卷盘式喷灌机用于人工种植牧草

“一杯牛奶强健一个民族”。随着近年来中国牛奶及奶制品市场的高速发展，人们对传统的畜牧业投以更多关注的目光。然而现实不容乐观，我国北方多年来对土地的盲目开发使得生态环境受到严重破坏，水土流失、土地沙漠化日益加剧，水资源的供需矛盾非常严峻。这些因素与快速增长的畜产品市场需求相互作用，使原本脆弱的生态链条面临断裂的危险。面对畜牧业严重退化的现实，国家提出“退耕还林、退耕还草”的大方略，而要满足市场对天然牧草的旺盛需求，只有依靠“天然牧草人工种植”这一解决方案。


人工种植牧草、围栏封育可以通过灌溉、施肥、补播、翻耕等手段科学地对草地进行保护培育。


首先，植被每平方米的植株数增加１．８倍，草层高度提高４～５倍，这样草的覆盖以及草地土壤表面的有机物质可以减少土壤水分的蒸发，降低地面风力和地表径流的速率，增加土壤的渗水能力，并使土壤免遭风蚀和水蚀。饲草刈割的次数、周期得到科学控制，饲草料的质量得以明显提高。


其次，如果在围栏封育的基础上发展现代化灌溉，根据牧草不同时期的需水量来确定灌溉量（如：苜蓿草，生长期平均需水量为３～４ｍｍ，最大时期的需水量可能达到每天６ｍｍ，而现代化的卷盘式喷灌机可以通过速度的调整精确地给予灌溉），那么饲草产量将提高１５倍以上，在干旱地区可以达到２０～３０倍左右。规模承包可以实现草场生产的机械化以及畜牧加工的工厂化，先进的草场耕作设备、节水灌溉设备、畜牧加工设备。饲草料刈割后可以加工成系列产品，如青贮草料、干草、草粉或颗粒等，不仅可以满足本地牲畜的需求，还可以出口国外，经济效益好，比如：苜蓿干草的市场价格为１１００～１４００元／ｔ，草颗粒１７００元／ｔ，青贮苜蓿的价格也在６００元／ｔ左右。


效益分析以苜蓿草为例


一般来说，退化天然草场的产量为４５０ｋｇ／ｈｍ２，市场价格为０．６元／ｋｇ，那么每公顷天然草场的经济收入为：


４５０ｋｇ／ｈｍ２×０．６元／ｋｇ＝２７０元／ｈｍ２而利用围栏封育以及节水灌溉等手段的人工草场可以使退化的天然牧场增产２０倍以上，牧草的品质和产量有很大提高，优质苜蓿的每公顷产量可达到１．２万～１．８万ｋｇ，按市场价格０．６元／ｋｇ计算：


１２０００ｋｇ／ｈｍ２×０．６元／ｋｇ＝７２００元／ｈｍ２人工种植节水灌溉草场的年运行费用，包括：动力费用、材料费用、维修费用、田间管理费、设备折旧、设备管理费用等，平均大约在２２５０元／ｈｍ２。


由此得出，人工种植节水灌溉农牧场每年净收益为４９５０元／ｈｍ２，比传统天然牧场增加收益４５３０元，经济效益非常明显。


即使考虑到设备投入，以一台国际先进的移动卷盘式喷灌机及配套管材和泵投入８万元、控制面积２０ｈｍ２计算，则每公顷一次性投入仅４００５元，当年即可收回成本，而该套设备的平均寿命可达１０年以上。


以上仅仅是牧草作为初级产品所带来的经济效益，如果考虑建设奶牛基地或草饲料深加工厂等，那么经济效益会更加显著。


设备特点


卷盘式喷灌机是利用水流提供动力，实现喷水车在田间自动行走，通过远射程喷水枪的宽幅覆盖进行移动喷灌的设备。时针式喷灌机与平移式喷灌机是利用电动机提供行走动力，通过高空架设的低压喷头在田间进行移动喷灌的设备。


喷灌设备具备以下特点


１．高效节水


改地面灌溉为大田喷灌，有效地防止了水的深层渗漏损失，提高了水的有效利用率。如漫灌方式要满足地块末端的湿润深度达到作物的根系深度，必然造成大量的深层渗漏；另外，渠道渗漏和渠道水面蒸发也损失了大量的水。根据保尔公司在欧洲的测试，喷灌相比漫灌可以节水６０％～７０％。在国内，约１０年前，在喷灌技术普及的初期，该设备就已经比漫灌节水４６％。在近几年的生产实践中，已经基本达到了国际上节水６０％～７０％的水平。


２．节能


喷灌虽需要的水压比一般地面灌溉大，但喷灌时间短，灌水定额小，在某些情况下，耗能比漫灌小。在利用地下水灌溉，仅考虑提水耗能时，可根据下式进行计算：


Ｅ＝Ｗ×Ｈ式中：


Ｅ——能耗
Ｗ——水的重量
Ｈ——水泵的扬程


对于喷灌，有：Ｅ喷＝Ｗ喷×Ｈ喷＝Ｗ喷×（Ｈ地＋Ｈ连）式中：


Ｈ地——地下水动水位
Ｈ连——喷灌设备所需的连接压力


对于漫灌，有：Ｅ漫＝Ｗ漫×Ｈ漫＝Ｗ漫×Ｈ地


由于喷灌相比漫灌可节水６０％～７０％，按节水６０％计算，则：


Ｗ喷＝０．４Ｗ漫于是有：
Ｅ喷＝０．４Ｗ漫×（Ｈ地＋Ｈ连）


由此可以得出：当Ｈ地＞２／３Ｈ连时，Ｅ喷＜Ｅ漫，也就是说，当地下水动水位深度大于连接压力的２／３时，喷灌的能耗小于漫灌的能耗。假如喷灌机需要的连接压力为６ｋＰａ，那么在地下水动水位超过４０ｍ的地区，使用喷灌机的能耗小于漫灌的能耗。


３．节地


喷灌可大量减少沟渠占地，与地面灌溉相比，喷灌可节地１３％。


４．适时灌溉增产


实行喷灌后可提高灌溉保证率，改善田间灌水条件，有利于适时适量灌水。据测试，大田实行喷灌每年可增产１０％，蔬菜每年可增产２０％。


５．省工


与土渠灌溉相比，喷灌每公顷每年可省工３０个。


６．节约打井投资


喷灌的节水效果明显，使单井控制面积扩大，降低了打井投资。以出水量３０ｔ／ｈ的井为例，打井投资按５万元计算：实行漫灌只能灌溉８ｈｍ２，每公顷打井投资为６２５５元；实行喷灌可以控制２０ｈｍ２，每公顷打井投资为２５０５元，每公顷节约投资约３７５０元，相当于雨星喷灌机的设备公顷投资。


经典案例


内蒙古自治区的某奶牛场，现已建成现代化畜牧业科技推广示范园区。基于现代化畜牧业科技推广示范园区总体规划与当地草场实际的需求，这个奶牛场在示范园区内建设了节水型灌溉草场项目，以满足现代畜牧业发展的需要。


这个奶牛场是一个以农牧业为主，集农牧工商为一体的联合企业，全场现有职工５８２人，下属企业有鸿雁乳业有限公司、奶牛公司、农业公司、开泰冷库、富源皮件厂、绿洲综合大楼、育肥牛厂、育肥羊基地。全场现有草牧场１．６５万ｈｍ２、耕地１６６７ｈｍ２，各种农牧业机械设备３０多台，大小牲畜１万头，固定资产１２２３万元。年加工牛羊肉５００ｔ，生产“鸿雁牌”奶粉２００ｔ，“山丹”系列糖果８０ｔ，消毒牛奶１００ｔ。


本项节水灌溉工程的项目区位于锡林浩特市东北约８ｋｍ处，总面积为２３３３多ｈｍ２。四周拟栽９行沙棘、榆树墙以防风，最外围有网围拦护。地形为锡林郭勒高原上的缓坡地，坡度小于３°，东高西低，海拔高度为１０１８．３ｍ，径流流入奶牛场西侧的锡林河。地下水位埋深为２０～２５ｍ，过去土地周围无林带防护，故有轻度风蚀，表土砾石含量为５％～７％，无水蚀现象。自然植被为羊草、针茅、冷蒿、隐子草、帽尾草等，盖度为７０％左右。


项目区内土地相对平坦且集中连片，但由于缺乏灌溉措施，致使大片草场得不到灌溉。草场产值低下，水资源已成为当地牧业发展的主要制约因素，人们发展节水灌溉的愿望十分迫切，群众积极性高，当地领导重视，社会基础好。


奶牛场领导与有关专家多方考察，走访了新疆、澳大利亚的同类草场，并去中国灌排设备进出口公司进行调研，经过多方比较，确认奥地利某公司的设备较适宜大面积草场灌溉。决定引进奥地利某公司先进的卷盘式、平移式、时针式喷灌设备。此类设备具有节约用水、节省劳力、节约耕地、提高产量、对土地适应性强、有利于水土保持等优势。另外，这项技术使用管理方便，投入相对较低，适合中国的国情。


通过各种喷灌设备发展的节水灌溉面积为１９４７ｈｍ２。其中卷盘式喷灌面积为１５７３ｈｍ２，平移式喷灌２４０ｈｍ２，时针式喷灌１３３ｈｍ２。各种喷灌设备控制的地块大小不同。平均每眼机井控制土地２７ｈｍ２，在保证作物需水的同时极大地节约了水资源。采用机械化作业，机械翻地、青储玉米机械收割、牧草机播机收。实行科学的轮作制度，合理利用自然条件及土地资源，培肥地力，充分发挥作物及牧草的生产潜力。


该项目的主要销售收入为出售各种饲草料的收入，根据总体设计与技术方案确定的生产力水平，结合市场预测的结果，估算出当项目达到设计生产能力时，每年可实现销售收入１１８２万元，投资第三年可达到设计生产能力的３０％，实现销售收入３５４万元，第四年全面达到设计生产能力。截至目前，该项目在市场、技术、组织管理、经济、社会、生态等方面都达到了预期目的，同时发展良好。既具有良好的直接经济效益，又具有显著的社会效益，是一个具有良好发展前景的项目。