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anni 50-plus di irrigazione del Centro-perno

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Quando il Coloradan-girare-Nebraskan Frank Zybach ha cominciato radunare il suo primo impianto di irrigazione sperimentale del centro-perno nel 1947, era sul cuspide di niente a corto di che inizia una rivoluzione agricola. L'aggeggio traballante era basicamente una portata dei tubi soltanto alcuni piedi fuori dalla terra, sospesa dai cavi di ancoraggio, guidata dalle ruote del metallo e trascinata sopra la terra dagli scivoli. Ha assomigliato ad un dispositivo di Rube Goldberg per la bagnatura del suolo.

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Soltanto circa un mezzo secolo più presto, il pompaggio meccanizzato ha aiutato le pratiche di irrigazione di tirata dalle età scure. Il processo di riempimento delle fosse di irrigazione di grandi importi di acqua freatica ha significato che gli agricoltori più non sono stati legati alle correnti ed agli stagni, o alla mercé di piovosità, per tenere i loro raccolti vivi. Ma le fosse di irrigazione sono dispendiose ed imprecise, sommergendo alcune parti di campo mentre lasciano altri asciutti.

Nell'inizio del XX secolo, gli inventori hanno cominciato a dimostrare i primi sistemi di irrigazione a pioggia. Erano aggeggi ingombranti del tubo collegato che hanno dovuto essere collegati ad una testa di pozzo, con le portate lunghe per installare e funzionare. Poi l'intero sistema ha dovuto essere abbassato manualmente più lontano il campo e la risistemazione. Era lavoro duro e fangoso, ma ha rappresentato la prima volta che gli agricoltori potevano irrigare le bande piuttosto grandi del campo ad un singolo tempo.

Eppure, quando Zybach – che la storia ricorda più affettuoso per il suo successo come inventore che un agricoltore – ha visto una dimostrazione di un impianto di irrigazione in anticipo sul lavoro, ha deciso che potrebbe essere fatto meglio. Un fattore limitante importante di quei sistemi era che stavano muovendo costantemente relativamente ai loro collegamenti della testa di pozzo. Zybach soluzione elegante semplice ma tecnicamente complicata sarebbe di usare un accoppiamento girante alla cima del pozzo per fornire l'acqua ad un singolo braccio dei tubi che hanno oscillato in un cerchio intorno alla sua fonte d'acqua.

impianto di irrigazione concentrare del perno

Un impianto di irrigazione del centro-perno usa la pressione bassa e l'alta uniformità innaffiare una miscela della pianta da copertura che include il ravanello del daikon in O'Brien, Florida. Credito: Foto di usda NRCS da Doug Ulmer

La sua prima ripetizione ha usato l'acqua per guidare le ruote. Come con tutto il meccanismo del oscillazione-braccio, la conclusione più lontana del irrigator ha viaggiato molto più veloce dell'estremità al centro, in modo dal sistema ha dovuto regolare la sua velocità. Ha fatto così mediante usando i cavi di ancoraggio per controllare le valvole dell'acqua che hanno guidato le ruote. Se una sezione ottenesse troppo lontano avanti o dietro il resto, il tensionamento dei cavi di ancoraggio regolerebbe le valvole per girare le ruote più velocemente o più lento. E poiché l'estremità esterna del braccio dell'oscillazione stava muovendo più velocemente, la più acqua ha dovuto essere spruzzata ad un'estremità dell'apparato che dall'altra.

Da ora al 1949, Zybach aveva raffinato il suo sistema abbastanza bene per fare domanda per un brevetto per «l'apparecchiatura automotrice dello spruzzatore di Zybach.» Tre anni più successivamente, ha vinto il brevetto ed ha iniziato i piani per produrrlo per mezzo di un appoggio finanziario. Ma il sistema ha incontrato gli scettici. Non solo ha fatto il sistema di Zybach sembrare inventato, ha stato soltanto alcuni piedi fuori dalla terra (non utile per i raccolti di altezza significativa) ed il suo modello del cerchio ha lasciato più di 20 per cento di un campo quadrato asciutti.

I primi due anni di produzione lento-stavano andando, in modo da Zybach ed il suo partner hanno conceduto una licenza alla progettazione a fabbricazione della valle (conosciuta oggi come Valmont Industries), che era poi una società relativamente giovane dell'attrezzatura dell'azienda agricola basata nel Nebraska. Con l'aiuto – e conflitto occasionale – di Zybach, la valle ha apportato i miglioramenti sulla progettazione originale del sistema: alzando i tubi e gli spruzzatori e mettere a punto un sistema elettrico dell'azionamento. Aggiungendo l'impianto di irrigazione concentrare del perno al suo programma dell'attrezzatura conosciuta dell'azienda agricola probabilmente ha contribuito a legittimarla nelle menti dei compratori, anche.

«Prima di questa invenzione pathbreaking, pochi avuti ha capito come l'irrigazione potrebbe cambiare le vite dei Nebraskans,» il libro Nebraska che i momenti riassume l'invenzione di Zybach. «Prima del 1850 c'era poco interesse nella sistemazione del Nebraska oltre il 100th meridiano perché la piovosità e la mancanza limitate di alberi hanno suggerito che l'area non potrebbe sostenere l'agricoltura.» Le note di libro che il numero dello stato dei pozzi è aumentato dieci volte fra 1950 e 1990.

La stessa esplosione si è presentata in molti altri stati in cui l'irrigazione concentrare del perno ha aperto la nuova terra all'agricoltura. Oggi, i cerchi massicci del raccolto sono visibili da spazio nei posti come il Sudafrica e l'Arabia Saudita.

Secondo la stampa occidentale dell'azienda agricola, l'agricoltura degli Stati Uniti impiega approssimativamente 150.000 perni concentrare attraverso il paese – riguardare più di 20 milione acri.

Mentre lo sviluppo della tecnologia di irrigazione come il sistema concentrare del perno indiscutibilmente ha trasformato l'agricoltura moderna, quella prosperità non è venuto senza suoi effetti collaterali. Oggi, coltivare l'irrigazione rappresenta circa due terzi di tutto l'uso dell'acqua freatica in unisce gli stati. E negli ultimi anni, gli agricoltori (particolarmente nell'ovest) hanno visto che i livelli di loro pozzi cominciano cadere.

Secondo lo studio geologico degli Stati Uniti (USGS), molti degli strati acquiferi della nazione stanno vedendo l'acqua ritirata tramite uso umano più veloce della natura può rimetterla. In nessun posto nel paese è questo effetto pronunciato di sopra lo strato acquifero di Ogallala, che misura le alte pianure dal Texas al Sud Dakota. Molte contee hanno visto il loro calo buono medio dei livelli da più di 20 piedi durante soltanto 20 anni – alcune aree hanno perso una media di più di 40 piedi di acqua secondo l'analisi dei dati di USGS condotti dal Gannett Company.

Spruzzatore del perno del centro di LEPA

I sistemi antincendio del centro-perno dell'applicazione di precisione di energia bassa (LEPA) incontrano una valutazione di efficienza di 96 per cento mentre forniscono le applicazioni d'innaffiatura efficienti alla pianta. Credito: Foto di usda

Quando i pozzi dell'azienda agricola sono perforati, sono valutati tipicamente per quanti San Giovanni d'Acri-piedi dell'acqua possono produrre su un periodo considerato. Quel numero, ha detto Charles Corey, direttore esecutivo del fondamento di ricerca di irrigazione basato su Yuma, Colorado, è andato in gran parte trascurato dalla maggior parte dei agricoltori, che hanno innaffiato i loro raccolti mentre hanno visto la misura per le decadi.

Come stati come Colorado sono venuto a realizzare la natura limitata dei loro rifornimenti idrici, hanno cominciato misurare i pozzi con un contatore per seguire l'uso e limitare overpumping. Quello ha creato una situazione dove gli agricoltori devono cercare l'efficienza migliore nei loro impianti di irrigazione. Il calcolo degli inizio d'innaffiatura con convincere l'altezza dell'ugello e la dimensione appropriate di goccia per minimizzare l'evaporazione e massimizzare l'assorbimento nel suolo e poi ottiene complicati (più astuto) da là.

I partner senza scopo di lucro del fondamento di ricerca di irrigazione con i produttori per verificare le nuove tecnologie d'agricoltura – cioè semi, software, sistemi di pompaggio, ugelli, ecc. – sui campi sperimentali e commerciali per imparare come «fare più con meno acqua,» ha detto Corey, di cui la ricerca è puntata su che aiuta i produttori a fornire migliori informazioni ai loro clienti nel Ogallala. «Che è la nostra preoccupazione: per evitare che overpumping e tenere questa risorsa idrica possibile per molti anni.»

Il più grande singolo cambiamento a strategia di irrigazione sta aggiungendo l'abilità al volume di controllo agli ugelli dei sistemi del centro-perno. Nel passato, gli agricoltori potrebbero regolare la velocità del perno per aumentare o diminuire la quantità di acqua che si sono applicati ai campi. Che la strategia ha creato le zone d'innaffiatura enormi cui ha assomigliato alle fette di torta se osservato da sopra.

Gli odierni nuovi sistemi danno ad agricoltori il controllo degli ugelli che possono liberare l'acqua ai tassi varianti. Ora gli impianti di irrigazione possono rotolare ad una velocità costante ma al volume del cambiamento di uscita secondo i bisogni del campo.

«Potreste avere un pacchetto di 134 ugelli, ma ottenete il controllo di ogni tre ugelli,» avete spiegato Corey. Ciascuno di quei gruppi di tre si trasforma in in una zona nella rotazione di quel perno. «La parte importante è che una volta che avete quel controllo, quindi potete ottenere creativo con il protocollo, che consiste della formulazione,» significante i fertilizzanti, gli antiparassitari ed altre applicazioni.

download concentrare di dati del perno

Due ricercatori di usda scaricare i dati circa il movimento di un impianto di irrigazione del centro-perno per ricostruire la quantità di acqua e di tempo che ha preso per irrigare un'area. Credito: Foto di usda da Scott Bauer

La stagione passata, il fondamento ha verificato un sistema del perno da Reinke® che ha usato l'irrigazione a tasso variabile accoppiata con un nuovo Agri-inietta il sistema del fertilizzante di marca che può inserire gli importi variabili di fertilizzante nelle zone di irrigazione. Come lo spostamento dei tassi di irrigazione all'interno di ogni zona, in modo da fa la quantità di fertilizzante disposta nella corrente dell'acqua. «Possiamo controllare il fertilizzante nelle parti per milione per flusso (per gallone al minuto),» ha detto Corey.

Mentre tutte le nuove tecnologie vengono con i loro costi, gli agricoltori spenderanno idealmente di meno sul pompaggio, sul fertilizzante e sugli antiparassitari, mentre massimizzano i rendimenti dei raccolti.

Mentre gli agricoltori imparano i loro nuovi sistemi, stanno cambiando alcuni metodi molto di base di irrigazione. Per esempio, un articolo pubblicato recente dell'azienda agricola descrive come Ken Ferrie, l'agronomo del giacimento della pubblicazione, ha raggiunto il migliore assorbimento in terreno pendente usando i passaggi multipli del campo alle portate più basse. Concedendo i più piccoli importi di tempo dell'acqua di assorbire nel suolo fra i passaggi, il processo poteva migliorare la penetrazione evitando lo scolo ed accumulando nei settori problematici del campo.

Ciò va illustrare il livello di complessità con cui gli agricoltori dovranno capire in futuro i loro campi ed attrezzature. Poichè la tecnologia permette la dispersione più precisa delle risorse, Corey predice, l'industria vederà l'uso regolare dei consulenti verificare il suolo, i raccolti ed altre circostanze e sviluppare le prescrizioni del fertilizzante e di irrigazione su misura ad ogni campo e raccolto.

Poichè l'invenzione di Zybach ha cambiato l'agricoltura durante gli ultimi 55 anni, si trasformerà nel futuro di irrigazione che entra nella sua fase prossima – dove i rendimenti continueranno ad essere forti, ma nessuna goccia può essere sprecata.