Изобретение с Великих равнин: дождевальные системы кругового действия

13 марта в 17:00

311

Изобретение с Великих равнин: дождевальные системы кругового действия

Важнейшим элементом освоения человеком новых территорий являлось орошаемое земледелие. Продвигаясь вглубь континентов, вдаль от крупных водных артерий, людям приходилось становиться изобретательнее в обращении с водой.


Cегодня большинство наработок и инноваций в области орошения производятся в зонах с засушливым климатом. Так в пустыне Негев в 60-х годах была разработана технология капельного орошения. Мировую известность штату Небраска принесли разработанные здесь дождевальные системы кругового действия.

Небраска — родина круговых дождевальных машин

Исторически вода для орошения является ценнейшим ресурсом в регионе. Более 50% использования воды в штате приходится на сельскохозяйственную отрасль.

Семиаридный климат в Центральной Америке является неблагоприятным для ведения сельского хозяйства. Лёгкие сухие почвы, безлесые равнины, нестабильные осадки и ветровая эрозия препятствовали получению высоких урожаев. Под действием этих факторов фермеры вынуждены были сниматься с насиженных мест и отправляться на запад, ища заработок в городах. Так регион помимо дефицита осадков в середине двадцатого века стал испытывать недостаток рабочей силы.

Исследования в области орошаемого земледелия начались в конце 19 века. В 1887 году был опубликован сельскохозяйственный бюллетень “Орошение в штате Небраска”. С тех пор площадь орошаемых земель в штате постоянно росла. Из-за недостаточности осадков, для полива использовались воды реки Платт и водоносного горизонта Огаллала.

Долгое время между штатами Небраска, Канзас и Колорадо шли непримиримые споры об использовании вод бассейна реки Платт. Договоры водопользования заключались, оспаривались и пересматривались. В некоторых конфликтах участвовали Конгресс США и Верховный суд США. Наконец в 1943 году был заключён договор с целью справедливого распределения вод бассейна.

Источники воды для сельскохозяйственного использования в штате Небраска сложно восполнить естественным путём. Политика водопользования привела к тому, что сегодня мощность потока реки Платт составляет лишь 10–25% от исторического. С конца 19 века до 2005 года Геологическая служба США определила истощение Огаллальского водоносного горизонта на 9%. Рациональное использование воды является необходимостью для обеспечения экологической безопасности региона.

Таким образом, недостаточная водная обеспеченность стала стимулом к разработке новых методов полива. Требовалась система, которая бы рационально расходовала воду, обрабатывала бы значительные площади и, для обслуживания которой, не требовалось бы много работников.

Изобретение системы. Трудные времена для сельского хозяйства региона

Дождевальная машина

Источник: wcsa.world

Система кругового орошения была изобретена в 1940 году Фрэнком Зибахом. В 1947 году был разработан первый опытный образец и Зибах стал работать над совершенствованием системы. В 1952 году, совместно с вступившим в бизнес другом А.Э. Троубриджем, они открывают магазин и за первые два года продают 19 систем. В 1954 году Зибах запатентовал своё изобретение и продал патент Роберту Доэрти. По договору компания Zybach & Trowbridge получала 5% от продаж до окончания действия патента. К 1969 году они получили более 1 миллиона долларов.

Роберт Доэрти рос в Южной Омахе, но летом помогал отцу торговать скотом. В 1954 году он не имел ни малейшего представления об ирригации. Вернувшись со Второй Мировой войны он решил заняться бизнесом и искал подходящее направление.  В 1946 году за $5 тыс. он покупает часть фермы в Небраске которую называет Valley Manufacturing.

Первое время Доэрти занимается строительством элеваторов. Прорыв произошёл после знакомства с издателем каталога сельскохозяйственных товаров компании розничной торговли Sears Roebuck. После включения элеватора в каталог Valley Manufacturing получила заказ на 1000 устройств. В компании, которая начиналась с 2-3 сотрудников, стало работать более 100 человек.

В 1952 году сельскохозяйственная отрасль в регионе испытывала трудности. Последовал спад спроса на продукцию Valley Manufacturing и Роберт Доэрти стал искать новые перспективные направления развития. Один из сотрудников рассказал ему о Фрэнке Зибахе и его системе кругового орошения. После встреч с Зибахом и фермерами, использовавшими системы, Доэрти решает, что за этой технологией будущее.  

Ирригационная система требовала многочисленных доработок, и первое время компанию поддерживали продажи другого сельскохозяйственного оборудования. С 1954 по 1960 год было продано лишь 50 систем. От 6 до 8 лет ушло на построение надёжной системы, которая работала бы без сбоев и остановок. Гидравлический привод был заменён на электрический, башни с тросами на ферменные конструкции пролётов. Наконец после всех доработок система стала действительно надёжной.

Работающая без сбоев система привлекала внимание соседних ферм, стало поступать всё больше заказов. Система не нуждалась в лишней рекламе, так как рекламировала сама себя. Значительная экономия труда и увеличение урожайности обратили на себя внимание.

Для сельского хозяйства региона 50-е, 60-е годы были тяжёлым временем. Несколько лет сильной засухи сократили количество ферм. Население штата сократилось на 5% вследствие оттока рабочей силы. Круговые системы орошения помогли хозяйствам пережить этот период.

70-е годы – бум производства систем кругового полива

Ещё до окончания срока действия первого патента у компании Valley появились конкуренты. После истечения срока патента в 1969 году их количество значительно возросло. За все годы более 80 частных лиц и компаний пытались закрепиться в этом бизнесе. Среди самых крупных – Reinke, Lindsay, T-L Irrigation, Lockwood Corporation, Kroy, Oasis и др.

Бум производства пришёлся на 70-е годы. В 1972 году исследователи из Университета штата Небраска с помощью спутниковых снимков подсчитали, что в США работало 2725 систем кругового действия. В 1973 году продажи стимулировались экспортом зерна в Советский Союз.

В конце 60-х, начале 70-х годов компании Valley пришлось выдержать конкуренцию с многочисленными фирмами. Со многими предстояли судебные процессы в связи с нарушением патентных прав. В то же время конкуренция стимулировала развитие технологий.

В 1968 году свою первую круговую дождевальную машину ELECTROGATOR® представила компания Reinke. Чтобы избежать обвинений в нарушении патентных прав разработчикам необходимо было предложить новые идеи для усовершенствования системы.  

Reinke  Electrogator

Reinke  Electrogator 1968 года. Источник: livinghistoryfarm.org

ELECTROGATOR®  — стал первой реверсивной системой с электрическим приводом и коллекторным кольцом, впервые использованы фермы длиной более 30 метров, впервые использованы взаимозаменяемые трубы и шпренгели на всех участках спана. Кроме того металлические колёса были заменены на резиновые, была разработана специальная прокладка O-ring.

Компания Reinke Manufacturing была основана Ричардом Рейнке в 1954 году на семейной ферме в г. Дешлер. Первоначально компания занималась строительством торговых и сельскохозяйственных построек (курятников и др.).

Всего за свою жизнь Ричард Рейнке запатентовал более 30 инновационных решений. Построенная же им в 1968 году дождевальная машина в настоящее время всё ещё работает в г. Дешлер.

В 1969 году свой вариант системы с гидравлическим приводом представила компания T-L Irrigation. Компания Kroy разработала систему, работающую от сжатого воздуха.

Компания Lindsay разработала систему Zimmatic, уделив особое внимание проходимости системы. Поскольку большинство равнинных участков уже обрабатывались, разработчики усовершенствовали шарнирные соединения. Машина могла работать на холмистой местности и обеспечить поливом ранее не орошаемые участки.

К 1980 году, когда экспортный рынок иссяк, большинство компаний-конкурентов обанкротились. Четыре крупнейших остались в бизнесе до наших дней - Valmont, T-L Irrigation, Lindsay Manufacturing и Reinke Manufacturing. Все они базируются в штате Небраска.

Распространение технологии по миру

Выход на международный рынок был делом времени. В 70-х годах компания Valley начинает продавать свои системы по всему миру. Первая продажа произошла ещё в конце 60-х дилеру из Лиона. Последовали заказы из Советского Союза, Мексики, Канады, Австралии.

Появились первые публикации о дождевальных машинах кругового действия. Специалисты съезжались в Небраску, чтобы ознакомиться с возможностями систем. За визитами следовали заказы. География экспорта очень быстро расширялась.

По некоторым оценкам сегодня более 88 000 систем кругового орошения работают по всему миру за пределами США. Компания Valley занимает порядка 50% мирового рынка. Филиалы компании расположены в 14 странах и в них работает 5200 человек.

Изобретение Фрэнка Зибаха преобразило штат Небраска. Раньше на обширных площадях штата сеяли неприхотливые зерновые. Распаханные плодородные земли без должного полива превращались в пыль. Сегодня в штате Небраска больше орошаемых площадей, чем в любом другом. Штат является крупным производителем сои, сахарной свёклы, картофеля. В регионе работает более 30 тыс систем кругового орошения.

Сегодня, когда Роберта Доэрти спрашивают, гордится ли он тем фактом, что его поливные машины помогают кормить миллионы людей по всему миру, он отвечает: “Конечно! Кто бы не гордился? … Это прекрасное ощущение того, что мы сделали что-то важное для человечества. И вместе с тем у нас был хороший, прибыльный бизнес”.

Читайте также: Технология, которая спасла мир от голода: капельное орошение

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.


AgriGeek

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

bn

Вверх