最嚴重的干旱四年之後,加州的農業產值在 54 年達到創紀錄的 2015 億美元,佔全國一半以上新鮮農產品。 地下水幫助彌補了加州降雨不足的問題,但地下水透支不能無限期地持續下去。
加州農民通過休耕來應對乾旱; 改種每單位水產生更高價值的作物; 和切換灌溉技術。 幾乎所有加州農田都得到了灌溉,因此持續提高灌溉效率是抵禦乾旱的關鍵。
生產、效率
David Zoldoske,主任 灌溉技術中心 (CIT) 加州州立大學弗雷斯諾分校與種植者合作解決灌溉問題已有 35 年。
CIT 成立於 1980 年,當時是 1976-77 年加州歷史上最嚴重的干旱之一(在當前乾旱之前)。
Zoldoske 說,州立法機構決心做更多的事情來改進加利福尼亞的灌溉實踐,就像滴灌的使用正在形成一樣。 隨著灌溉產品的開發,該中心已經發展了其測試實驗室工作。
“在過去的 35 年裡,我們在灌溉設備測試方面一直處於領先地位,”他說。
“我們使用滴灌器和用於蔬菜種植的滴灌帶,我們還進行了大量實地研究和培訓,以獲取我們所學到的知識並與種植者分享,”他說。 “我們已經發展到現在實際上是在推動灌溉公司和產品的創新。”
Zoldoske 回憶起滴灌技術之前的日子,當時“所有的東西都用灑水器灌溉。 蔬菜用灑水器種植了很長時間。 精準農業改變了這一切。”
他說,使用滴灌的最初挑戰包括弄清楚其有效性的深度以及讓系統運行多長時間。 還遇到了處理髮射器中孔的大小並防止殺蟲劑損壞滴灌帶的問題。
“這項技術使我們能夠通過在蔬菜生產中使用滴灌帶顯著提高我們的產量和效率,”Zoldoske 說。
他注意到,在了解如何使用塑料來滿足種植和收穫需求之前,那些習慣於噴灌的種植者並不情願。
“通過滴灌,我們可以真正管理總體上施用的水和肥料,”他說。 “對深度管理、使用更好的塑料和發射器以獲得正確的流速和間距以實現改進的過濾有很好的理解。”
他說,使用無人機進行遙感可以更好地了解田間灌溉的有效性。
“我們可以識別洩漏點、處於壓力下的植物,並及早識別我們可能在灌溉、肥力、土壤和蟲子方面存在問題的地方。 它可以幫助糾正生長季節的問題,並儘早為您提供這些信息。”
早在幾年前,Zoldoske 就參與了使用傳感器監測大片甜瓜的植物指數的工作。
“一周或 10 天后,您可以通過一些基本事實來查看該領域的不同區域,然後出去估計產品的產量和大小。 這有助於營銷人員在收穫前預售該田地。 可以提供的一些信息是我們在 15 到 20 年前就知道的。”
他說,新技術的使用“一直是一個進化過程”。 “僅僅因為一個人在做這件事並不意味著它被廣泛採用。 我們開始看到種植者將空氣注入滴灌管中,這有助於在根區進行水曝氣,從而提高產量。 在過去五年中,我們看到可銷售的甜瓜增加了 15%。”
Zoldoske 說,種植者正在使用更多的免耕或最少耕作管理做法,“因此土壤沒有經過太多處理。 這將對成本和對土壤健康的重視都有好處。 人們更加關注確保土壤盡可能健康。 有些人正在種植含鹽量更高的蔬菜,導致其中一些土地遠離對土壤敏感的作物。”
他說,勞動力短缺仍然是一個問題,尤其是需要更多熟練的勞動力來理解和操作最新的技術工具。
“與噴水器相比,滴灌需要更少但更熟練的勞動力,”他說。 “你過去常常用手移動灑水器。 現在有更多信息。 整個無線通信是一大優勢。 它為您提供有關灌溉壓力和流量、土壤水分狀況以及風和水讀數的信息。
“今天的種植者有更多的數據來做決定。 展望未來,我們將看到定期從現場收集更多數據,這些數據是通過 iPhone 或其他設備驅動的。”
Drip的實用方法
John Nye,總部位於密歇根州聖約瑟夫的總裁兼聯合創始人 涓涓細流, 從事灌溉業務已有 40 多年。 他曾與種植者 Jim Demski 合作,後者是密歇根西南部首批使用滴灌的種植者之一。
“他們種植西紅柿很長一段時間了,上面有噴灌,”奈說。 “會發生什麼,他們身上會有一定數量的傷疤。 他種西紅柿很長時間了——15 年或更長時間。 他只是在賺錢,不賺錢。 他對高架床、薄膜、滴塑塑料、向該系統提供水和營養物的前景感到興奮。 一次完成這一切是一大步。 這實際上是最好的方法。
“我在多個領域工作。 他的生產是在平坦的地面上進行的,他每英畝都收穫了大約 700 盒 1 號西紅柿。 當他使用膠片轉換為高架床時,每英畝的產量達到 1,500 蒲式耳。 他的產量翻了一倍多,質量也提高了很多。 他跟不上命令。 該地區的其他種植者看到了它並想利用它。
“(滴灌)對辣椒、茄子和其他各種蔬菜作物很實用,”他說。 “現在蔬菜行業的每個人都在使用這項技術,除了糞土。 每英畝西紅柿的產量超過 2,000 盒,這是一個非常令人興奮的故事。”
Nye 說,更好的管材質量和對營養餵養的更多了解有助於滴灌的使用。
“這是一種進化——令人興奮的進化。 行業中的每個人都去過它,而且一旦他們看到它有多好,就再也沒有回去過。”
Nye 說,早期的滴灌安裝存在一些種植者的阻力。
“這似乎是一筆很大的開支——需要改變很多。 對於那些嘗試過的人來說,回報就在那裡,整個行業都已經步入正軌。 這樣做是一項相當大的成本投資。 產量和質量要高得多,最終單位成本更低。”
他說油管的改進使其“非常可靠,不太可能堵塞。 它按照我們希望的方式工作。 如果種植者進行正確的過濾並遵循我們所知道的做法,這幾乎是肯定的。 它已經過調整和改進。 現在該系統非常可靠且應用如此廣泛,新種植者可以直接開始,並且可以輕鬆理解和開發(系統)並為自己使用它。 這是一次真正的進化。”
使用更新的系統,種植者可以用手機打開和關閉泵,並且能夠監控流量和肥料注入的情況。
“今天的技術可以監控是否有暴雨來臨,手機可以用來關閉系統——而且你可以在很遠的地方做到這一點,”Nye 說。
Nye 表示,下一個重大發展將是廣泛的回收實踐,以“重複使用我們取出的材料並回收它們”。
收穫的歷史
新澤西州哈蒙頓的菲爾·德馬科 (Phil DeMarco) 是灌溉協會的前任董事會成員,從事灌溉工作已有 1940 年之久,他在新澤西州南部的一個農場出生和長大。 他觀察到 XNUMX 年代在他父親的蔬菜農場中早期使用便攜式手動鋁灌溉方法。
“它們通常是自製的鑽機,”德馬科說。 “工廠製造的泵始於二戰期間在該地區。 水絞盤式系統大約在 1970 年代後期首次使用。 當我在 1975 年分發灌溉設備時,有一些便攜式設備,但我們主要是製造自己的高端柴油泵,並用地下 PVC 銷售它們。 新澤西州 Vineland 的一個蔬菜區仍在使用一些手工鋁材。 這是唯一一個您仍然可以看到一些 8 到 10 英畝的小農場在使用它的區域。
“滴水已經佔領了蔬菜區,”他說。 “它節省勞動力,經濟,不浪費水,而且您只在指定區域使用水。 你也把它和塑料下面的植物一起放在下面。 他們正在種植西紅柿、蔬菜和所有東西。 甜玉米甚至使用了一點點滴水——但它是一種快速生長的作物。”
“可以看到滴灌可以節省成本,而且您不需要使用機械和管道。 除了啟動泵或打開閥門外,它什麼也不做。 它有很大的不同。 一旦(種植者)看到街上出現了一些新的東西,他們就會跳上去。”
他說,新澤西州南部沒有該國其他地區出現的供水問題。
- 加里·普拉諾, 副主編