老技术引领新农业

伊丽莎白·邓恩　康坦·拉韦尔迪

| 便宜好用的滴灌技術 |

大水漫灌仍是主流？

亚利桑那州西部，科罗拉多河流域和莫哈维沙漠的交汇处有4452公顷的农田，种着高粱、小麦等作物。这片土地属于科罗拉多河流域的印第安部落。乔希·莫尔为部落打理这片农田，他表示，这里一年的降水量还不到6.35毫米，无论种什么，都离不开灌溉。

“我们种地靠的还是过去大水漫灌的系统。”莫尔说。水渠自19世纪修建以来，一直用到现在，但近些年，气候愈发干旱，流入水渠的水也越来越少。目前，水渠暂且还可以满足印第安部落农田的用水需求，但部落还是有必要早作打算，因为接下来这里只会变得更干旱，用水也会更紧张。如今，你如果去部落的高粱地转一圈，就会发现地里多了许多黑色塑料管道。这是部落新尝试的滴灌技术，如果收效良好，还会进一步推广。

世界大部分地区的粮食生长都靠雨水滋养，但降雨不足的地区，农民就只能自己想办法浇地了。近些年，农业的科技含量越来越高，转基因作物早已不是什么新鲜事物，但说到浇地，85%农田的灌溉方式还依旧沿用千年来的传统模式。

大水漫灌能延续这么久，说到底还是因为便宜，但从自然资源的角度讲，这种灌溉方式也会让我们付出高昂代价，一是70%的水都浪费掉了，二是过量灌溉不利于作物生长，三是被水冲走的肥料会污染河流、湿地和湖泊。

滴灌技术没有这些缺陷，但全世界只有不到5%的农田选择滴灌，这不是想不到，而是用不起。因为现有的滴灌系统都离不开泵，若想让水顺利流过几十米的管道，泵的推动力不可或缺。另外，水里免不了有泥沙和藻类植物，因此滴灌系统还需配备过滤装置，这也是一笔不小的开销。平均算下来，一公顷地的滴灌系统就要花费5000美元。

便宜好用的新方案

相比之下，部落使用的滴灌系统，装配1公顷只需1000美元。这主要是因为水在系统内的流动纯靠重力作用，也不会产生任何碳排放。

全球每年消耗的水，有近3/4是被农业消耗掉的。现如今，水资源一年比一年紧张，要想避免形势进一步恶化，就必须减少农业用水。2021年8月，美国政府历史上首次宣布科罗拉多河进入缺水状态。美国有4000万人都指着这条河吃水，他们如今只能被迫削减自己的用水量。

克·卡洛姆是科罗拉多河项目的负责人，他一直在寻找解决亚利桑那州水资源短缺问题的突破口。2019年，他在一场会议上遇到了以色列滴灌初创公司“水滴”的高管。这位高管宣称他们的技术可以大幅减少农业用水，并且价格非常亲民。“我一开始很怀疑，”卡洛姆回忆道，“哪有这种好事？”不过，农业用水是亚利桑那州用水的大头，他还是决定一试。2020年，他为科罗拉多河流域印第安部落16公顷的高粱地安装了该公司的滴灌系统，这片试验田的用水量随之减少了一半，种出来的高粱品质也有所提升。2021年，又有80公顷的高粱地和棉花田用上了该系统，如果一切顺利，滴灌系统将在亚利桑那州大范围推广。

该滴灌系统是耶路撒冷希伯来大学土壤物理学教授宇利·沙尼的杰作。他用七年时间研发了这套便宜又好用的滴灌系统。用水难是全球性问题，目前，1/4的人口都住在用水紧张的国家。沙尼常年和土壤与水资源打交道，深知自己能作的最大贡献就是打造一套足够便宜的滴灌系统，让滴灌成为主流。这意味着他要设法让滴灌不再需要泵和过滤器。

滴灌系统的塑料管道有许多孔，每个孔都装有小滴头，水流入滴头后就会进入弯弯曲曲的狭小通道，这种设计可以确保水一滴滴地流出来。但是与此同时，这样的滴头也会为水流平添许多阻力，这也是为什么传统的滴灌系统都需要在泵的助力下才能将水从田地的一头浇到另一头。

沙尼最终设计出了一种新滴头，阻力非常小，水从水渠流到农田，有0.3米到0.6米的高度差，水仅凭重力就足以流出滴头。这种滴头呈圆柱体，里面悬挂着一根小棒，水流会从小棒和圆柱体之间的缝隙流过，不会遇到任何阻碍。实验证明，这一设想确实行得通，沙尼随之成立了“水滴”滴灌公司，打算将自己的发明商业化。

2017年，该公司在第一片试验田用上了沙尼的滴灌系统，那是一片两公顷的甘蔗田，位于斯威士兰。结果表明，这一系统不仅节水，还让甘蔗的产量提升了30%。接下来，公司先后在17个国家进行了更大范围的测试。未来，沙尼的愿景如果真能变为现实，那他确实有可能让数百万个农场实现现代化，帮助人类节约大量的水资源。

要克服的难题

不过，要实现这一愿景，还有很多问题等着沙尼去攻克。举个例子，由于他的滴灌系统不用过滤装置，有一次，一位农民说自己的滴灌系统坏了，沙尼实地一看，才发现一个管道被食指大小的鱼堵住了。这之后，他就给滴灌系统的水箱加装了网线。

滴灌专家戴维·米德莫尔教授认为，沙尼如果真想让小农户用上他的滴灌系统，就不能光提供设备，还要做好他们的培训。米德莫尔说：“教会农民如何正确使用滴灌设备至关重要，不能浇多了，也不能浇少了，这可不是一次培训就能解决的。公司要作好跟进。”沙尼认为，大农场主能用上他的设备固然好，但对这些有钱人来说，产量上升不外乎喝杯香槟庆祝一下，或者出去旅游一趟，他还是希望平民老百姓能用上他的滴灌系统，因为产量提升意味着他们不仅能填饱肚子，还能有余粮拿出去卖。

为了实现这一目标，公司除了在美国、澳大利亚等国推进大项目外，还开发了0.4公顷滴灌系统自主安装包，客户收到安装包，可以对着网上的教学视频自行安装。公司还研发了一款土壤感应装置，可以实时监测作物和土壤状况，并将相应数据以及指导意见同步发到客户的手机，让他们精准掌握浇水和施肥的时机。

沙尼的设备比传统的滴灌设备便宜许多，但还没有便宜到让农民毫不犹豫就买的程度。要知道，全球大多数地区，农民种地用水，即便不免费，也可以得到很高比例的补助，因此从经济上讲，沙泥的设备仍然不划算。目前，公司的策略是和非营利组织、政府机构、大企业合作，间接为老百姓提供滴灌系统。百事公司就是个例子，百事和4万农民签订了合同，收购他们生产的玉米、燕麦和土豆，并承诺要在2025年以前将农业用水的效率提高15%。百事后来就在印度、越南、美国用上了沙尼的滴灌系统，这一决定不仅提高了产量，减少了化肥使用量，还节约了大量水资源，和以往的大水漫灌相比，用水量直接减少了一半。

回到科罗拉多河流域的印第安部落，莫尔说他很乐意为沙尼公司的研究出一份力，因为这项技术对该地区的农业发展至关重要。他打算在更多的土地上铺设该滴灌系统。部落的用水份额暂时还没有被削減，但他知道水资源不足的情况早晚都要来。“真等到水不够用了就来不及了，我们要早作打算，早点拥抱新科技。”他说，“只有这样，我们和我们的买卖才能活下去。”

| 千年前的“节水灌溉法”|

沙漠中的水稻田

打了两把方向盘，塞巴斯蒂亚诺·孔蒂的越野车轻松地攀上了农田中央的小土丘。“听说我在西西里岛种水稻，总有人笑得直不起腰。他们一直以为这里是一片沙漠。”当地农场主孔蒂说。这些人显然不了解西西里岛。孔蒂眼前是一片沐浴在日光中的水稻田，深浅不一的绿色闪闪发光。一台收割机正在田里辛勤劳作。孔蒂对这片位于意大利南部的150公顷水稻田很是骄傲。要知道，意大利北部拥有全国90%的耕地面积，150公顷不过是小巫见大巫。孔蒂的田里种植着圆米、阿尔波利奥米、卡尔纳罗利米和黑米，今年甚至还会种上巴斯马蒂米。似乎没有什么米不能于这片田地所在的伦蒂尼平原上茁壮成长。“如果稻米会说话，它们肯定会说：‘请把我种在西西里岛。”意大利著名水稻育种家马西莫·比洛尼说。

西西里岛自9世纪便开始种植水稻了，是意大利最早种植水稻的地区。然而在之后的1000年中，当地农户渐渐抛弃了水稻，转而种植更省水、更多产的其他农作物。有人认为这是加富尔的过错。加富尔是意大利的开国三杰之一，为国家统一作出了巨大贡献。人们指责加富尔对南部的水稻种植业加以限制，好让自己家乡皮埃蒙特大区的农户获得更多收益。

一次大胆尝试

“沙漠中的水稻田”并不是什么农业奇迹，只是当地农户的一次大胆尝试。“我们使用的是坡面径流灌溉法。”孔蒂解释道。具体而言就是：先使用激光测量出微小坡度，再使用机器在田地上压出高度差。“高度差约为0.02%，即在100米的长度上，两端高度差为0.02米，但这足以让水缓慢流淌至农田。”孔蒂说。

水稻播种后，农户会把田地划分为若干小块，轮流浇灌，依靠的仅仅是重力作用。“是农田自己完成了浇灌工作。”孔蒂自豪地说。水稻田一季需浇灌六至七次，次数根据日照及温度的不同而有所变化。田地的黏土保水性强，相较于北部的水稻种植业，孔蒂节省了45%的用水量。“在北方，水稻刚长出第一片叶子时，那里的农夫就会往水稻田里灌满好几厘米深的水。”孔蒂接着说。

坡面径流灌溉法不仅省水，还省钱省力。2021年，孔蒂支付了3万欧元的水费，仅为传统灌溉花费的一半。因此，西西里大米在意大利的有机米市场中颇具价格优势，每公斤约为5.9欧元。若孔蒂能自行完成大米的清洁及制备等工序，价格还有降低的空间。西西里岛的供水系统破烂不堪，而且与欧洲多地一样，意大利2022年夏天也遭遇了高温干旱天气。而孔蒂的灌溉方法为当地农户提供了解决方案。

水稻种植业是意大利的战略性产业，其稻米产量占欧盟总产量的50%。气候变化为意大利北部的稻田区农户敲响了警钟。该国近1/3的水稻生产正面临着气候威胁，政府不得不拨款1500万欧元援助该产业。对于水稻种植业而言，2022年是让人警醒的一年。比洛尼说：“缺水问题在短期内无法解决，意大利的水稻种植公司必须找到新的出路。有的农业经营者或许会因难以适应市场而从此退出；有的可能会改用淹灌法，虽然复杂，但夏季需水量较少；还有农户或许会采取孔蒂的灌溉技术，他们的田地适合使用坡面径流灌溉法。”

实际上，坡面径流灌溉法并不是孔蒂发明的，这种方法在1000年前就已为人所用，他只不过是把现代科技与古老的灌溉技术结合在了一起。“未来的灌溉技术或许能借鉴孔蒂的方法。在这个变革的时代，祖辈的东西说不定能派上用场。”西西里岛的当地居民说。

孔蒂坦言，目前没有多少人愿意听取他的建议，这不难理解。“让农业经营者放弃原有的耕种模式总是很难。我并没有让大家在一夜之间除旧布新。只是，如果你拥有100公顷水稻田，不如用其中的两公顷试一试我的方法。收成时节见分晓。我的方法不仅适用于意大利，也适用于世界各地。只要有一块好田，再加上少许资金即可。”孔蒂称，“面对气候变化，是时候用老方法探索新道路了。”

[编译自美国《彭博商业周刊》、法国《观点》]

编辑：侯寅