灌溉技术与农业发展:保障稳定的农业用水
数千年前,埃及人在尼罗河的灌溉下繁衍生息,创造了辉煌的古埃及文明。

如果不是从事农业活动的专业人员,不事农桑的现代人几乎很难意识到灌溉技术对农业的重要性。在自然条件下进行耕种,只能被动地看天吃饭,往往因为降水量不足或分布不均匀,不能满足作物对水分的要求。因此,必须人为干预,以弥补天然降雨的不足,灌溉应运而生。

灌溉,即用水浇地。它是以人为方式使用除雨水以外的其他水源供给土地或土壤水分,可以用来种植农作物或其他植物,也可以用来维持地貌景观,或在干燥地带或在过度降雨后的地区进行植被重建

此外,灌溉对农作物还有其他的好处,如保护植物免于霜害、在粮食区抑制杂草生长,并且抑制土壤固结。灌溉系统还能用来抑制灰尘、排放污水以及矿物的堆摊浸滤。

现代农业灌溉

灌溉的历史非常悠久,在公元前6000年的古埃及美索不达米亚平原(如今的伊拉克和伊朗地区),就已经出现了灌溉。古埃及有尼罗河,美索不达米亚平原有底格里斯河与幼发拉底河,洪水每年7月到12月份都会泛滥淹没两岸的土地。

先民们很早便注意到了这种现象:尼罗河河水的涨落时间非常有规律,上涨和下降的幅度也不算剧烈。尼罗河泛滥时,古埃及人修建的蓄水池和水渠系统会被水漫过,因此自然储存了一些水源;而每当河水退去时,上游带来的肥沃淤泥就会沉淀下来,在平原上形成肥沃的土地。那为何不用储存的水去浇灌耕地呢?于是,古埃及人利用堤坝、田垄等水利设施帮助管理水源,田垄增加了漫灌的效率。

“蝎子王的锤头”,描绘的是公元前3100年左右,一位手持锄头的王者在疏浚水渠

为了增加灌溉的效率,古埃及人还有很多独一无二的创举:

在机械方面,古埃及人发明了脚踏式的人力水车《圣经》中对此也有记载:“因为你要进去得的那地,并不像你出来的埃及地;在那里你撒了种,还要用脚灌溉,像菜园一样。”

为了方便用水,古埃及人还使用一种被称为“橘槔(gāo)”的装置:利用带有配重和长绳的杠杆取水。较小的橘槔可以由人力拉动,较大的则需力畜协助。利用这些取水设备,古埃及人可以在洪水退去后仍然在远离主河道的地区进行耕种。

脚踏式水车

制度层面上,古埃及人将包括管理用水、记录水情的职业世袭制,这种制度保证了知识的传承不致出现断层。他们试图精确观测、记录尼罗河水的水文状况,在河里树立高度统一的标尺,以测量水位涨落的数据。

公元前3100年,古埃及美尼斯法老甚至建立了人类历史上第一个大型灌溉工程,他以及他的继任者建造了水坝和灌溉渠/运河(其中有一条运河长达20公里)。到了公元1800年前后,全世界灌溉的面积约为8万平方公里,而如今灌溉面积达到了242万平方公里。

橘槔装置

埃及先民系统性的灌溉工程对农业经济及社会历史进步推动作用巨大,可以说灌溉在农业的地位决定了灌溉文明的发展。

首先,文明的兴起必然依赖于农业,虽然在河流下游入海口地区,农业用水相对而言可以获得保障,但灌溉技术的兴起使得农业用水的保障更加稳定,进而增加了农业的亩产量,可以使得文明负载更多的人口,从而有更好的发展前景。

其次,古埃及的农业灌溉是需要中央集权来进行开发和维护的,这促进了人类历史上权力的集中。虽然中央集权制在当代看是有着各种各样的问题,但在几千年前,这样的中央集权是人类历史上一种必然的政权组织形式。有了这样的中央集权制,文明的进步和更新提速了。

阿斯旺水坝

随着科技的日新月异,灌溉技术和设备也发生了巨大的变革。

各种喷灌设备的出现,成为了现代灌溉的开端,工业化带来了各种金属喷头,蒸汽机及后来的内燃机的出现让灌溉的范围和效率进一步提升。

在现代灌溉中,漫灌仍然是一个重要的组成部分,它所需的资金少、技术低,在水价格便宜,人工也较低的地区仍然是主流的灌溉方式;喷灌法被认为是现代灌溉的典型代表,他能更加均匀的分布水滴,在果园葡萄园有冻害风险时,还可以起到降低果树冻伤的风险;针对非常缺水的地区,还出现了滴灌,它是将灌溉水用埋在土中的塑料管线,直接输送到植株的根系土壤附近。很多时候滴灌还配合着地膜的使用,最大程度地降低了无效的蒸发和灌溉水的浪费。

滴灌

其实,无论是历史悠久的漫灌,近代兴起的喷灌,还是精准的滴灌,都是庞大的人类灌溉系统的一部分。他们都是人类改造自身生存环境的一部分,为农业生产发挥着重要作用。如果没有这些灌溉措施,我们无法承担如今的人口数量,也无法把人类的文明拓展到如此广袤的区域。

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