乘坐飞机穿越美国,尤其是途径中西部,也许会看到这样的场景——大型农场横亘在广袤的土地上,而农场中的很多农田不是常见的四方形,而是一个个非常规整的圆形,远看像极了长在大地上的眼影盘。
这并不是什么“麦田怪圈”,更不是外星生物留下的痕迹。这是为了适配名为中心旋转灌溉的一个灌溉系统(又称指针式喷灌机)而设计的圆形农田。
1952年,一位名叫Frank的科罗拉多州的农民发明了一种水力驱动,自动转圈,上边悬挂喷头的喷灌机器,取名为中心支轴式喷灌机。这种机器在70年代前多配置雨鸟公司生产的摇臂喷头。
60年代后,这种机器在地广人稀,地势不平坦的美国中部农业区科罗拉多、内巴拉斯基、堪萨斯,广泛推广开来。如今,世界各地都有农户使用这套系统,在大地上画出了一个又一个圆。
那巨型的灌溉系统主要抽取地下水对农田进行灌溉,它的长臂有数百米长,以圆中心为轴,像时针那样旋转,转一圈,就把整块圆田全部灌溉了一遍。
所以从地形角度看,这种形状的农田只能出现在地层含水处,显示出地下水的方位。这种圆圈多出现在美国中部的堪萨斯、德克萨斯州等。而在东部地区逐渐消失,因为这些地方雨水充足,农民不需要挖掘地下水来灌溉。
这些圆形农田有大大小小的各种规格,为了尽量不浪费土地,上图中4个大的中间就有一个小的。那这个灌溉系统到底可以照顾到多少大的农田呢?上图中最大的那个直径为1600米,计算一下,面积约为200万平方米,也就是说,一个圆就有3017亩之多!
圆形农田相比方形农田,约有21%的地是浪费的。如果把这个3017亩的圆形农田做成正方形,就多出了840亩可以利用。中心旋转灌溉到底是有多好用,才让农场主心甘情愿为了它放弃大片土地呢?
在缺水严重的地区,农田灌溉主要取用地下水,为了节约用水,美国农田多采用机械化耕种,灌溉用的大型旋转喷灌系统的不在少数,这种方式有效率高、控制准确、水资源利用率高等优点。
与此同时,这种灌溉系统对人力要求较低。美国的农场普遍占地面积极大,而人力成本又很高,为了省去这块高昂的人力费用,农场主情愿割舍那21%的土地也是不难理解的。
中国引进指针式喷灌机已经有30多年的历史了,如果去我国宁夏、内蒙或者东北等地看一下,偶尔也会发现地头里停放着这种长臂灌溉机器。
宁夏固原、内蒙鄂尔多斯白泥井镇等地的使用已经非常普遍了。
航拍捕捉到的我国圆形农田
这个系统由于单跨长度在50米左右,通常机组在3跨以上,因此它的应用范围就受到了限制,要有相当规模的土地面积使用起来才更划算。
而我国农民耕种的耕地分布依然很零散,土地面积有限,在传统农业大省山东河南等地,人均耕地面积尚不足一亩,所以在这些地方就并没有指针式喷灌机的立足应用空间。农户尚会为了一亩三分地争个面红耳赤,更别说在人工费这么低廉的情况下,为了灌溉方便就放弃那21%的耕地了。