我國人口眾多，幅員遼闊，自然地貌條件差異較大，水資源和能源分布不均，再加上經(jīng)濟條件發(fā)展不平衡等因素，因此在發(fā)展噴灌設備機型方面選擇一條大、中、小相結(jié)合，各種節(jié)水技術(shù)并舉的路子是符合國情的。
大型噴灌機技術(shù)就是為了擴大單機控制面積，通過增加噴槍射程或使帶有許多噴頭的長管自行移動來解決大塊農(nóng)田和草場所存在的生產(chǎn)效率低、勞動強度大、單位面積投資成本高的問題而發(fā)展起來的，它經(jīng)歷了起步、攻關(guān)、完善提高的曲折發(fā)展歷程，如今已經(jīng)走過了20個年頭。目前該種機型在全國保有量達千余臺，主要分布在黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、河北、山東、北京、安徽等省(市、自治區(qū))，灌溉著近8萬hm2的土地，經(jīng)濟效益顯著。
一、我國大型噴灌機技術(shù)的發(fā)展簡況
1.起步階段(1976-1978年)
1976年8月，中國農(nóng)機學會綜合考察美國農(nóng)業(yè)機械化代表團帶回來了有關(guān)圓形噴灌機的資料、樣本和電影短片。1977年初中國農(nóng)機院將此項技術(shù)列為行業(yè)技術(shù)工作。同年5月中國農(nóng)機院在北京負責主持召開了11省(市、自治區(qū))參加的*次大型噴灌機技術(shù)座談會。7月，一機部正式把大型噴灌機列為新產(chǎn)品課題。1978年4月中國農(nóng)機院在南寧市召開了19省(市、自治區(qū))參加的第二次大型噴灌機技術(shù)座談會。當時全國十幾個省(市、自治區(qū))掀起了研制大型噴灌機的熱潮，于是我國*臺水動和電動圓形噴灌機、電動平移式噴灌機、滾輪式噴灌機都相繼研制出來。但是由于缺乏大型噴灌機具的理論指導及制造技術(shù)，普遍存在著機型雜、質(zhì)量差、可靠性低、浪費大的問題。但從另一個角度上看，它改變了我國噴灌設備機型單調(diào)的局面。
2.關(guān)鍵部件攻關(guān)階段(1979～1986年)
由于國產(chǎn)的*代大型噴灌機技術(shù)性能不過關(guān)，可靠性差，原農(nóng)墾部、*、*、農(nóng)機部、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、黑龍江、遼寧、陜西、寧夏、北京等省(市、自治區(qū))先后從美國、德國、澳大利亞、南斯拉夫等國家引進了水動和電動圓形噴灌機34臺、大型平移式噴灌機3臺、絞盤式噴灌機25臺、滾輪式噴灌機5臺、雙臂式噴灌機1臺，并組織全國有關(guān)科研單位和大專院校進行了研究。1980年原農(nóng)機部又委派中國農(nóng)機院、鞍山市農(nóng)機廠等有關(guān)技術(shù)人員對美國凡爾蒙、林賽、雨鳥公司進行了大型噴灌機技術(shù)考察。
引進設備和對外進行技術(shù)考察促進了我國大型噴灌機技術(shù)的發(fā)展。1981年機械部委托中機院、廣西水輪泵研究所、鞍山市農(nóng)機廠等單位承擔了“大型噴灌機主要部件研究”課題。1983年通過了部級鑒定，其桁架、兩級減速器、同步自動控制系統(tǒng)等部件的技術(shù)指標已接近美國同類產(chǎn)品水平，為我國大型噴灌機具更新?lián)Q代奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
1984～1996年間由于農(nóng)業(yè)體制巨大變化，土地劃小，機具變小，我國電動圓形噴灌機的生產(chǎn)幾乎停產(chǎn)。是友誼農(nóng)場和大曹莊農(nóng)場使用美國大型噴灌機戰(zhàn)勝特大干旱獲得豐收的經(jīng)驗和國外用戶的詢購，才又獲生機。
3.完善提高、穩(wěn)妥推廣階段(1987年-現(xiàn)在)
1987年，機械部將DYP--415型電動圓形噴灌機列為國家新產(chǎn)品計劃，由中國農(nóng)機院和哈爾濱紅旗機械廠共同承擔。1988年通過部級鑒定，其整機性能具有國內(nèi)*水平，一些主要技術(shù)指標進入了同類產(chǎn)品*行列，可替代進口同類產(chǎn)品。1991年被國家科委、*、*確定為農(nóng)業(yè)節(jié)水大面積推廣項目。在1989～1991年期間，中國農(nóng)機院又負責起草了電動大型噴灌機技術(shù)、試驗方法、質(zhì)量分等三項國家機械行業(yè)標準，并已于1992年頒布實施。1991年中國農(nóng)機院又派技術(shù)人員赴前蘇聯(lián)考察大型噴灌機技術(shù)。1991—1994年機械部又委托中國農(nóng)機院承擔了“提高大型噴灌機噴灑均勻性的研究”課題。通過對大型噴灌機均勻噴灑理論的深入探討和大量的室內(nèi)外測試，完善并發(fā)展了我國大型噴灌機均勻噴灑的理論，1994年通過了部級鑒定。
雖然我國大型噴灌機技術(shù)研究工作近20年來一直沒有中斷過，但由于科研經(jīng)費投入不足，還是步履艱難。目前哈爾濱紅旗機械廠是我國生產(chǎn)電動圓形和平移式噴灌機的主要廠家。
二、大型噴灌機在我國推廣使用的狀況
我國目前的噴灌面積約有80多萬hm2，其中大型噴灌機的噴灌面積占10%左右，主要都集中在我國糧食主要產(chǎn)區(qū)黑龍江省。
(1)從資料上看，北大荒地區(qū)5—6月份降雨量偏少，占全年的10%～15%，降雨量80mm，而5～6月份正值小麥生長三葉和拔節(jié)期，需水量較大，但時常因缺水干旱，造成作物減產(chǎn)。由于單產(chǎn)較低，總產(chǎn)不穩(wěn)，若遇上特殊年份，因干旱會使部分地區(qū)糧食減產(chǎn)。而使用大型噴灌機后，能節(jié)水40%-50%，糧食增產(chǎn)20%”*。每公頃投資3000—6000元，可在2～3年內(nèi)收回投資。據(jù)1992年友誼農(nóng)場介紹，該場有100臺電動圓形噴灌機噴灌小麥、大豆、玉米，增產(chǎn)35%～45%，年累計新增產(chǎn)值483.24萬元，平均年增收161.08萬元。普陽農(nóng)場有電動圓形噴灌機21臺，比溝灌節(jié)水40%—60%，節(jié)能20%—30%，小麥每公頃增產(chǎn)579kg。十幾年來的使用證明，大型噴灌機是確保墾區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營穩(wěn)步發(fā)展的堅實基礎(chǔ)，是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)增收的有效措施。根據(jù)墾區(qū)地多人少，機械化水平較高的特點和地形地貌及水資源情況來看，推廣使用大型噴灌機是適宜的。
(2)河北省大曹莊農(nóng)場是大型噴灌機在華北平原國營農(nóng)場里使用zui早、的典型。該農(nóng)場自1978年引進美國大型噴灌機以來，目前擁有國內(nèi)外大型噴灌機30余臺，總噴灌面積占全場耕地73%，基本上實現(xiàn)了噴灌化。十幾年來的生產(chǎn)實踐證明噴灌比溝灌省水48.3%—57.9%、省地8%、節(jié)省勞力56%—90%、增產(chǎn)增收27%。噴除草劑除草率達85%～95%，比人工除草省工99.6%。因此他們講：大型噴灌機不僅是灌溉方式的變革，還能促使機務工程、農(nóng)藝工程、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟機制的變革和發(fā)展。
(3)甘肅省景泰川灌區(qū)位于滕格里沙漠邊緣，北緯36?！?8。之間，海拔1730—1760m之間，東西方向坡降1/40，開闊平坦、土地肥沃缺水、干燥多風。1980年以來先后引進國內(nèi)外大型噴灌機8臺，控制噴灌面積367hm2，大田作物一般噴灌5—6次，灌溉定額2250m3/hm2。為了抵御風沙侵襲，保護荒灘變良田，他們在噴灌區(qū)周圍栽種了一些抗旱、耐瘠薄的沙棗、紅柳、枸杞等樹木。這樣春小麥產(chǎn)量達4800k2/hm2、胡麻2400ks/hm2、籽瓜4.5萬kg/hm2，比溝灌省水30%-40%。
(4)安徽省宿松縣華陽河總場四分場，位于長江中游的皖西南地區(qū)。1991年買了一臺DYP--415型電動圓形噴灌機，以地表水為水源，由兩個人管理，對100hm2的棉田進行4次噴灌，平均每公頃增產(chǎn)600kg。一年兩茬，新增產(chǎn)值18萬余元，次年又買進一臺電動圓形噴灌機。據(jù)他們介紹DYP噴灌機不但能節(jié)水、節(jié)能、省工、增產(chǎn)，而且還能減輕勞動強度，提高生產(chǎn)率，對建設商品棉和棉花良種基地起著重要作用。
為什么近年來大型噴灌機能在東北、西北、華北、以致長江流域得到推廣呢?其主要原因如下：
(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體制的改革不斷深入；國家對農(nóng)業(yè)投資的力度不斷加大；農(nóng)戶對農(nóng)具的購買力不斷增強；適度規(guī)模經(jīng)營的家庭農(nóng)場不斷涌現(xiàn)；國家商品糧棉基地建設不斷發(fā)展。
(2)大型噴灌機本身具有自動化程度高、單機控制面積大、綜合利用率高、能澆灌各類高矮稈作物、能在丘陵沙漠地里運行、省水、增產(chǎn)、省工、節(jié)能等優(yōu)點，能滿足用戶的使用要求。
(3)大型噴灌機是目前幾種噴灌方式在推廣使用中單位面積設備投資較少的一種，平均每公頃投資3000-6000元。
(4)大型噴灌機技術(shù)已日趨成熟。國家標準的頒布使產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性有較大提高，可以替代進口的同類產(chǎn)品，1991年被國家科委、*、*確定為全國農(nóng)業(yè)節(jié)水大面積推廣項目之一。
三、存在的問題與經(jīng)驗教訓
1.存在問題
(1)在推廣使用圓形和平移式噴灌機時不講因地制宜。在沒有使用條件的地方出現(xiàn)了推廣失敗的教訓，有使用條件的地方卻拒絕推廣使用，嚴重損害了用戶的切身利益。中國這么大，發(fā)展每一種節(jié)水灌溉設備機型都是為了相互補充，而不能相互排斥。
(2)在產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性方面沒有嚴格執(zhí)行國家機械行業(yè)標準(JB/T6280.1—92《電動大型噴灌機技術(shù)條件》JB/T6280.2---92《電動大型噴灌機試驗方法》)。用戶不按標準要求去廠家訂貨，廠家有時用電鍍件代替熱浸鍍鋅件，用不符合產(chǎn)品技術(shù)要求的部件代替大型噴灌機的配件，不采用國內(nèi)*的噴頭配置技術(shù)軟件來提高噴灑均勻性，提高大型噴灌機的綜合利用率等等，都會直接影響到產(chǎn)品的技術(shù)性能，給用戶使用帶來不便，影響了大型噴灌機的推廣。尤其是平移式噴灌機和滾輪式噴灌機，雖然前期科研開發(fā)工作做了不少，但尚有一些關(guān)鍵技術(shù)沒有得到解決，又沒有正式列為國家技術(shù)攻關(guān)項目，因此用戶選擇此類機型猶豫不決，使推廣使用范圍變窄。
(3)用戶對買到大型噴灌機配件感到困難。目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家因。批量少、效益低都不愿意生產(chǎn)或生產(chǎn)價格偏高，使的電機減速器、車輪減速器、柔性接頭、百分率計時器等代用品率升高，不能確保大型噴灌機的可靠性，甚至誤了農(nóng)時，影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
(4)對用戶的技術(shù)培訓不足。特別是圓形和平移式噴灌機自動化程度較高，綜合技術(shù)較強，是機電一體化的大型機具，往往安裝不當、使用不當、維修不當給用戶造成直接的經(jīng)濟損失。
(5)大型噴灌工程缺少資金的支持。如內(nèi)蒙古阿拉善盟亂井灘揚水灌溉工程，通過四級泵站將黃河水引入亂井灘灌區(qū)，面積約6.8萬hm2，土地遼闊、地形緩起伏。沙土和沙壤土占灌區(qū)面積的53%，輕壤土占39%，其余均為中壤土和重壤土，很適宜發(fā)展電動圓形噴灌機。1992年阿盟政府請專家論證決定購買74—110臺DYP系列圓形噴灌機，噴灌1.3萬hm2土地，種植小麥、玉米、油葵和牧草，大力發(fā)展畜牧業(yè)及畜牧加工業(yè)，但因缺乏資金的支持，目前只按原規(guī)劃設計購買了23臺電動圓形噴灌機，并已初顯成效，其余待實施。
(6)科研經(jīng)費投入不夠，推廣使用后勁不足。對完善提高大型噴灌機技術(shù)的研究工作，工廠不愿出錢、科研單位沒有錢、國家列項困難，使本來與國外同類產(chǎn)品已縮小了的差距又逐漸拉大，滿足不了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的日新月異的變化。
(7)目前工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品價格剪刀差較大，一定程度上影響了農(nóng)戶的購買力。
2.經(jīng)驗教訓
(1)推廣使用圓形和平移式噴灌機一定要因地制宜。首先應在遼闊的平原、丘陵、沙漠荒地或草原，沒有灌溉就沒有農(nóng)業(yè)的地區(qū)，人少或勞動力很貴的農(nóng)牧業(yè)基地上推廣使用。并與大中型農(nóng)機具配套，再加上良種、化肥等，將產(chǎn)生大農(nóng)業(yè)規(guī)模效益。
(2)增加科研投入，提供實用、可靠、*、系列化的圓形和平移式噴灌機產(chǎn)品，滿足不同的自然條件要求，是推廣使用該機型的首要前提。
(3)提高社會化服務水平。使制造廠家與農(nóng)戶建立起一種新型關(guān)系，既是買賣關(guān)系又是代銷關(guān)系；既滿足了用戶自己維修使用的方便又給周圍地區(qū)用戶帶來了方便；既減輕了廠家的推廣壓力又擴大了產(chǎn)品的推廣范圍。
(4)縮小工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的剪刀差。政府應在政策上予以支持，使用戶對投入產(chǎn)出比的良性變化發(fā)生興趣，產(chǎn)生吸引力，該機型才能得以推廣。
四、“九五”期間大型噴灌機技術(shù)發(fā)展的方向
1.目前國外大型噴灌機具的發(fā)展趨勢
(1)擴大單機控制面積，提高勞動生產(chǎn)率，降低單位面積上的設備投資和運行費用。如美國1996年噴灌面積占全美灌溉面積的43.88%，其中圓形和平移式噴灌機噴灌面積占全美噴灌面積的64.3%。
(2)提高噴灑質(zhì)量，推廣低壓噴灑，降低能源消耗。
(3)產(chǎn)品與配件的“三化”程度高、成套性好、自動化程度高。
(4)發(fā)展綜合利用技術(shù)，不僅能噴水，而且還能噴灑化肥、農(nóng)藥的污水。
(5)應用新材料、新工藝，減輕整機重量、增加機組可靠性和防腐性能。
2.目前大型噴灌機關(guān)鍵技術(shù)的主攻方向
(1)大型噴灌機關(guān)鍵配套件的研制。電機減速器的三種功率<0.75、1.1、1.5kW)，種規(guī)格(30、37、45、56、68、84r/min)；低壓噴頭和增壓管道泵；噴灑化肥、藥裝置；電子百分率計時器等。
(2)大型平移式噴灌機的研制。*塔架車供水系統(tǒng)的研究；電控同步系統(tǒng)的研究；低壓噴灑均勻性的研究。
(3)小型長跨圓形和平移式噴灌機的研制。
(4)圓形和平移式噴灌機系列型譜的研究。
(5)滾輪式噴灌機的研制。滾輪式噴灌機主要部件的研究；滾輪式噴灌機通過性能的研究。
完善提高大型噴灌機技術(shù)是穩(wěn)妥推廣大型噴灌機的保障；它必將對我國農(nóng)牧業(yè)發(fā)展，緩解我國水資源短缺，支援工業(yè)和其他副業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生不可估量的經(jīng)濟效益和社會效益
