Технология, которая спасла мир от голода: капельное орошение

16 августа в 11:40

1482

researchgate.net

researchgate.net

Внедрение системы капельного орошения 50 лет назад позволило повысило урожайность на 50% при экономии воды в 40%. Над этой разработкой работали сотни ученых, и она изменила сельское хозяйство, позволив выращивать агрокультуры даже в пустыне.


Идее повышения урожайности точным орошением много тысяч лет. Примитивным прообразом современных систем капельного орошения были глиняные горшки с водой, которые крестьяне закапывали в землю.  Вода из них просачиваясь и питала корневую систему растений.

Открытие полиэтилена способствовало прорыву в разработке систем капельного орошения

В 1866 году в Афганистане для создания комбинированной системы орошения и дренажа использовались глиняные трубы. Вода для полива просто подавалась в дренажную систему. Через 50 лет немецкие учёные экспериментировали с перфорированными трубами. А профессор Мичиганского университета О.Е. Робери в своих опытах в 1934 году использовал шланг из пористого брезента.

Зачастую, прорыв в одной области науки возможен лишь благодаря достижениям другой. Так и произошло, когда в 1935 году в Великобритании была открыта технология добычи полиэтилена. Полиэтилен стал основным материалом систем капельного орошения, обеспечил гибкость и прочность элементов системы. С развитием технологий производства полиэтилена (увеличением жёсткости и пластичности, удешевлением производства) технология капельного орошения стала более доступной и получила распространение по всему миру.

Кибуц Хацерим – родина капельного орошения

Не случайно современное капельное орошение зародилось в Израиле. Значительная часть страны покрыта пустыней, а 60% площади — территория с засушливым климатом. Среднегодовое количество осадков от 400 до 800 мм в год, а в засушливый год в пустыне Негев иногда лишь 20 мм в год.

Сельскохозяйственное устройство Израиля состояло преимущественно из коммун (кибуцев) значительную часть населения которых составляли репатрианты из Европы. Они обживали пустынные земли на юге страны, огромные необрабатываемые и практически незаселённые территории.  

Кибуц Хацерим был основан в 1946 году в пустыне Негев. Эти земли начали осваиваться лишь в 1943 году. В начале 1950-х годов почвы кибуца были признаны непригодными для сельскохозяйственного использования из-за засоленности. Но сегодня эта территория носит прозвище “овощная база Израиля”. 65% овощей, экспортируемых в Европу, идут из пустыни Негев в долине Арава.

Симха Бласс – отец капельного орошения

Израильский инженер-гидротехник Симха Бласс родился в Варшаве и репатриировал в Израиль в 1930 году. Бласс занимал пост инженера по водным ресурсам и был автором крупнейших проектов по водоснабжению Израиля, в частности прокладки первого трубопровода от скважин на северо-западе страны в пустыню Негев.

По легенде, идея капельной оросительной системы ему пришла, когда он заметил в аллее вдоль дороги одно дерево, выделявшееся размером. Причиной оказалась утечка в трубопроводе, питавшая корневую систему этого дерева.

Разработка принципиально новой системы полива захватила Бласса. Он начал проводить испытания с различными материалами. Бласс искал оптимальное давление воды, обеспечивающее равномерную водоподачу, использовал трение для замедления потока до создания стабильной капли. В этих экспериментах ему помогал сын — Иешаяу.

Уже в 1959 году Симха Бласс разработал и запатентовал первое устройство капельной подачи воды. Бласс искал партнёров для испытания и дальнейшего развития своего изобретения. Так в 1965 году было заключено соглашение с кибуцем Хацерим. Совместная работа по улучшению технологии увенчалась выпуском в 1966 году первой в мире системы капельного орошения.

После внедрения системы капельного орошения урожайность в кибуце повысилась на 50% при экономии воды в 40%.

Компания Netafim — пионер в области внедрения капельных технологий

В 1965 году Симха Бласс подписывает соглашение с кибуцем Хацерим о создании  компании Netafim. С того времени и до наших дней эволюция капельного орошения тесно связана с работой учёных компании. На протяжении десятков лет технология совершенствовалась и распространялась по всему миру.

В 1976 году израильский изобретатель Рафи Мехудар в сотрудничестве с компанией разработал новое поколение капельниц, обеспечивающих равномерный расход независимо от качества воды и давления внутри трубопровода. Капельницы также были снабжены системой самоочистки.

1982 год — разработана система компенсаторных капельных линий (Ram Integral Compensated Dripper line), совмещающая технологии встроенных и наружных капельниц (встроенные/вставные регулируемые капельницы).

Вторая половина 80-х годов — компания представляет тонкостенную капельную ленту. Разработка снизила стоимость технологии для промышленных полевых культур, увеличила мобильность применения системы.

В 90-е компания внедрила лабиринт каналов Turbonet с широкими водными потоками. Также запатентовала разработанные специально для теплиц PCJ-капельницы. Это  компенсированные наружные капельницы с антидренажной системой (устраняет эффект постоянного наполнения, что повышает эффективность импульсного орошения).

Вначале 2000-х Netafim запускает новое поколение капельниц Dripnet PC. Они обеспечивают равномерность распределения потока, благодаря системе компенсации давления. Разработка делает возможным орошение участков с сильными уклонами.

Все эти разработки сделали название Netafim синонимом современной и эффективной системы капельного полива.

США — мировой лидер  по количеству площадей под капельным орошением

Поля авокадо близ Сан Диего в 70-е

Первыми разработкой израильских инженеров заинтересовались страны с засушливым климатом — Австралия, Ближний Востока, США (Калифорния).

Именно в США в 1981 году Netafim откроет первый международный филиал. Сегодня дочерние компании открыты в Перу, Индии, Южной Африке, Турции и других странах.

В 1969 году экспериментальная технология была применена в округе Сан-Диего для выращивания авокадо. Большинство садов были высажены на склонах (более дешёвые земли). К тому же, регион имел проблемы с пресной водой. В следующем году был проведён семинар по результатам полевых исследований. В нем приняло участие 600 фермеров из других штатов и представителей государственных учреждений прибыли в Сан-Диего. Семинар стал ежегодным и собирал специалистов из разных уголков страны. Они знакомились с возможностями системы и обсуждали перспективы её внедрения в своих хозяйствах.

В 1974 году именно в Сан-Диего было решено провести второй Международный конгресс по системам капельного орошения. На нём присутствовали более 2000 участников из 29 стран.

В 2005 году США стали мировым лидером по количеству площадей под капельным орошением. В тройку также вошли Индия и Испания (26% от общего количества орошаемых площадей в стране, больше только у Израиля).

Родившийся в Киеве советский режиссёр-документалист Юз Герштейн снял документальный фильм “Капля-капелька” о методе капельного орошения. Лента также способствовала популяризации технологии.

Заказы на системы поступали из разных стран мира. Поэтому в кибуце Хацерим был построен промышленный комплекс для удовлетворения спроса. В результате — этот кибуц стал самым богатым в стране.

Внедрение капельного полива — фактор борьбы с голодом

Важнейший стимул для дальнейшего расширения географии применения капельного орошения — гуманитарная функция.

Netafim продвигает свои разработки в регионах с засушливым климатом, экономика которых зависит от сельского хозяйства. В 2009-2011 годах совместно с местными властями были разработаны программы увеличения эффективности сельского хозяйства для северо-восточных регионов Бразилии, штата Джаркханд в Индии, юга Замбии и восточной Кении. По доступной цене аграриям были предложены современные технологии по рациональному использованию водных ресурсов и обучение специалистов для их эксплуатации.

Маленькие трубки, которые помогли накормить мир

Несмотря на усилия разработчиков капельного оборудования, микро-орошение используется для полива менее 2% обрабатываемых земель во всём мире.

Ричард Чапин —  “отец капельного орошения” из США. Автор более чем 25 патентов в сфере орошения. Первую систему Watermatic Чапин создал для орошения цветов в теплице.

В 1960 году Ричард Чапин зарегистрировал компанию Chapin Watermatics, которая запустила в производство его “капельные ленты”, представлявшие собой черные пластиковые трубки диаметром около дюйма. Со временем тысячи наборов для капельного орошения были распространены более чем в 150 странах по всему миру, помогая фермерам получать урожай в самых засушливых районах.

Мы помогли людям выращивать сельскохозяйственные культуры, чтобы накормить мир. Некоторые производители заявили, что не могут оставаться в бизнесе без капельного орошения. Мы понятия не имели, что эти маленькие трубки, с которых мы начали, приведут нас в 40 стран мира,

сказал Чапин в интервью в 1994 году.

В мае 2006 года Chapin Watermatics, Inc. была продана с обязательным условием, что покупатель продолжит предоставлять материалы, необходимые для систем капельного полива.

Основанный Чапином фонд Chapin Living Waters призван помочь беднейшим фермерам получать богатые урожаи в условиях засухи.

Капельное орошение в Африке

У системы капельного орошения нет первооткрывателя, ее разрабатывали сотни ученых

Доктор Даниэль Гиллель — израильский ученый, который доказал преимущество технологии капельного орошения над поливом дождеванием и затоплением. Его разработки позволили фермерам не зависеть от способности почвы удерживать влагу. Гиллель помогал фермерам разных стран осваивать новые израильские сельскохозяйственные технологии. С международными миссиями он объездил Бирму, Турцию, Судан, Пакистан, страны Ближнего Востока. В 2012 году за заслуги в отрасли капельного полива его номинировали на Всемирную продовольственную премию.

Доктор Гиллель никогда не занимался коммерциализацией данного метода. Его видение водопользования поддерживается ООН и внедряется в странах Азии, Африки, Австралии, Америки. Его разработки в области микро-ирригации помогают бороться с голодом в отдалённых от достижений науки регионах, меняя к лучшему жизни миллионов людей.

Даниэль Гиллель всегда подчёркивал, что над системой капельного полива трудилось много учёных. Получая премию в 2012 году, он сказал:

Ни один человек не изобретал капельного орошения.

Но есть также изобретения, за авторством которых стоит всего один человек. Ранее мы писали про 11 человек, которые изменили сельское хозяйство.

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


AgriGeek

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

bn

Вверх