前兩天,一個朋友說他在衛星地圖上發現了美國的外星基地。我一看就笑了,他說的這些有點像麥田怪圈的東西,不光美國有,巴西、澳大利亞、沙特等很多國家也都有,我國内蒙、黑龍江等地也有一些。
其實這個并不是什麼外星科技,而是一個個圓形的農場。之所以是圓形,是因為它們采用了一種時針式噴灌系統,也可以叫中心支軸式噴灌或圓形噴灌——曾被《科學美國》雜質稱贊為,意義最重大的農業機械發明。
這種灌溉系統以水庫或者水井為水源,通過水泵加壓後,水由管道輸送到中心塔,經過一個可以旋轉的彎頭進入主管道,再從主管道上的噴頭噴灑到田地裡。而主管道依附在一條很長的桁架上,為了保證桁架穩定,每隔幾十米,就設有一個支撐塔,支撐塔下面有車輪,是連接了驅動電機的車輪,開動電機桁架就可以帶着管道一起,繞着中心塔像時針一樣旋轉起來,從而做到每一片土地都雨露均沾。
這種以一個圓心旋轉的灌溉方式,最大的特點就是中心塔附近有一個水源點就行。大家可以聯想到,符合這種特點的水源就是水井,要依賴水井灌溉的地方自然是那些極度缺水的地方,比如戈壁、沙漠地帶。反過來說,時針式噴灌系統,就是為解決水資源匮乏地區的農業灌溉而誕生的。
現如今,該技術已經非常成熟,噴灌機可以适應18%的地面坡度,臂長可以達到800米,就算按最常規的400米計算,一套設備的灌溉面積也高達750畝。噴頭的懸挂高度,也可以根據作物不同生長時期,以及風速等參數進行調節,而且噴頭也不僅隻是噴水,需要的時候還可以用來噴灑肥料和農藥,一機多用,性價比非常高。更重要的是,時針式噴灌的圓周運動,就像驢拉磨一樣,是一個周期運動,隻要水源有水,機器有電就能無限循環,所以通過遠程控制設備,一個管理員就可以輕松控制8~12台設備,同時管理上萬畝農田。
時針式噴灌系統也有缺點,比如土地裡不能有高大的樹木或建築物,因為這會阻礙桁架做圓周運動。因為桁架隻能畫圓,所以每個地塊的四個邊角都灑不到水,無法灌溉的面積高達21.5%。工程師們嘗試過在桁架的末端增加角臂,或者噴槍,可以起到一定作用,但成本太高,而且運行也不方便,所以這20%多的土地,一般都是放任自流的,經常寸草不生,也因此我們在地圖上看到的基本都是标準的圓形圖案。
這種噴灌系統的另一個重大問題,就是水源。由于大部分時針式噴灌系統都是使用水井開采地下水,有水量補充的地下水層還好說,取之不盡用之不竭。但對于大部分地下水層,補給都是非常緩慢的,大量抽取地下水進行灌溉,會造成地下水位不斷下降,甚至枯竭,可能需要成百上千年,才能重現補充回來。所以這種灌溉方式,稍加不慎,就會變成飲鸩止渴了。
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