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农业灌溉的历史—从尼罗河到蔗田滴灌

飘飘37   发表于  2013-02-16 13:32

人工把水引向土地,这就是灌溉。灌溉把人们从完全依靠降雨的农业中解放出来,灌溉让人们能够在更加干旱的土地上居住,灌溉让单位土地上能承载更多的人口,灌溉创造了文明。

古时灌溉

在公元前6000年的古埃及和米索不达米亚平原(如今的伊拉克和伊朗地区),已经出现了灌溉。古埃及有尼罗河,米索不达米亚平原有底格里斯河与幼发拉底河。洪水每年7月到12月份都会泛滥淹没两岸的土地,人们把水引入田地两三个月,在种植季节合适的时间再把河水引回河中以便收获。公元前3100年,古埃及美尼斯法老建立了人类历史上第一个大型灌溉工程,他以及他的继任者建造了水坝和灌溉渠/运河(其中有一条运河长达20公里)。

古罗马人建造的水泥碎石水管的横截面。来自George E. Bartuska, Winter Park, Florida

灌溉不仅仅是技术和工程,也有管理和法制。在公元前1792年到公元前1750年的古巴比伦,汉谟拉比法典上就有对于灌溉的三条管理规定:1.水的分配和耕作的农田面积成比例。2.农场主有责任维护他地产上的灌溉渠。3.所有使用灌溉渠的人需要共同管理。

到了公元1800年前后,全世界灌溉的面积约为8万平方公里,而如今灌溉面积达到了242万平方公里。

历史上的大多数时候,灌溉渠都是依靠人手工挖。图片来源:U.S. Bureau of Reclamation

现代灌溉

古代灌溉已经有各种设备来从河道中或地下取水,风车来把水引到高处。但水一旦进入需要灌溉的土地,还是利用重力自由流淌,或者沿着实际挖出的畦进行灌溉。现代灌溉的开端,是由各种喷灌设备的出现而开始的。工业化带来了金属喷头,蒸汽机及后来的内燃机的出现让灌溉的范围和效率进一步提升。

在现代灌溉中,漫灌仍然是一个重要的组成部分,它所需的资金少,技术低,在水价格便宜,人工也较低的地区仍然是主流的灌溉方式。

喷灌法被认为是现代灌溉的典型代表。和漫灌相比,喷灌可以更加均匀的分布水滴,在果园葡萄园有冻害风险时,还可以起到降低果树冻伤的风险。当然,喷灌也有缺点:首先,它和漫灌相比,需要更多的前期资金投入和技术指导。此外,喷灌带来的大面积叶面湿润可能使植物病害更容易传播,也有可能会导致叶面灼伤。

一个喷灌旋转喷头

喷灌除了简单的单点试喷灌,还有许多变种,比如时针式喷灌设施。

就是一长串喷灌设施链接在一起,以一端为圆心进行旋转的喷灌设施。在富裕国家的干旱地区,如果你在晴朗夏季飞过依靠时针式喷灌设施灌溉的农业区,你会看到这样一幅景象。

与漫灌相比,喷灌已经精准的多,运输灌溉用水中浪费少的多,但是对于非常缺水的地区来说,还是不够。于是,滴灌又出现了。

滴灌,是将灌溉水用埋在土中的塑料管线,直接输送到植株的根系土壤附近。很多时候滴灌还配合着地膜的使用,最大程度的降低了无效的蒸发和灌溉水的浪费。全自动化的滴灌系统还配有土壤湿度检测仪,可以根据土壤湿度调节决定灌溉量和时间。

因此,滴灌也是这几种灌溉手段中最昂贵的,对于投入资金和相关人员的技术水平都有很高的要求,所以常见于高附加值的经济作物或者水资源极度缺乏的地区。

无论是历史悠久的漫灌,近代兴起的喷灌,还是精准的滴灌,都是庞大的人类灌溉系统的一部分。他们都是人类改造自身生存环境的一部分,为农业生产发挥着重要作用。如果没有这些灌溉措施,我们无法承担如今的人口数量,也无法把人类的文明拓展的如此广袤的区域。

34条评论
  • 1楼
    2013-02-18 16:23 编程浪子

    沙发。。。

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  • 2楼
    2013-02-18 16:45 馒头老妖 有机化学博士,法学学士ψ

    滴灌那个,估计只有以色列用得起了。
    阿拉伯人估计也用得起,但貌似他们不喜欢种地。

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  • 3楼
    2013-02-18 18:00 玛丽莲

    第一次真正见到这个景象的时候真的被震撼了

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  • 4楼
    2013-02-18 19:06 皮坎肩

    什么时候有我朝农田航拍就好了,科学种植才是王道啊

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  • 5楼
    2013-02-18 20:02 聊斋 生物技术专业ψ

    小时候家里种水稻遇到缺水时还会去舀水灌溉,不到一亩的农田要舀几个小时,真心累。如今科技发展后,经济提高后,大家就不种田了,不成规模的农田真心养活不了一家人。去成都时惊叹那一大片平原,可惜的是被隔一小块一小块的,还有一大片土地被用了开发建工业区,好好的土地就这样一块块地被吞噬。

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  • 6楼
    2013-02-18 20:57 啃制石器
    引用@痴 的话:小时候家里种水稻遇到缺水时还会去舀水灌溉,不到一亩的农田要舀几个小时,真心累。如今科技发展后,经济提高后,大家就不种田了,不成规模的农田真心养活不了一家人。去成都时惊叹那一大片平原,可惜的是被隔一小块一小块的,还有一大片土地被用了开发建工业区,好好的土地就这样一块块地被吞噬。

    土地工业化用“吞噬”这个词不大好吧,只是换了一种利用土地的方式而已

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  • 7楼
    2013-02-18 22:51 定滑轮
    引用@馒头老妖 的话:滴灌那个,估计只有以色列用得起了。阿拉伯人估计也用得起,但貌似他们不喜欢种地。

    +1!
    不过你得相信天朝草根DIY的实力,我真见过巨简陋的土法滴灌,还挺好用……

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  • 8楼
    2013-02-18 23:01 馒头老妖 有机化学博士,法学学士ψ
    引用@定滑轮 的话:+1!不过你得相信天朝草根DIY的实力,我真见过巨简陋的土法滴灌,还挺好用……

    呃,用可乐瓶+塑料软管?

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  • 9楼
    2013-02-19 00:12 江湖之旅
    引用@玛丽莲 的话:第一次真正见到这个景象的时候真的被震撼了

    挺像停机坪

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  • 10楼
    2013-02-19 19:22 聊斋 生物技术专业ψ
    引用@啃制石器 的话:土地工业化用“吞噬”这个词不大好吧,只是换了一种利用土地的方式而已

    关键是我们现在大多不是在合理利用,而是一种无序的状态

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  • 11楼
    2013-02-20 18:29 飞猫
    引用@节操神 的话:比这个高级多了~天朝的智慧是无穷的

    求方法

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  • 12楼
    2013-02-21 12:54 aomiii.com

    上中学时候学校组织过义务劳动,挖水渠,记得是男女搭配,一男一女,女生基本就是当做秋游,男生基本就是苦力,我回到学校好几天才休息过来。

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  • 13楼
    2013-02-21 16:02 血花刀剪 科普编辑,古生物爱好者ψ

    古代灌溉长期导致土壤盐碱化,现代怎么避免这个问题呢?

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  • 14楼
    2013-02-23 13:02 踏雪蒙贵
    引用@节操神 的话:比这个高级多了~天朝的智慧是无穷的


    能讲讲么,具体是怎么做的?

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  • 15楼
    2013-02-23 20:20 前路转左
    引用@血花刀剪 的话:古代灌溉长期导致土壤盐碱化,现代怎么避免这个问题呢?

    古代不清楚,我们中国农民,好像一般都是靠收割后烧灰,加农家肥来解决的,基本问题不大

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  • 16楼
    2013-02-23 20:21 前路转左
    引用@踏雪蒙贵 的话:能讲讲么,具体是怎么做的?

    一根带开关的PVC管就可以了。

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  • 17楼
    2013-02-24 19:18 奇奇客

    是外星人耶洛因教给法老的技术,而法老把这技术保留了下来!

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  • 18楼
    2013-02-25 15:24 Tin_Oxide
    引用@啃制石器 的话:土地工业化用“吞噬”这个词不大好吧,只是换了一种利用土地的方式而已


    从光合作用上限这个可能的生态危机来说 这就是吞噬

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  • 19楼
    2013-02-25 15:28 Tin_Oxide
    引用@血花刀剪 的话:古代灌溉长期导致土壤盐碱化,现代怎么避免这个问题呢?


    http://www.china001.com/show_hdr.php?xname=PPDDMV0&dname=2TSGG41&xpos=49
    其实古代就可以改善这个问题 但我怀疑是在轻度盐碱化的情况下才有效
    第一是采用淤灌的方法 利用高含沙量的河水中固体沉积在土壤表面改善突然
    第二是灌水洗碱 这先要修较深的排水渠以降低地下水位 然后灌水以溶解土壤中的碱

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  • 20楼
    2013-02-25 15:45 YD帝

    据说以色列就是因为滴灌而解决了好多难题

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  • 21楼
    2013-02-25 15:50 一只瓜猫儿
    引用@节操神 的话:比这个高级多了~天朝的智慧是无穷的

    比如说?

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  • 22楼
    2013-02-25 15:53 一只瓜猫儿

    再次佐证了“实验室的东西离生活有很大的距离”
    虽然滴管已经不是实验室的东西了,但是我最早知道还是在小学,近十年过去了,还是没有普及。
    为什么它的成本会很高呢?

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  • 23楼
    2013-02-25 15:57 飘飘37 农学学士ψ
    引用@一只瓜猫儿 的话:再次佐证了“实验室的东西离生活有很大的距离”虽然滴管已经不是实验室的东西了,但是我最早知道还是在小学,近十年过去了,还是没有普及。为什么它的成本会很高呢?

    滴灌并不是成本高到不可接受,而是农民在有更便宜的选择时不会选择更贵的那个,特别是考虑到我国农产品生产者的利润很低。

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  • 24楼
    2013-02-25 16:25 噗嚛噗嚛
    引用@血花刀剪 的话:古代灌溉长期导致土壤盐碱化,现代怎么避免这个问题呢?

    不要大水漫灌,就能很大程度上避免深层矿物盐被溶解后上浮至表面,也就是盐碱化。使用喷灌和滴灌能有效避免,有的地方土层很厚的也不大用考虑盐碱化的问题,现在导致盐碱化的主要原因不是灌溉,而是使用化肥不当导致的。

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  • 25楼
    2013-02-25 17:25 竹笛悠悠


    这个东西在我们村见过,三个大铁架子,停在路边的田地里,和照片上的一模一样。

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  • 26楼
    2013-02-25 17:25 池州陆志青

    中国沙漠区域那么大,为什么不能用滴灌等等技术来种植耐旱植物呢?就是成本问题?

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  • 27楼
    2013-02-25 18:26 阿悠
    引用@馒头老妖 的话:呃,用可乐瓶+塑料软管?

    真不用塑料软管……
    这是自家的土法滴灌,在瓶盖上扎个眼儿,斜着靠在花盆沿上,能坚持好几天……
    过年就是靠这个搞定盆栽哒!吼吼!


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  • 28楼
    2013-02-25 18:28 阿悠

    啊对,关键是,
    第一,洞一定要小,要不然一会儿就流干了!
    第二,千万别让土把洞堵上。
    第三,如果离家时间长,瓶子要大大大大大大大!

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  • 29楼
    2013-02-25 19:01 轮子轮子
    引用@阿悠 的话:真不用塑料软管…… 这是自家的土法滴灌,在瓶盖上扎个眼儿,斜着靠在花盆沿上,能坚持好几天……过年就是靠这个搞定盆栽哒!吼吼!

    给人们的智慧跪了

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  • 30楼
    2013-02-25 20:35 馒头老妖 有机化学博士,法学学士ψ
    引用@阿悠 的话:真不用塑料软管…… 这是自家的土法滴灌,在瓶盖上扎个眼儿,斜着靠在花盆沿上,能坚持好几天……过年就是靠这个搞定盆栽哒!吼吼!

    哈哈

    评论
  • 31楼
    2013-03-06 15:13 白桦千眼
    引用@阿悠 的话:真不用塑料软管…… 这是自家的土法滴灌,在瓶盖上扎个眼儿,斜着靠在花盆沿上,能坚持好几天……过年就是靠这个搞定盆栽哒!吼吼!

    强大,我也给家里几盆做个去

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  • 32楼
    2013-03-06 15:17 有妖之年

    新疆的棉花种植就有很多滴灌带,曾经看到有在新疆种植玫瑰提炼高纯度精油的,也是用滴管技术,个人认为超级棒,漫灌会导致土壤板结,而且十分浪费水。美国的中央大平原麦田大都是圆的,刚开始以为人家欣赏人造图形的美感,原来是喷灌直径的问题,哈哈

    评论
  • 33楼
    2013-03-07 16:24 定滑轮
    引用@阿悠 的话:真不用塑料软管…… 这是自家的土法滴灌,在瓶盖上扎个眼儿,斜着靠在花盆沿上,能坚持好几天……过年就是靠这个搞定盆栽哒!吼吼!

    你赢了。。。

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  • 34楼
    2013-03-24 23:41 fdafdafdsafgsa
    引用@阿悠 的话:真不用塑料软管…… 这是自家的土法滴灌,在瓶盖上扎个眼儿,斜着靠在花盆沿上,能坚持好几天……过年就是靠这个搞定盆栽哒!吼吼!

    好吧,俺整发愁家里的盆栽浇水问题,您厉害...

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