老技術(shù)引領(lǐng)新農(nóng)業(yè)

伊麗莎白·鄧恩　康坦·拉韋爾迪

| 便宜好用的滴灌技術(shù) |

大水漫灌仍是主流？

亞利桑那州西部，科羅拉多河流域和莫哈維沙漠的交匯處有4452公頃的農(nóng)田，種著高粱、小麥等作物。這片土地屬于科羅拉多河流域的印第安部落。喬希·莫爾為部落打理這片農(nóng)田，他表示，這里一年的降水量還不到6.35毫米，無論種什么，都離不開灌溉。

“我們種地靠的還是過去大水漫灌的系統(tǒng)。”莫爾說。水渠自19世紀修建以來，一直用到現(xiàn)在，但近些年，氣候愈發(fā)干旱，流入水渠的水也越來越少。目前，水渠暫且還可以滿足印第安部落農(nóng)田的用水需求，但部落還是有必要早作打算，因為接下來這里只會變得更干旱，用水也會更緊張。如今，你如果去部落的高粱地轉(zhuǎn)一圈，就會發(fā)現(xiàn)地里多了許多黑色塑料管道。這是部落新嘗試的滴灌技術(shù)，如果收效良好，還會進一步推廣。

世界大部分地區(qū)的糧食生長都靠雨水滋養(yǎng)，但降雨不足的地區(qū)，農(nóng)民就只能自己想辦法澆地了。近些年，農(nóng)業(yè)的科技含量越來越高，轉(zhuǎn)基因作物早已不是什么新鮮事物，但說到澆地，85%農(nóng)田的灌溉方式還依舊沿用千年來的傳統(tǒng)模式。

大水漫灌能延續(xù)這么久，說到底還是因為便宜，但從自然資源的角度講，這種灌溉方式也會讓我們付出高昂代價，一是70%的水都浪費掉了，二是過量灌溉不利于作物生長，三是被水沖走的肥料會污染河流、濕地和湖泊。

滴灌技術(shù)沒有這些缺陷，但全世界只有不到5%的農(nóng)田選擇滴灌，這不是想不到，而是用不起。因為現(xiàn)有的滴灌系統(tǒng)都離不開泵，若想讓水順利流過幾十米的管道，泵的推動力不可或缺。另外，水里免不了有泥沙和藻類植物，因此滴灌系統(tǒng)還需配備過濾裝置，這也是一筆不小的開銷。平均算下來，一公頃地的滴灌系統(tǒng)就要花費5000美元。

便宜好用的新方案

相比之下，部落使用的滴灌系統(tǒng)，裝配1公頃只需1000美元。這主要是因為水在系統(tǒng)內(nèi)的流動純靠重力作用，也不會產(chǎn)生任何碳排放。

全球每年消耗的水，有近3/4是被農(nóng)業(yè)消耗掉的?，F(xiàn)如今，水資源一年比一年緊張，要想避免形勢進一步惡化，就必須減少農(nóng)業(yè)用水。2021年8月，美國政府歷史上首次宣布科羅拉多河進入缺水狀態(tài)。美國有4000萬人都指著這條河吃水，他們?nèi)缃裰荒鼙黄认鳒p自己的用水量。

克·卡洛姆是科羅拉多河項目的負責人，他一直在尋找解決亞利桑那州水資源短缺問題的突破口。2019年，他在一場會議上遇到了以色列滴灌初創(chuàng)公司“水滴”的高管。這位高管宣稱他們的技術(shù)可以大幅減少農(nóng)業(yè)用水，并且價格非常親民?！拔乙婚_始很懷疑，”卡洛姆回憶道，“哪有這種好事？”不過，農(nóng)業(yè)用水是亞利桑那州用水的大頭，他還是決定一試。2020年，他為科羅拉多河流域印第安部落16公頃的高粱地安裝了該公司的滴灌系統(tǒng)，這片試驗田的用水量隨之減少了一半，種出來的高粱品質(zhì)也有所提升。2021年，又有80公頃的高粱地和棉花田用上了該系統(tǒng)，如果一切順利，滴灌系統(tǒng)將在亞利桑那州大范圍推廣。

該滴灌系統(tǒng)是耶路撒冷希伯來大學(xué)土壤物理學(xué)教授宇利·沙尼的杰作。他用七年時間研發(fā)了這套便宜又好用的滴灌系統(tǒng)。用水難是全球性問題，目前，1/4的人口都住在用水緊張的國家。沙尼常年和土壤與水資源打交道，深知自己能作的最大貢獻就是打造一套足夠便宜的滴灌系統(tǒng)，讓滴灌成為主流。這意味著他要設(shè)法讓滴灌不再需要泵和過濾器。

滴灌系統(tǒng)的塑料管道有許多孔，每個孔都裝有小滴頭，水流入滴頭后就會進入彎彎曲曲的狹小通道，這種設(shè)計可以確保水一滴滴地流出來。但是與此同時，這樣的滴頭也會為水流平添許多阻力，這也是為什么傳統(tǒng)的滴灌系統(tǒng)都需要在泵的助力下才能將水從田地的一頭澆到另一頭。

沙尼最終設(shè)計出了一種新滴頭，阻力非常小，水從水渠流到農(nóng)田，有0.3米到0.6米的高度差，水僅憑重力就足以流出滴頭。這種滴頭呈圓柱體，里面懸掛著一根小棒，水流會從小棒和圓柱體之間的縫隙流過，不會遇到任何阻礙。實驗證明，這一設(shè)想確實行得通，沙尼隨之成立了“水滴”滴灌公司，打算將自己的發(fā)明商業(yè)化。

2017年，該公司在第一片試驗田用上了沙尼的滴灌系統(tǒng)，那是一片兩公頃的甘蔗田，位于斯威士蘭。結(jié)果表明，這一系統(tǒng)不僅節(jié)水，還讓甘蔗的產(chǎn)量提升了30%。接下來，公司先后在17個國家進行了更大范圍的測試。未來，沙尼的愿景如果真能變?yōu)楝F(xiàn)實，那他確實有可能讓數(shù)百萬個農(nóng)場實現(xiàn)現(xiàn)代化，幫助人類節(jié)約大量的水資源。

要克服的難題

不過，要實現(xiàn)這一愿景，還有很多問題等著沙尼去攻克。舉個例子，由于他的滴灌系統(tǒng)不用過濾裝置，有一次，一位農(nóng)民說自己的滴灌系統(tǒng)壞了，沙尼實地一看，才發(fā)現(xiàn)一個管道被食指大小的魚堵住了。這之后，他就給滴灌系統(tǒng)的水箱加裝了網(wǎng)線。

滴灌專家戴維·米德莫爾教授認為，沙尼如果真想讓小農(nóng)戶用上他的滴灌系統(tǒng)，就不能光提供設(shè)備，還要做好他們的培訓(xùn)。米德莫爾說：“教會農(nóng)民如何正確使用滴灌設(shè)備至關(guān)重要，不能澆多了，也不能澆少了，這可不是一次培訓(xùn)就能解決的。公司要作好跟進?！鄙衬嵴J為，大農(nóng)場主能用上他的設(shè)備固然好，但對這些有錢人來說，產(chǎn)量上升不外乎喝杯香檳慶祝一下，或者出去旅游一趟，他還是希望平民老百姓能用上他的滴灌系統(tǒng)，因為產(chǎn)量提升意味著他們不僅能填飽肚子，還能有余糧拿出去賣。

為了實現(xiàn)這一目標，公司除了在美國、澳大利亞等國推進大項目外，還開發(fā)了0.4公頃滴灌系統(tǒng)自主安裝包，客戶收到安裝包，可以對著網(wǎng)上的教學(xué)視頻自行安裝。公司還研發(fā)了一款土壤感應(yīng)裝置，可以實時監(jiān)測作物和土壤狀況，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)以及指導(dǎo)意見同步發(fā)到客戶的手機，讓他們精準掌握澆水和施肥的時機。

沙尼的設(shè)備比傳統(tǒng)的滴灌設(shè)備便宜許多，但還沒有便宜到讓農(nóng)民毫不猶豫就買的程度。要知道，全球大多數(shù)地區(qū)，農(nóng)民種地用水，即便不免費，也可以得到很高比例的補助，因此從經(jīng)濟上講，沙泥的設(shè)備仍然不劃算。目前，公司的策略是和非營利組織、政府機構(gòu)、大企業(yè)合作，間接為老百姓提供滴灌系統(tǒng)。百事公司就是個例子，百事和4萬農(nóng)民簽訂了合同，收購他們生產(chǎn)的玉米、燕麥和土豆，并承諾要在2025年以前將農(nóng)業(yè)用水的效率提高15%。百事后來就在印度、越南、美國用上了沙尼的滴灌系統(tǒng)，這一決定不僅提高了產(chǎn)量，減少了化肥使用量，還節(jié)約了大量水資源，和以往的大水漫灌相比，用水量直接減少了一半。

回到科羅拉多河流域的印第安部落，莫爾說他很樂意為沙尼公司的研究出一份力，因為這項技術(shù)對該地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。他打算在更多的土地上鋪設(shè)該滴灌系統(tǒng)。部落的用水份額暫時還沒有被削減，但他知道水資源不足的情況早晚都要來?！罢娴鹊剿粔蛴昧司蛠聿患傲?，我們要早作打算，早點擁抱新科技?！彼f，“只有這樣，我們和我們的買賣才能活下去?！?p>

| 千年前的“節(jié)水灌溉法”|

沙漠中的水稻田

打了兩把方向盤，塞巴斯蒂亞諾·孔蒂的越野車輕松地攀上了農(nóng)田中央的小土丘?！奥犝f我在西西里島種水稻，總有人笑得直不起腰。他們一直以為這里是一片沙漠?！碑?shù)剞r(nóng)場主孔蒂說。這些人顯然不了解西西里島?？椎傺矍笆且黄逶≡谌展庵械乃咎?，深淺不一的綠色閃閃發(fā)光。一臺收割機正在田里辛勤勞作?？椎賹@片位于意大利南部的150公頃水稻田很是驕傲。要知道，意大利北部擁有全國90%的耕地面積，150公頃不過是小巫見大巫?？椎俚奶锢锓N植著圓米、阿爾波利奧米、卡爾納羅利米和黑米，今年甚至還會種上巴斯馬蒂米。似乎沒有什么米不能于這片田地所在的倫蒂尼平原上茁壯成長。“如果稻米會說話，它們肯定會說：‘請把我種在西西里島。”意大利著名水稻育種家馬西莫·比洛尼說。

西西里島自9世紀便開始種植水稻了，是意大利最早種植水稻的地區(qū)。然而在之后的1000年中，當?shù)剞r(nóng)戶漸漸拋棄了水稻，轉(zhuǎn)而種植更省水、更多產(chǎn)的其他農(nóng)作物。有人認為這是加富爾的過錯。加富爾是意大利的開國三杰之一，為國家統(tǒng)一作出了巨大貢獻。人們指責加富爾對南部的水稻種植業(yè)加以限制，好讓自己家鄉(xiāng)皮埃蒙特大區(qū)的農(nóng)戶獲得更多收益。

一次大膽嘗試

“沙漠中的水稻田”并不是什么農(nóng)業(yè)奇跡，只是當?shù)剞r(nóng)戶的一次大膽嘗試?！拔覀兪褂玫氖瞧旅鎻搅鞴喔确ā！笨椎俳忉尩馈＞唧w而言就是：先使用激光測量出微小坡度，再使用機器在田地上壓出高度差。“高度差約為0.02%，即在100米的長度上，兩端高度差為0.02米，但這足以讓水緩慢流淌至農(nóng)田?！笨椎僬f。

水稻播種后，農(nóng)戶會把田地劃分為若干小塊，輪流澆灌，依靠的僅僅是重力作用?！笆寝r(nóng)田自己完成了澆灌工作?！笨椎僮院赖卣f。水稻田一季需澆灌六至七次，次數(shù)根據(jù)日照及溫度的不同而有所變化。田地的黏土保水性強，相較于北部的水稻種植業(yè)，孔蒂節(jié)省了45%的用水量。“在北方，水稻剛長出第一片葉子時，那里的農(nóng)夫就會往水稻田里灌滿好幾厘米深的水?！笨椎俳又f。

坡面徑流灌溉法不僅省水，還省錢省力。2021年，孔蒂支付了3萬歐元的水費，僅為傳統(tǒng)灌溉花費的一半。因此，西西里大米在意大利的有機米市場中頗具價格優(yōu)勢，每公斤約為5.9歐元。若孔蒂能自行完成大米的清潔及制備等工序，價格還有降低的空間。西西里島的供水系統(tǒng)破爛不堪，而且與歐洲多地一樣，意大利2022年夏天也遭遇了高溫干旱天氣。而孔蒂的灌溉方法為當?shù)剞r(nóng)戶提供了解決方案。

水稻種植業(yè)是意大利的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，其稻米產(chǎn)量占歐盟總產(chǎn)量的50%。氣候變化為意大利北部的稻田區(qū)農(nóng)戶敲響了警鐘。該國近1/3的水稻生產(chǎn)正面臨著氣候威脅，政府不得不撥款1500萬歐元援助該產(chǎn)業(yè)。對于水稻種植業(yè)而言，2022年是讓人警醒的一年。比洛尼說：“缺水問題在短期內(nèi)無法解決，意大利的水稻種植公司必須找到新的出路。有的農(nóng)業(yè)經(jīng)營者或許會因難以適應(yīng)市場而從此退出；有的可能會改用淹灌法，雖然復(fù)雜，但夏季需水量較少；還有農(nóng)戶或許會采取孔蒂的灌溉技術(shù)，他們的田地適合使用坡面徑流灌溉法?！?p>

實際上，坡面徑流灌溉法并不是孔蒂發(fā)明的，這種方法在1000年前就已為人所用，他只不過是把現(xiàn)代科技與古老的灌溉技術(shù)結(jié)合在了一起?！拔磥淼墓喔燃夹g(shù)或許能借鑒孔蒂的方法。在這個變革的時代，祖輩的東西說不定能派上用場?！蔽魑骼飴u的當?shù)鼐用裾f。

孔蒂坦言，目前沒有多少人愿意聽取他的建議，這不難理解?！白屴r(nóng)業(yè)經(jīng)營者放棄原有的耕種模式總是很難。我并沒有讓大家在一夜之間除舊布新。只是，如果你擁有100公頃水稻田，不如用其中的兩公頃試一試我的方法。收成時節(jié)見分曉。我的方法不僅適用于意大利，也適用于世界各地。只要有一塊好田，再加上少許資金即可?！笨椎俜Q，“面對氣候變化，是時候用老方法探索新道路了?！?/p>

[編譯自美國《彭博商業(yè)周刊》、法國《觀點》]

編輯：侯寅