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农业“灌溉”耗能太大?看看荷兰人是怎么做的

作者:郭小东 2019-07-12 10:35

海洋文明发达的荷兰人,一直以来都和“水”有着特殊的缘分。

 

几百年来,由于大部分国土都低于海平面,荷兰人深受水灾侵袭。但也正因为这样,荷兰的水利工程技术举世闻名,甚至还帮助其他国家免受水灾侵害。荷兰的水资源管理技术更是享誉世界。

 

人多地少且资源匮乏,荷兰的先天自然资源条件并不十分优越,但这个欧洲小国,在经过几十年的发展后,跃升为全球第二大农产品出口大国,创造了举世瞩目的农业奇迹,形成具有荷兰特色的高科技现代农业。

 

在中国,常用节水灌溉方法包括渠道防渗、喷灌、微喷灌、渗灌和滴灌等。这些灌溉方式均为人为控制灌溉时机和灌水量,属于“被动式”灌溉模式。众所周知,以色列的“滴灌”技术被公认为目前效果最佳的节水灌溉技术。在节水灌溉这一方面,人们总在不断探索。

 

那么在农业领域,荷兰人是怎样利用水资源进行作物灌溉的呢?灌溉的发展趋势又有哪些呢?

 

 

1.
灌溉需求更大


 

整个欧洲在2018年的作物生长季都异常干燥。许多荷兰种植户为了确保了当年生长季节的灌溉能力,大量投资于灌溉系统。

 

Ferbo和Irrimec系统的荷兰分销商表示,70%的新设备都被那些需要额外灌溉能力的种植户购买了。其他灌溉设备品牌,例如Bauer、Faber、Irrifrance和Perrot等也都注意到市场的需求增加了。在这些灌溉设备中,最常用的是直径为125和140 mm的软管卷盘设备。

 

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图源:Peter Roek


Perrot和Greenfield软管卷筒设备分销商表示,125毫米厚度的软管已经足够了,因为软管越大意味着洒水器会产生更大的水资源消耗。此外,由于运输尺寸和限制,软管长度一般限制在500米(直径140毫米)到700米(直径125毫米)之间。


2.
“灌溉”热潮的兴起


目前大多数荷兰种植户还是使用这种软管卷筒设备,因为它们易于使用且容量大,尽管从水资源利用的角度来看,这些设备并不理想。

 

这导致人们对“灌溉”越来越感兴趣,尽管灌溉目前只占销售和市场份额的很小一部分。种植户们也确实看到了灌溉的优势所在,比如更低的压力(约为一般软管卷筒设备的一半),更低的能源消耗,增加了泵的容量,喷洒更均匀,也不太容易受到风的影响。


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图源: Mark Pasveer


通常,水的密度往往比软管卷筒设备的密度高,但为了促进发芽,没有什么比灌溉杆10毫米的喷洒剂量更有效了。实际上,阻碍其进一步渗透市场的主要原因在于,这些设备在操作时不太方便,例如重新安装喷油栅,甚至有时还要加大喷油栅等,都相对比较麻烦。


3.
枢轴设备不适用于大多数农田

 

在荷兰,很少使用中心轴和线性轴枢轴设备,因为在大多数农田都不适用。尽管如此,Bauer和 Lindsay的一些设备仍在使用。这主要还是出于对能源、劳动力和操作效率的考虑。尤其,灌溉是农场运作的一个组成部分。在荷兰,滴灌技术的运用是比较罕见的,除了土豆和其他高价值经济作物外很少使用。

 

4.
GPS技术控制灌溉

 

全球定位系统(GPS)在水带卷筒设备上的应用日益普及。在一般的灌溉设备中,洒水喷头上的GPS接收器负责发送它的位置,这样就可以看到洒水喷头是否真的在移动,从而判断软管卷筒设备是否在正常运作。

 

Irrime提供的Toprain,是一种由GPS控制的扇形灌溉设备,它可以根据当地的田间状况调整洒水器的喷洒宽度,有效地灌溉田间边缘区域,还能避免和田间的建筑物相撞。此外,灌溉公司还在研究一种改变软管卷筒设备运作速度的系统,以实现可变速率应用(VRA)。

 

德国Raindancer公司今年将推出其GPS控制的灌溉系统。一个名叫Bauer的人也同样提供了这项技术,并将其称为SmartRain,可以和Pessl仪器的土壤湿度传感器连接。Bauer根据喷头的起始点计算喷头的实际位置。然后,它可以改变软管卷筒的卷筒速度,从而进行VRA灌溉。

 

5.
土壤水分传感器愈加受欢迎


 

喷灌的时机甚至可以决定一切。如果喷灌得太迟或时机不对,即使有最好的软管卷筒设备,灌溉臂或枢轴系统都无济于事。以如今的技术来看,即使是当地的天气预报、降雨雷达程序等都很难对天气作出准确预测,似乎人们总是无法在最佳时刻进行灌溉。这也引起了人们对土壤湿度传感器的兴趣。可以预见的是,这必将又是一个新的市场。

 

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图源:RMA


6.
喷灌设备价格降低

 

喷灌设备的价格也有所下降。不仅是由于通信技术变得便宜了,数据传输的成本也降低了,因为他们不再通过3G和4G移动网络传输数据了。

 

另一个降低价格的原因在于使用(小型)电池代替太阳能电池板,并且在操作设备中使用更大的电池。因为LPWAN网络并非一直连续发送数据,而是间隔发送数据,大多数时候是每小时发送一次。因此,这些土壤水分传感器系统的电池寿命通常超过5年(目前为止),这也进一步节约了成本。

 

 

7.
高新技术的应用

 

提到(土壤)湿度传感器技术,通过不同渠道以及oem供应商进行销售的公司并不多见。荷兰农业科技公司AppsforAgri使用的是森特拉(Sensoterra)的硬件,森特拉公司基本上是通过分销商在全球销售其技术,但也可以直接销售给种植户。


目前各大全线供应商采用第三方(高科技)技术。例如,AppsforAgri与CNH工业和机械制造商Lemken合作,为它们提供土壤湿度传感器、智能手机应用程序和应用咨询等。据称,AppsforAgri在两年内已向荷兰售出了400至500台土壤湿度传感器(每台售价189欧元)。


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图源:AppsforAgri


荷兰Beacon菲尔德公司自2018年开始在全球市场上销售LPWAN土壤水分传感器,而荷兰Dacom公司很早就有了土壤水分传感器设备。


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图源:John Deere



8.
小型气象站


灌溉设备的供应商还指出,大多种植户除了购买一些灌溉设备外,还会购买一个雨量计。如果还需要监测作物疾病或者确定正确的喷洒时间,他们会购买一个配有土壤湿度传感器的小型气象站。当前兴起的潮流之一就是,种植户通过EC(电导率)信息的土壤扫描图来确定湿度传感器的准确位置。

 



注:文中如果涉及35斗记者采访的数据,均由受访者提供并确认。

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