Center pivot sulama - Center pivot irrigation

Kansas merkezli merkez pivot sulamanın karakteristik dairesel alanlarının uydu görüntüsü.

Center-pivot sulama (bazen aranır merkezi pivot sulama), olarak da adlandırılır su tekerleği ve daire sulama, bir yöntemdir mahsul sulama ekipmanın bir pivot etrafında döndüğü ve mahsullerin sulanması fıskiyeler.[1][2] Bir dairesel Pivotun merkezinde bulunan alan sulanır, genellikle yukarıdan bakıldığında mahsullerde dairesel bir desen oluşturur (bazen Çemberleri keskarıştırılmaması gereken şunlar tarlada bir mahsulün bir bölümünün dairesel düzleştirilmesiyle oluşur).[3] Merkez pivotların çoğu başlangıçta su gücüyle çalışıyordu, ancak bugün çoğu elektrik motorları.

Center-pivot sulama sistemleri Suyu verimli kullanma ve bir çiftliğin verimini optimize etme yeteneklerinden dolayı faydalıdır. Sistemler büyük kara alanlarında oldukça etkilidir.

Tarih

Center-pivot sulama 1940'ta icat edildi[4] çiftçi Frank Zybach tarafından,[5] kim yaşadı Strasburg, Colorado.[4] Tarlalara su dağıtımını iyileştirmek için etkili bir yöntem olarak kabul edilmektedir.[3]

1952'de Zybach, Columbus, Nebraska'dan bir arkadaşı olan A. E. Trowbridge ile ticarete girdi. Trowbridge 25.000 $ yatırdı ve patent haklarının% 49'unu aldı. Zybach, Colorado'dan Columbus'a geri döndü, bir dükkan açtı, birkaç adam kiraladı, borunun yüksekliğini 1,8 metreye kadar çıkardı ve ticarete atıldı. İşletmenin ilk iki yılında sadece 19 sistem sattılar. İlk tasarımlar titizdi ve birkaç çiftçi sistemleri anladı. Zybach, sorunlu sistemleri satmaya çalışmak yerine tasarımlarını geliştirmeye devam etti ve makinelerini daha iyi hale getirmeye odaklandı.[6]

Zybach, sistemin operasyonel verimliliğini artıran değiştirilmiş tasarımlarla başarıyı gördü. 1954'te, patentini Robert Dawsonerty ve şirketi Valley Manufacturing'e lisansladı. Dawson'ın mühendisleri sonraki on yılı Zybach'ın yeniliğini rafine ederek, onu daha sağlam, daha uzun ve daha güvenilir hale getirerek ve onu bir hidrolik güç sisteminden elektrikli sürücüye dönüştürerek geçirdi. Daugherty'nin şirketi büyümeye devam etti. Valmont Industries, yan kuruluşu Valley Irrigation ile birlikte Amerika Birleşik Devletleri'nde sulama vizyonunu sürdürüyor ve sonunda tüm dünyaya yayılıyor.[7]

Genel Bakış

Pivot sulama devam ediyor pamuk Çiftlik.

Center pivot sulama, bir tür genel gider fıskiye birkaç boru segmentinden oluşan sulama (genellikle galvanize çelik veya alüminyum ) uzunlukları boyunca konumlandırılmış, birleştirilmiş ve desteklenmiş sprinkler ile kafesler ve tekerlekli kulelere monte edilmiştir.[1] Makine dairesel bir şekilde hareket eder ve dairenin merkezindeki pivot noktasından su ile beslenir.[8]

Bir merkez pivotun kullanılması için arazinin makul ölçüde düz olması gerekir; ancak merkez pivotların yerçekimi akışını kullanan alternatif sistemlere göre en büyük avantajlarından biri dalgalı ülkede işleyebilme yeteneğidir. Bu avantaj, bazı alanlarda artan sulama alanı ve su kullanımı ile sonuçlanmıştır. Sistem, örneğin, Amerika Birleşik Devletleri, Avustralya, Yeni Zelanda, ve Brezilya[8] ve ayrıca çöl bölgeleri gibi Sahra ve Orta Doğu.

Merkez pivotlar tipik olarak 1600 fitten (500 metre) daha az uzunluktadır (daire yarıçapı) ve en yaygın boyut standart 1/4 mil (400 m) makinedir. Tipik bir 1/4 mil yarıçaplı ekin çemberi, yaklaşık 125 dönümlük araziyi kaplar[8]

Center pivot sulama nozullar
Rotator tarzı pivot aplikatör fıskiyesi
Son Tabanca tarzı pivot uygulayıcı sprinkler

Başlangıçta, çoğu merkez pivotu su ile çalışıyordu. Bunlar ile değiştirildi hidrolik sistemler ve elektrik motorlu sistemler. Günümüzde çoğu sistem, her kuleye monte edilmiş bir elektrik motoruyla çalıştırılmaktadır.

Dış tekerlek seti dönüş hızını belirler. İç tekerlek setleri, iki segment arasındaki göbeklere monte edilir ve eklemdeki bükülmenin belirli bir eşiği aştığını algılamak için açı sensörleri kullanır. Açı çok büyük olduğunda, segmentleri hizalı tutmak için tekerlekler döner. Tam bir rotasyon için tipik süreler üç günü içerir;[8] diğer kaynaklarda, yapının dış kenarı dakikada 2–3 m hızla hareket ederken, bu da 1/4 mil (400 m) yarıçaplı bir sistemin dönüşü için 14–21 saate eşittir.[9]

Tek tip uygulama elde etmek için, merkez pivotlar, makinenin yarıçapı boyunca eşit bir emitör akış hızı gerektirir. En dıştaki açıklıklar (veya kuleler) belirli bir zaman diliminde en içteki açıklıklardan daha uzağa seyahat ettiğinden, ağızlık boyutları iç açıklıklarda en küçüktür ve pivot noktasından uzaklaştıkça artar. Havadan görünümler, "merkez pivot sulama borusunun çeyrek veya yarım mil uzunluğundaki" sulu izlerin oluşturduğu daire alanlarını gösterir.[10] "dakikada yüzlerce, bazen de binlerce galon" kullanan center pivot irrigatörleri tarafından oluşturulmuştur.[10]

Irkhaya Çiftliklerinde Center pivot sulama Al Rayyan, Katar.

Çoğu merkez pivot sisteminde artık U-şekilli bir borudan sarkan damlalar var. kaz boynu borunun üstüne takılı[açıklama gerekli ] sprinkler başlıkları mahsulün birkaç fit (en fazla) yukarısına yerleştirilmiş, böylece sınırlayıcı buharlaşan kayıplar ve rüzgar kayması. Statik plaka, hareketli plaka ve parça çemberi dahil olmak üzere birçok farklı nozul konfigürasyonu mevcuttur. Basınç regülatörleri, her birinin doğru tasarım basıncında çalışmasını sağlamak için tipik olarak her nozulun yukarı akışına monte edilir.

Damlalar ayrıca, suyu doğrudan mahsuller arasında yere bırakan sürükleme hortumları veya fıskiye ile kullanılabilir. Bu tür bir sistem, LEPA (Düşük Enerjili Hassas Uygulama) olarak bilinir ve genellikle karık uzunluğu boyunca küçük barajların inşası ile ilişkilendirilir (karık dikme / bağlama olarak adlandırılır). Mahsuller düz sıralar halinde ekilebilir veya bazen sulama sisteminin hareketine uyacak şekilde daireler halinde ekilebilir.

Doğrusal / yanal hareketli sulama makineleri

Baştan sona küçük bir merkez pivot sistemi.

Sulama ekipmanı ayrıca düz bir çizgide hareket edecek şekilde yapılandırılabilir ve burada yanal hareket, doğrusal hareket, tekerlek hareketi veya yandan rulo sulama sistemi.[11][12] Bu sistemlerde su, tarla boyunca uzanan bir sulama kanalıyla sağlanır. Kanal, bir tarafta veya merkez boyunca bir çizgi halinde konumlandırılır. Motor ve pompa ekipmanı, besleme kanalı tarafından bir arabaya monte edilir. Araba, makine ile birlikte hareket eder.

Çiftçiler, mevcut dikdörtgen alanları korumak için yanal hareketli sulamayı seçebilirler. Bu, karık sulamadan geçmelerine yardımcı olabilir. Yatay hareketli sulama çok daha az yaygındır, daha karmaşık yönlendirme sistemlerine dayanır ve center pivot sulamaya kıyasla ek yönetim gerektirir. Avustralya'da yandan hareketli sulama yaygındır. Orada sistemler genellikle 500 ila 1.000 metre uzunluğundadır.

Faydaları

Center-pivot sulama, diğer birçok yüzey sulama yöntemler, örneğin karık sulama.[8] Kanalların kazılmasını gerektiren toprak sulama tekniklerine göre daha düşük işçilik maliyetine sahiptir. Ayrıca, merkez eksenli sulama, toprak miktarını azaltabilir toprak işleme. Bu nedenle zemin sulama ile oluşabilecek su akışını ve toprak erozyonunu azaltmaya yardımcı olur.[8] Daha az toprak işleme ayrıca daha fazla organik materyali teşvik eder ve mahsul kalıntısı toprağa tekrar ayrışmak için. Ayrıca toprak sıkışmasını da azaltır.[8]

Amerika Birleşik Devletleri'nde yarı kurakın erken yerleşimcileri High Plains döngüleri nedeniyle ürün hataları nedeniyle rahatsız edildi kuraklık felaketle sonuçlanan Toz Haznesi 1930'ların. Sadece sonra Dünya Savaşı II Center pivot sulama kullanılabilir hale geldiğinde, High Plains akifer sisteminin arazi kütlesi dünyanın tarımsal açıdan en verimli bölgelerinden birine dönüştü.

Verimli sulama için mahsuller daire şeklinde ekilir.
Mahsuller, verimli olması için çemberler halinde ekilir. sulama.

Olumsuz etkiler

Fosil su yenilenemez bir kaynaktır. Yeraltı suyu Sulama ile ekstraksiyon oranı yeniden doldurma oranını aştığında seviyeler düşer. 2013 yılına gelindiğinde, center-pivot sulamanın su tüketim verimliliği yıllar içinde geliştikçe, çiftçilerin daha yoğun ekim yaptıkları, daha fazla araziyi suladıkları ve daha susuz mahsuller ürettikleri gösterildi.[10]

Amerika Birleşik Devletleri'nin bazı bölgelerinde, altmış yıllık karlı iş Yoğun tarım devasa merkez eksenli irrigatörlerin kullanılması, Ogallala Akiferi (High Plains Akiferi olarak da bilinir).[10] Dünyanın en büyüklerinden biri akiferler yaklaşık 174.000 mi²'lik (450.000 km²) bir alanı kaplar. eyaletler nın-nin Güney Dakota, Nebraska, Wyoming, Colorado, Kansas, Oklahoma, Yeni Meksika, ve Teksas, altında Muhteşem ovalar içinde Amerika Birleşik Devletleri.[13][14]

1950'de sulanan ekim arazisi 250.000 dönümlük bir alanı kapladı. Center-pivot sulamanın kullanılmasıyla, yalnızca Kansas'ta yaklaşık üç milyon dönüm arazi sulanmıştır. Bazı yerlerde, maksimum ekstraksiyon sırasında, su tablası yılda beş fitten (1.5 m) fazla düşmüştür. Aşırı durumlarda, kuyular sürekli düşen su tablasına ulaşmak için büyük ölçüde derinleştirilmesi gerekiyordu.[10] Bazı yerlerde Texas Panhandle su tablası boşaltıldı (susuzlaştırıldı). "Akiferin üzerinde uzanan Teksas tarım arazilerinin geniş alanları artık sulamayı desteklemiyor. Kansas'ın batısında, akiferin 100 millik (160 km) bir alanı boyunca sulanan tarım arazisinin beşte biri çoktan kurumuş durumda." Kurumuş akiferdeki yeraltı suyunun yerini alması için yüzlerce ila binlerce yıllık yağış gerekir.[10]

Kültürdeki rolü

21. yüzyılda, High Plains Akiferi'nin öneminin kabul edilmesi, bölgesel[15][16][17] ve uluslararası gazeteciler.[18] A Mayıs 2013 New York Times "Kuyular kuru, verimli ovalar toza dönüşüyor" makalesi[10] High Plains Akifer Sisteminin bazı kısımlarındaki amansız düşüşü anlatıyor.

Yazar Emily Woodson, modernizme (pahalı traktörler, merkez eksenli sulama, tehlikeli yeni pestisitler) yönelik derin bir tutum değişikliğinin bir parçası olarak ve 1970'lerin ortalarında ve 1980'lerde gerçekleşen geleneksel tarımdan uzaklaşmanın bir parçası olarak merkez pivot sulama sisteminin artan kullanımını tanımladı. Birleşik Devletlerde. Yeni bir nesil, büyük miktarlarda yeraltı suyu, gübre ve kimyasallar gerektiren sulu mısır veya yer fıstığı gibi yüksek riskli, yüksek getirili mahsulleri seçti. Yeni aile çiftliği şirketleri, birçok merayı yeni ekili araziye dönüştürdü ve artan arazi fiyatlarına göre daha çok ilgilendi. su tasarrufu.[19][20]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b Mader, Shelli (25 Mayıs 2010). "Center pivot sulama tarımda devrim yaratıyor". The Fence Post Dergisi. Arşivlenen orijinal Eylül 8, 2016. Alındı 6 Haziran 2012.
  2. ^ ddr.nal.usda.gov Arşivlendi 2011-10-09'da Wayback Makinesi Değişken su uygulama derinlikleri sağlamak için Center Pivot sulama sistemi modifikasyonu.
  3. ^ a b Gray, Ellen (3 Mayıs 2012). "Uzaydan Teksas ekin çemberleri". NASA. Alındı 6 Haziran 2012.
  4. ^ a b Morgan, Robert (1993). Su ve Kara. Cathedral City, CA: Adams Publishing Corp. s. 35–36. ISBN  0935030026.
  5. ^ Alfred, Randy (22 Temmuz 2008). "22 Temmuz 1952: Patentli Orijinal Crop-Circle Maker". Wired Magazine. Alındı 6 Haziran 2012.
  6. ^ https://livinghistoryfarm.org/farminginthe50s/water_03.html
  7. ^ http://www.valleyirrigation.com/about-us/history
  8. ^ a b c d e f g "Daha Önce Hiç Yetiştirilmeyen Yerlerde Pirinç Yetiştirmek: Missouri araştırma programı, giderek daha aç olan bir dünyanın daha iyi beslenmesine yardımcı olabilir". Ziraat Fakültesi, Gıda ve Doğal Kaynaklar, Missouri Üniversitesi. 3 Temmuz 2008. Arşivlendi orijinal 17 Eylül 2013 tarihinde. Alındı 6 Haziran 2012.
  9. ^ "Basınçlı Sulama Teknikleri: Center pivot sulama sistemleri" (PDF). BM Gıda ve Tarım Örgütü. 2007. Alındı 26 Nisan 2020.
  10. ^ a b c d e f g Şaraplar, Michael (19 Mayıs 2013). "Kuyular Kuru, Verimli Ovalar Toza Dönüşüyor". New York Times.
  11. ^ Evans, R.O .; et al. (Mart 1997). "Center Pivot ve Lineer Hareket Sulama Sistemi" (PDF). North Carolina Cooperative Extension Service, North Carolina Eyalet Üniversitesi. Arşivlenen orijinal (PDF) 21 Ekim 2012. Alındı 6 Haziran 2012.
  12. ^ "Wheelmove Yağmurlama Sulama İşlemi ve Yönetimi" (PDF).
  13. ^ Darton, N.H. 1898. Nebraska'nın batısındaki jeoloji ve su kaynakları hakkında ön rapor. yüz üçüncü meridyen. İçinde: Walcott, C.D. (ed), ABD Jeolojik Araştırmalarının Ondokuzuncu Yıllık Raporu, 1897-1898, Kısım IV, s. 719-785.
  14. ^ Dennehy, K.F. (2000). "High Plains bölgesel yeraltı suyu çalışması: U.S. Geological Survey Fact Sheet FS-091-00". USGS. Arşivlenen orijinal 2008-07-23 tarihinde. Alındı 2008-05-07.
  15. ^ "Çiftlikler için büyük bir sorun olarak akiferin küçülmesi" Arşivlendi 2009-02-04 de Wayback Makinesi. Nancy Cole, Arkansas Democrat-Gazette. 24 Eylül 2006. Son erişim tarihi 24 Ekim 2006.
  16. ^ Sütun - Mansel Phillips: "Çok fazla susamış sektör, neredeyse yeterli su yok" Arşivlendi 2013-06-15 at Wayback Makinesi. Mansel Phillips, Amarillo Globe Haberleri. 4 Ekim 2006. Son erişim tarihi 24 Ekim 2006.
  17. ^ "Uzun vadeli su endişelerinin bir başka işareti", Lincoln Star Journal, 8 Ekim 2006. Son erişim tarihi: 20 Kasım 2012
  18. ^ Daily Telegraph (İngiltere) Cumartesi Dergisi Sayı 48,446 (5 Mart 2011 tarihli) ss 26-32 "Yüksek ve Kuru" Raporu, Charles Lawrence
  19. ^ Morris, John Miller (2003). Sherry L. Smith (ed.). Güney Ovalarının Geleceği. Norman, Oklahoma: Oklahoma Üniversitesi Yayınları. s. 275. ISBN  0806137355.
  20. ^ Rainwater, Ken (1 Ocak 2004). "Kitap İncelemesi: Güney Ovalarının Geleceği". Great Plains Üç Ayda Bir Yapılan Great Plains Çalışmaları. Lincoln, Nebraska: Center for Great Plains Quarterly Great Plains Studies, Nebraska Üniversitesi.

Ek kaynaklar

Dış bağlantılar