1933年，美国加州一个叫澳滕&m iddot;英格哈特的农民发明了世界第一只摇臂喷头，并注册专利，由著名的雨鸟公司制造。采用摇臂喷头喷水系统后，水的利用率大大提高，比大水漫灌可提高约50%以上。1894年，一位名叫查尔斯&m iddot;斯凯纳的美国依阿华州人，发明了一种非常简单的喷水系统，开拓了人类利用机械设施节水灌溉的先河。这样，同样的水可多灌50%的面积。美国农业工程师协会（ASAE）在1990年举行的“农业工程50周年庆典”上为此授予雨鸟公司“历史里程碑奖”。这种新型喷头的问世，对此后农业节水灌溉起到了革命性的推动作用
为提高土地利用率，后来又开发出平移式喷灌机(LateralMoving)，但使用并不多。此后，水力驱动也逐渐改变为电力驱动，可靠性越来越高。目前，美国总灌溉面积中，约31%采用中心支轴式系统灌溉。70年代，由于石油危机的影响，中心支轴式喷灌机的喷头由摇臂喷头改为低压微喷喷头，以达到节约能源的目的。因为成本较高，维修不方便，能耗高
二次世界大战以后，美国的经济、技术飞速发展，以皮尔斯(Pierce)为先导的灌溉企业制造出多种快速连接铝合金接头，与薄壁铝管连接，诞生了半固定及固定式薄壁喷灌系统，使得大面积采用喷灌系统成为可能。缺点是人工搬动劳动强度大。半固定系统的优点是造价低廉，对田间耕作无影响。固定式喷灌系统的优点是劳动强度小，但造价高，对田间耕作有影响，适合于多年生作物灌溉
著名的中心支轴式喷灌机制造商有美国的伐利及林赛
但用水效率低下，局限了灌溉面积的扩大。生产足够的粮食，为迅猛增长的人口提供食品，怎样提高水的利用率成了20世纪一大难题。20世纪以前，经过数个世纪的探索，人类学会了拦河蓄水，筑渠引水，开畦灌溉的技术
缺点是土地利用率低（约78%）。这种机器在70年代前多配置雨鸟公司生产的摇臂喷头。后来这种机器的生产权售给内巴拉斯加州的伐利公司（即现在的维蒙特）。1952年，一位名叫弗兰克(Frank)的科罗拉多州的农民发明了一种水力驱动，自动转圈，上边悬挂喷头的喷灌机具，取名为中心支轴式喷灌机(CenterPivot)。60年代后，这种机器在地广人稀、地势不平坦的美国中部农业区科罗拉多、内巴拉斯基、堪萨斯广泛推广开来。其优点是自动化程序高，灌溉劳务成本非常低；地形适应性强，不需要平地
因为喷灌要全面积湿润，作物颗间的蒸发基本上是无效的。尽管喷灌的用水效率大大高于传统的地面灌溉技术，但对于十分干旱少雨的地方来说，仍是不尽人意
生命之起源，水为必然条件。人类文明之数千年历史，为水而奋斗是极其重要的篇章。如我国的郑渠、灵渠及都江堰，埃及尼罗河两岸历史悠久的灌溉工程都是很好的例证。没有了水，地球上的生命将会枯竭
这种机器结构简单，由一台小马力汽油机驱动。其优点是造价比固定式喷灌系统低，劳动强度比半固定式、手工搬管系统低，维修方便。滚动轮由薄壁镀锌钢板做成，管道为薄壁铝合金管。适用于低干作物，如棉花、小麦、蔬菜、草皮、草场等的灌溉。现在仍有数家公司，如美国的维德(WadeCo.)，莱克(Lake)、皮尔斯(Pierce)等在制造这种被称为滚移式喷灌机(S ideRoll或WheelMoving)的机器。为充分利用半固定式喷灌系统造价低的优点，克服其劳动强度高的缺点，一种由机械驱动的类似于半固定系统的喷灌机在30年代晚期由一位叫哈里&m iddot;法里斯通(Harry.Firestone)的人发明并投入使用
但能耗高，喷水均匀度不好，对土壤侵蚀严重，对作物打击强度太大。整套机具配一支大喷枪，流量及射程非常大。这种机器使用灵活、方便，劳务成本低。还有一种叫卷盘式喷灌机的灌溉机具，广泛流行于欧洲各地，起源于法国，适合于中、小农场
除用水效率非常高外，利用滴灌系统施肥，其效果更佳。40年代末期，一位叫希姆克&m iddot;伯拉斯(Symcha.Blass)的以色列农业工程师在英国发明了滴灌技术。50年代，他将此种技术带回以色列的内格夫沙漠地区，应用于温室内灌溉。目前仍是全球最为蓬勃发展的灌溉技术。滴灌的用水效率高达90%以上，主要归因于无输水损失，管理好的话可无深层渗漏，无地面径流损失，直接入渗于根区使得作物棵间蒸发损失非常小。滴灌不只使作物产量提高，节约水资源，而且可大大提高作物品质。从60年代初开始，滴灌在以色列、美国加州得到广泛推广，主要应用于水果及蔬菜灌溉。可根据作物不同生长期需肥要求，准确地随灌溉水施入不同的肥料，可使作物生长于最优水、肥环境中
农场主迫切需要劳动成本比滚移式喷灌机还要低廉的机器。进入50年代，由于经济的快速发展，美国的劳务成本迅速上升