时针式喷灌是我国未来灌溉方式的发展方向吗？

在国家对土地流转的大力推广与支持下，土地规模化经营在我国已经势不可挡。如今，在全国不少地方已经初现成效，比如黑龙江有的农业合作社流转土地规模已经达到2万多亩，即使在人口稠密的中原地区，比如安徽等地，也出现了1000余亩的流转规模。

在土地规模化经营初步形成的情况下，很多农业机械也开始相应的升级换代，拖拉机、收割机等常规机械向大马力、大喂入量发展，以满足日益增大的土地规模需求。然而，当常规农业机械有了不小的转变时，灌溉机械却似乎仍没有找到合适的发展方向。

当大马力、智能化等具有美国特征的农业机械已经在我国逐渐被采用时，时针式喷灌这种更具美国特色的灌溉方式，能否也成为我国未来土地规模化经营的一种可行灌溉方式？

什么是时针式喷灌？

堪萨斯圆形农田卫星图

这些一个个的小圆圈，半径一般都在300～400 m，一台喷灌机的灌溉面积最多能达到100公顷。

如此巨大的旋转半径，如果像时钟那样，由旋转轴驱动时针旋转，肯定没有足够的动力能够维持。因此喷灌机将动力分段输出，若干桁架铰接，每段桁架由一个塔车支撑，动力驱动机构便设置在塔车的两轮之间。分段后，由各铰接处的角度传感器监测，从而控制每个塔车的速度，以使每段桁架都在一条直线上。

电动式时针式喷灌驱动机构

由于这种铰接的连接方式，使时针式喷灌机拥有其他灌溉方式所不具备的优点，就是可以在不平整的耕地上作业，适用的坡度最大为30°。

在美国的使用情况如何？

这种大规模、高自动化程度的灌溉方式为美国农业的发展带来了巨大机遇。1976年，《科学美国人》杂志评价该系统“或许是继拖拉机代替牲畜带动农具后，美国农业中最具意义的机械发明”。

的确如此。

二十世纪五十年代，美国出现城镇化潮流，很多农民进入城市，农村出现劳动力短缺的现象，加上当时席卷美国的干旱，美国迫切需要更加高效的灌溉方式。

正是在这种情况下，1948年，Frank Zybach发明时针式喷灌，1954年，交于Robert Daugherty（现今全球最大的时针式喷灌机生产商Valmont Industries创始人）进行商业化生产。

自此，时针式喷灌在美国飞速发展。

在此过程中，时针式喷灌对美国农业的最大贡献，就是推动了位于美国中西部的高平原（high Plain）区农业的发展。由于海拔较高，气候干燥，二战前，高平原还是只有耐旱杂草生长的荒野。二战后，时针式灌溉在该地区使用，将高平原丰富的地下水提取至地表，促使其成为美国重要的农业产出区。

高平原在美国的位置图

目前，时针式喷灌在美国的灌溉面积达到2200万英亩（1英亩=6.07亩），占美国喷灌面积的63%，灌溉面积的40%。主要使用区域在堪萨斯、德克萨斯、内布拉斯加等中部大平原和加利福尼亚、俄勒冈等西部沿海地区。

在我国有使用的地区吗？

如果您打开卫星地图，定格在宁夏回族自治区固原和内蒙古鄂尔多斯，就会发现这里也有像美国那样的圆形农田。

宁夏回族自治区固原时针式喷灌区

是的，在上世纪八十年代，我国便引入了时针式喷灌，但是推广效果却并不理想。直至今天，时针式喷灌也并没有在我国发展起来。这当然是与我国的农业生产方式有关。

首先，当然是地块的问题。小则30公顷，大则80公顷的喷灌面积，要求农田必须是连片且不存在障碍物，暂且不说我国人均0.5公顷的耕地面积实在太小，就说电线杆、树等障碍物在我国的农田里也是屡见不鲜了。

其次，是成本的问题，一台喷灌机的成本大都在几十万上下，好的更是要上百万，尽管使用时间长，但如此巨大的先期投入，对我国农民来说就无法负担。

最后，是时针式喷灌机自身存在的固有缺点。旋转的喷灌方式带来了圆形农田的耕作方式，无论如何规划圆形农田的分布，总会有浇不到的地方。但我国本身人口稠密、耕地资源不足，再小的耕地都显得无比宝贵。

因此，时针式灌溉未在我国推广也是必然。

然而，这些都是在我国目前的情况下进行讨论，而在未来，我国个人经营的农田规模必然会越来越大，到时，将会拥有适于时针式喷灌的地块面积。目前在黑龙江、内蒙古、宁夏回族自治区等地的大片农田就在做这种尝试。

那么成本问题如何解决？在土地规模化经营后，规模化带来的效益就会日渐明显，农民收益就会得到显著提高，所以在未来，成本问题将不会成为大的阻碍。就说在现阶段，宁夏回族自治区固原采用时针式喷灌的农田是马铃薯种植区，这种种植经济价值较高的区域，摆脱成本约束的时间将会大大提前。

最后是灌溉死角的问题。其实，目前，Valmont Industries已经研制了新型灌溉机，在一定程度上克服了这个问题。Valmont公司在灌溉机末端添加一段可伸缩臂，当灌溉机旋转到灌溉死角时，可伸缩臂伸出，到达边缘时再收进去，从而适应了方形农田。

具有伸缩臂的时针式喷灌机

那么，时针式喷灌到底是不是我国未来灌溉方式的发展方向，或许不是简单地就可以断言，还需要结合我国农业的实际条件，进一步实践论证。