灌溉工具開發腦洞史
據說中國是四大文明古國中唯一延續5000年歷史沒有中斷的國家。
呃，然而我敢唯一確定的是——奇葩的差異。
典型的東亞季風氣候，導致年降水量季節和地區分布差異明顯，多的澇乾的旱；地勢大體上西高東低，從青藏高原向東呈階梯狀傾斜，主要江河自西向東一路流入太平洋，這就是我們遼闊的國土。
可惜的是，只有20多億畝適合農耕。
這種特定的地理環境及氣候條件決定了灌溉對於經濟及社會的重要作用，灌溉文明的發展即是古代中國農業社會的發展。
從初始版本的農民上線直到現在更新迭代5000輪的農民，都一直向同一個目標奮鬥：爭取早日躺著把活幹了！
距今3000多年的古人農民，為取水受盡磨難，不管是灌溉還是生活用水，都得一步一個腳印一桶一桶提上來。
朦朧中覺得自己命不該此的原始農民，藉助最原始的洪荒之力打開腦洞，發明了一種取水工具名叫「戽斗」。
《農政全書》曰：戽斗，挹水器也……凡水岸稍下，不容置車，當旱之際，乃用戽斗。控以雙綆，兩人挈之，抒水上岸，以溉田稼。
學渣看圖?
看圖一秒即可明白，雖然這是一個非常簡單的裝置，但是在當時這可比一個人傻扛看起來高級多了，並且促進了與隔壁老王和睦友好的鄰里關係，穩定了廣大人民群眾的革命友誼。
到商代的時候，農民腦洞被更新之後，出現了一種更為省力且灌溉效率更高的工具，孔子的弟子子貢還曾向別人大肆介紹此物。
一天，子貢南遊楚國，過漢陰，見個老漢抱著個水缸來回澆菜，忍不住吐槽：「現在有個神器，每天可以澆灌上百個菜畦，不費力且效率高，你咋不用？」
老漢抬頭問：「什麼鬼？」
子貢說：「用木料加工成機械，後面重前面輕，提水就像從井中抽水似的，快准狠，它的名字就叫做桔槔。」
桔槔利用了槓桿原理製成，槓桿的一端系重物，另一端系水桶，中點架在一支承柱上；汲水時用力向下拉繩，重物上抬，桶進水，待水滿，藉助另一端重物的力量，輕鬆將水桶提上來。
不想看字的，看圖
自桔槔之後，農民伯伯嘗到了大大的甜頭。堅定不移的貫徹讓自己輕鬆一點，這個世界才會更美好的宗旨，堅決要搞出更快、更高、更強的灌溉工具，更加積極的投入到日益壯大的開腦洞活動中，並且還成立了開腦洞協會。
為了滿足農田灌溉對水資源的進一步需求，開腦洞協會隆重推出新的灌溉神器——轆轤，號稱史上最偉大的發明，沒有之一。
字不重要，看圖?
與桔槔的單向用力方式更為進步的是，它是循環複式地用力，並且其力臂大大長於重臂，比較方便省力。明清時，神器再一次升級——畜力轆轤，一次性可盛多桶，提水深度達數十米。
此神器說是最偉大的發明也不為過，不光是在當時受到了廣大人民群眾的熱烈歡迎，成功上位為北方地區最為重要的提水神器。
直到現代，它也被廣泛的使用在取水征途上，所以3000年前這個腦洞值得獎勵一個大雞腿。
扛著 「我是一塊磚，哪裡需要去哪裡」的flag，開腦洞協會迅速成立「水往高處流」專案組，嘗試解決大面積農田的灌溉需要。於是，水車出現了。
依靠人力作為驅動帶動翻車工作的人力翻車，有兩種，手搖式翻車和腳踏式翻車。手搖式翻車依靠手搖車拐帶動大齒輪轉動，將水從低處運動高處。
腳踏式翻車利用人腳踩動踏板帶動驅動，因為腳的力量遠高於手的力量，所以腳踏式翻車省力效率又高。
看圖?，用心體會
據說當時女子嫁人的標準就是腦洞一定要大，腦洞小的人註定一輩子打光棍。
不巧的是清代蔣炯有首《踏車曲》泄露了天機：「以人運車車運輻，一輻上起一輻伏。輻輻翻水如瀉玉。大車二丈四，小車一丈六。小以手運大以足，足心車柱兩相逐。左足才過右足續，踏水渾如在平陸。高田低田足灌沃。不惜車勞人力盡，但願秋成獲嘉穀。」
就是說，雖然這貨澆地澆的好，但是真TM累啊！一天下來，手腳均廢，七竅生煙，這莊稼不成都對不起踏板的。
逐漸的人民群眾怨聲載道，叫苦不迭；尤其是壯丁較少的人家更是深受其害，逢灌溉必求人，珍藏的白米飯白饅頭都給隔壁老王吃了。
由於對現狀極度不滿，壯丁較少的人家聯合老弱病殘群體組成了情緒激進的反腦洞聯盟，他們認為這是反終極夢想的發明。他們成功煽動了廣大人民群眾，人民群眾開始聚眾上街遊行，要求打倒偽進步的開腦洞協會。
想輕鬆找畜生！養畜一日，用畜一生。翻車這麼累，何不讓牲畜們去干！
所以迅速在人力翻車的基礎上增加了一套畜力傳動裝置，牛或驢等畜力拉動水平卧輪旋轉，水平卧輪再咬合豎向立輪轉動，因豎向立輪與大齒輪同軸就可帶動大齒輪、木鏈輪轉動，循環提水。這比人踏效率高多了！
後來各地農民的小腦洞還就著地方特色搞的紅紅火火，在水流落差大的地方有水轉風車；在刮大風的地方有風力翻車。
經過這一役，開腦洞協會又贏回了人民的信任。協會門口每天排著隊的送錦旗。
秉承解放人力的思想開腦洞協會趁熱打鐵又推出了水車的另外一種——筒車，這是一種利用水流衝力驅動的提水機械，用水力完全取代人力和畜力。
但是筒車要求相對穩定的水流條件，因此需要修建導流堤、攔水堰等輔助工程設施。竹筒固定排列在水輪上，水輪既是動力機械又是工作機，以水力為動力，衝動水輪自動運轉提水。
好在結構簡單，造價低廉且維修方便，在宋代被人民群眾廣泛接受，甚至一直延續到現代，是中國農村比較常見的水力提水神器。
儘管推出的灌溉神器備受人民群眾推崇，但是作為一個有抱負有理想的開腦洞協會，感覺越來越迷茫。
他們已經藉助了各種能被有效利用的資源，如牲畜、水力、風力等代替人力，但是長久以來農民依然是生活的最為艱辛的群體，甚至還在吃飽穿暖的存活線上掙扎，大部分農民依然是望天吃飯。
隨著工業革命的發展，人類進入到電氣時代，尤其是電動機出現之後，各種解決農民灌溉痛點的機器層出不窮，比如各類水泵、抽水機等。甚至關於農用灌溉還有了正規的的規劃設計，積累了一套灌區建設和管理的經驗。
科技的快速發展讓開腦洞協會徹底興奮了，產品更新換代越來越頻繁，機器替代人力越來越徹底，他們預感終極夢想的時刻來臨了！
可就在這時候，一封紅頭文件連夜趕來：如何解決本身乾旱缺水地區的農業灌溉問題？這是一個他們從來沒有認真考慮過的問題。
乾旱的地方降水稀少、蒸發強烈，要是搞漫灌費時費工又費水。想來想去他們覺得搞個節水運動，號召乾旱地區節約用水。
後來發現這根本不能解決問題，看著這水分蒸發表，他們頭都大了一圈。變形的腦洞靈機一碰，他們發現降低蒸發量，提高水的利用率是個不錯的路子。
至此他們轟轟烈烈舉行了史上最大的新品發布會，因為這一次他們因地制宜的推出了更為新穎的灌溉形式——噴灌、滴灌。同時提出了節水灌溉的理念。
噴灌是利用機械和動力設備，使水通過噴嘴射向空中，以雨滴狀態降落田間的灌溉方法。
比噴灌更黑科技的是滴灌，按照作物需水要求，通過管道系統與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的水分和養分一滴一滴，均勻而又緩慢地滴入作物根區土壤中。
它最突出的特點就是僅讓水濕潤農作物生長位置的土壤，灌溉量小，蒸發損失小。
這種全新的灌溉形式最吸引人的就是可以控制水量，不產生地表徑流和深層滲漏損失，水的利用率大為提高，比漫灌節省水量30%一50%，不但減少了勞動量，還降低了灌水成本。
更為人稱道的是，這種灌溉形式可以方便地結合施肥，把化肥溶解後灌入灌溉系統，由於化肥同灌溉水結合在一起，肥料養分直接均勻地施到作物根系層，實現了水肥同步，減少人力勞作，大大的提高了肥料的有效利用率。
這次新品發布會意味著開腦洞協會從一個僅僅熱衷於開腦洞的組織轉變成一個致力於先進農業灌溉理念的組織。
人民群眾又一次被腦洞折服，祖國大地一片歡騰，同時腦洞協會還走出中國，走向世界，與國際接軌，學習別人的先進理念。
但開腦洞協會並沒有感覺到開心，相反，日益鬱悶。
5000年來，他們一直改良灌溉工具，為的就是讓農民賴以生存的土地有足夠的肥力，讓農民的腰桿也挺直。
但從來沒想過他們辛苦發展成現在這般規模的灌溉竟然變成了農民窮困的主要原因，大部分地區仍然採用的大水漫灌導致了土壤鹽鹼化！
到底是哪裡出了錯？還是從一開始就錯了？遇到過那麼多懷疑與否定，這是第一次他們對自己的存在產生了懷疑!
他們日夜思考這個問題，發現事實並不是這樣。
澆地的目的是讓莊稼根部獲得和保持必需的水量，澆其餘地方完全沒的必要，澆很深的水更是巨大的浪費。
5000年來他們都是站在人的角度去考慮一切，尋找一切去替代人力，但從來考慮過農作物的感受，他們什麼時候需要水？需要多少水？
翻開5000年來的腦洞筆記，他們鄭重的寫上了「灌溉量」三個大字。
對，就是灌溉量的問題。
這一次是他們自己發自內心的覺得值得獎勵兩個大雞腿的發現，一個質的飛躍。
他們全球招募土地公公，希望與土地公公達成戰略性合作，實時滾動播出每一塊地每一塊莊稼的灌溉期以及灌溉量。
身經百戰的開腦洞協會當然不會因為公公摞挑子而驚慌，他們利用現代科技的感測器，打造了一個「人造土地公公」。
形似一個長杆子，插入地下，在不同的土壤深度有相應的感測器，這些感測器會在土壤中監測不同深度土壤水分的變化。
農作物是否在舒服的喝水可以通過監測根系位置土壤水分的實時變化情況反應出來。
如果發現土壤中水分含量減少的速度變慢了，就表示農作物從土壤中吸收水分、營養的速度變緩了，「人造土地公公」就會自動提示，表示為人類提供食物的農作物不能夠從土壤中吸收水分了。
從而，人和農作物建立了動態的溝通機制。同時根據耗水量以及作物生長周期、預計降水量計算出灌溉量。
順便為了炫耀他們積攢了5000年的腦洞，特命此物為：智墒！
產品一推出，土地公公立馬收它為徒，賜名「國民公公」，鼓勵廣大人民群眾把它帶回家。
國民公公的出現，開腦洞協會幡然醒悟。他們一直以來只想著改變，卻從來沒深入的了解過大自然，也沒有想過土壤、水、作物、氣象、環境有什麼更為特殊的聯繫。
想明白這些，下一步他們想做更為宏偉的事情。所有用到人力的地方全由機器取代，機器的操作由大數據做依撐，大數據的來源整合土壤水、作物根系生長、氣象、土壤肥力、歷史病蟲害等一切關聯數據。
也許有一天當您正吃著火鍋滿頭大汗的時候，手機叮鈴鈴，一條信息提示您：主人，您的莊稼需要在7天後進行灌溉，灌溉量是XXX。請知曉！
亦或者：主人，您的莊稼將在7天後進入收割狀態。請知曉！
歷史的發展早已證明，懶才是促進生產力進步的唯一動力。這一點，開腦洞協會深諳於心。
所以土壤渴了灌溉、土壤餓了施肥、土壤病了除害，莊稼熟了收割打包……這些農民都不用干，農民需要乾的就是監視這些替他幹活的傢伙們有沒有偷懶。
當然大部分時間是用來躺著，唱唱曲、打打牌、鬥鬥蛐蛐。
這一次開腦洞協會終於可以振臂高呼：廣大人民群眾終於躺著了！
5000年來農民的終極理想終於要實現，可是，那會不會很無聊......
PS.
謹以此文向從古至今所有直接或間接從事灌溉工具開發的人員以及直接或間接創造他們的人表示深深的敬意！
5000年來開腦洞協會由於他們的熱血加入及無私奉獻碩果累累，而今將繼續將他們的精神發揚光大全心全意為人民服務！比心！
推薦閱讀：
※智能機器人「入侵」農業領域，看它們都幹了些啥？
※淺談國內農業科技發展現狀
※《 2018年農業 5 大趨勢》
※荷蘭庫肯霍夫（Keukenhuf）公園-看世界最迷人公園怎麼來做國家宣傳片