以涓滴之力灌溉

在干旱的美国亚利桑那州西翼，科罗拉多河流域与莫哈韦沙漠的交界地带，种植着约4450公顷的苜蓿、高粱、小麦和苏丹草，这些作物属于科罗拉多河印第安部落（CRIT），收获之后将作为动物饲料出售。要想在这里种植任何东西，灌溉是必须的。据代表部落管理农场的乔什·摩尔（JoshMoore）说，今年到目前为止，只下了不到6.3毫米的雨。

“这块专用地建立在相当落后的漫灌系统上。”摩尔说。灌溉之水引自科罗拉多河，由一条修建于19世纪的运河网络输送过来。在该流域陷入日益严重的长期干旱状态之前，这个系统曾经似乎是个不错的设计。然而，尽管运河提供的水完全可以满足科罗拉多河印第安部落当前的农业需求，各部落正在为更炎热、更干燥的未来进行规划。在当下的季节，可以看到黑色塑料管从数百排的高粱秆上蜿蜒而下：这是一项微滴灌实验，可以从根本上减少农场从负担过重的流域中取水的情况。

世界上的多数农作物仅依靠降雨获得水分，但在降雨量不足的地区，人类不得不进行灌溉。尽管最近几年农业领域不乏各类创新，比如有GPS导航的拖拉机和利用基因工程技术改造的幼苗，85%的灌溉仍然是在田地表面释放大量的水，跟4000年前美索不达米亚平原的做法几乎没有区别。

漫灌的方式长久存在是因为成本低，但从自然资源的角度来看，它的成本却高得惊人。多达70%的水被浪费，而过度浇水的作物可能无法充分实现其潜力。多余的肥料被径流带走，对河流、湿地和湖泊造成污染。

微滴灌溉法的目标就是为了解决上述问题。上世纪30年代，年轻工程师西姆哈·布拉斯（Simcha Blass）注意到一棵树长得比同排的其他树高得多；他仔细观察后发现，这棵树的根部得到了附近灌溉管道漏出的细小水流的滋养。多年后，这名以色列人利用这一概念制造了一个塑料滴灌系统，以耐特菲姆（Netafim）的品牌名称进行销售。它目前仍然是该领域的全球领导者。

如今，滴灌公司已经有数百家，但应用该技术灌溉的土地在全球仅占不到5%，它们通常用来种植杏仁、酿酒葡萄和西红柿等大宗商品作物。唯一的限制因素是成本。对于棉花或苜蓿等价值较低的作物，滴灌根本不划算。

然而，科罗拉多河印第安部落农场使用的微滴装置每英亩的安装成本还不到400美元，所需的压强完全由重力提供，这就产生了两个优势：它既是免费的，又无碳排放。对于一般的观察者来说，这个系统看起来并不起眼。但对摩尔来说，为生产动物饲料的农作物进行滴灌的想法简直是革命性的。当然，前提是它确实有效。

“当井干了，我们就知道水的价值了。”本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）在1746年版的《穷理查年鉴》（Poor Richard’s Almanack）中写道。他应该是对这件事没什么感受。如今的全球人口是当时的10倍，淡水资源正在减少。迄今为止，农业是用水量最大的部门，占全球用水量的近四分之三。

N-DRIP 滴灌系统的发明者尤里· 沙尼教授现年72岁，

留着黑白相间的短发，戴金属丝框眼镜，举止温文尔雅

百万个农场的现代化

水资源短缺的迹象无处不在，而且每年都变得越发令人担忧。今年8月，美国政府破天荒地宣布科罗拉多河处于短缺状态，导致依赖该河流的4000万人口中部分人的供水减少。

中央亚利桑那项目的科罗拉多河项目经理查克· 卡洛姆（Chuck Cullom）过去10年一直在探索增加亚利桑那州水资源供应的选项，包括废水处理技术和帮助城市客户节约用水的小工具。2019年，在特拉维夫的一次会议上，卡洛姆见到了一家名为N-Drip 的以色列灌溉初创公司的高管。该公司正在开发一种系统，该系统可大幅节水，而且成本在可接受的范围内。“我非常怀疑，”卡洛姆说，“ 这听起来像是一个‘独角兽’解决方案。”

不过，由于农业占亚利桑那州淡水使用量的绝大部分，卡洛姆愿意尝试N-Drip。2020年，中央亚利桑那项目把该系统提供给科罗拉多河印第安部落农场，用于灌溉16公顷的高粱。他们发现，用水量减少了一半，同时作物的质量也有些许改善：这是一个惊人的结果，虽然影响不大。今年，中央亚利桑那项目将试点范围扩大到亚利桑那州约80公顷的高粱和棉花，如果一切顺利，中央亚利桑那项目希望到2023年在区域内部署该系统，并继续为农民支付安装设备的成本。

N-Drip 的发明者是耶路撒冷希伯来大学土壤物理学教授、以色列水务局前主席尤里· 沙尼（Uri Shani）。7年前，他开始设计一种足够便宜的微滴灌系统，希望该系统不仅适用于生菜和浆果，而且适用于占世界农业产量大部分的大豆和玉米等商品作物。

沙尼现年72岁，留着黑白相间的短发，戴金属丝框眼镜，举止温文尔雅。他1950年出生在一个合作农场，在致力于农业自给自足的干旱国家，那里的生活充满了焦虑。“我父亲是一名工程师，主要从事水利方面的工作。我从小就一直在思考水和水的解决方案”，沙尼在特拉维夫的N-Drip 办公室通过Zoom说。

在精英突击队服完兵役后，沙尼入读以色列著名的研究机构希伯来大学，他后来成为一名教授，并于2006年被任命为新成立的以色列水务局的首位负责人。2012年，沙尼在以色列淡水过剩的形势下卸任。

重新成为普通公民之后，沙尼开始思考全球日益严重的水资源短缺威胁。世界上超过四分之一的人口生活在缺水国家，联合国估计，到2030年前后，缺水可能会导致7亿人流离失所。他认为，自己能做的最重要贡献是帮助推广滴灌。这意味着发明一种无需过滤器和水泵即可运行的系统。

沙尼构想出一种新型的排水器，它带来的阻力非常小，仅仅依靠重力提供的水压— 在从灌溉渠到下面的田地之间0。3到0.6米距离产生的重力— 就足以推动水流沿着数百英尺的管道向下流进土里。

对概念进行微调之后，沙尼需要把它商业化。他联系了担任水务主席期间曾与他密切合作的前财政部官员埃兰· 波拉克（EranPollak），并告诉他自己发明了仅使用重力的滴灌。波拉克表示怀疑。他也是在合作农场长大的，知道灌溉的原理，根本没有零压滴灌这一说。

“我的第一反应是，这当然会改变世界，但它永远不会成功。”波拉克回忆道。他在N-Drip 的总部遇到了沙尼，当时是在特拉维夫郊区一个露天购物中心的小办公室。沙尼领着他来到办公室后面的棚子。“这是米长的管道，手工粘在一起，从一个小塑料垃圾桶里把水引到地上，”波拉克说，“当时还处于可以想象的最初级阶段，但就是在那一刻我知道它会成功。”波拉克签下了受雇合同，开始担任首席执行官。

2017年底，N-Drip 在斯威士兰2公顷的甘蔗田里进行了首次正式试验，直接从河流中取水。他们发现该系统不仅可以正常工作，用水更少，而且作物产量还提高了30%。有了令人鼓舞的结果之后，N-Drip 在澳大利亚和美国开展了更大规模的试验，并已扩展到包含越南和尼日利亚在内的17个国家。如果沙尼的愿景成真，N-Drip 有可能让数百万个农场实现现代化，并改变全球淡水消耗现状。

农民们对分别使用传统大水漫灌和 NDRIP 系统的相邻棉花地进行了用水量和作物产量对比

像危机已经发生那样生活

截至目前，N-Drip 已募集了2500万美元的资金，数百名农民利用该系统种植超过1600公顷的农作物，包括棉花、土豆和黄豆。但要改造地球上2.4亿公顷的漫灌土地，沙尼还有很长的路要走，从菜园棚子到全球灌溉解决方案的过程中将遇到许多阻碍。

N-Drip坚称小型农户是其使命的重要组成部分。“如果澳大利亚一位富有的农民将产量提高了47%，那就太好了，开香槟吧，在当年度过一个更奢侈的假期。”该公司首席可持续发展官西格尔表示，“但如果一个自给自足的农民提高了产量，他们有更多的食物可以吃，也有更多的食物可以出售，那么这个家庭和社区就会发生改变。”

为了实现这个目标，2020年新冠肺炎疫情的暴发之后，美国和澳大利亚利润丰厚的项目被暂停，N-Drip 转向制造专为这些用户设计的1英亩套件。这个DIY系统附带一个YouTube 视频链接和简单的宜家式线条图，可指导农民完成安装。

NDrip 还开发了专利的土壤传感器，叫作N-Drip Connect，可监测植物和土壤状况，并通过智能手机应用程序向农民发送有关何时灌溉和施肥的实时指导。

波拉克承认，“小型农户市场是一个巨大的市场，它们能够从我们的系统中受益最大，但如果没有大型且适宜的合作伙伴，我们很难与之开展业务。”这种伙伴关系的一个早期例子是百事公司（Pepsi Co Inc.）。该公司直接与40000名农民签订合同，采购玉米、燕麦和马铃薯等原料，并制定了到2025年将农业用水效率提高15%的目标。百事可乐公司与印度、越南和美国的少数农民一起试用了N-Drip 的技术，与大水漫灌相比，该系统用更少的肥料投入和50%的用水量提高了作物产量。

太平洋研究所（Pacific Institute）是一家专注于淡水问题的非营利性研究机构，其名誉主席兼联合创始人彼得·格莱克（Peter Gleick）强调，在谈到灌溉的未来时，我们不能忽视大局，这至关重要。将棉花或苜蓿地转为滴灌是朝着正确方向迈出的一步，但我们面临一个更大的问题：我们真的应该一开始就在干旱气候下种植这些作物吗?“我们必须进行真正的对话，讨论在缺水的西部种植什么是有意义的，以及如何种植我们更谨慎选择的、更有效的作物，”他说，“这项技术可能有助于解决第二个问题，但它不会有助于解决第一个更具政治意义的问题。”

格莱克指出，原则上反对使用宝贵的饮用水种植动物饲料作物是一回事，而告诉农民他们应该停止种植是另一回事。回到科罗拉多河印第安部落农场，摩尔说他很高兴能够为对该地区农业未来至关重要的研究做出贡献。

2022年，格莱克计划在更多的种植面积上使用N-Drip 的系统。尽管部落保留地的用水配额没有减少，但摩尔知道，总有一天每个人都会面临缺水。“我们必须开始像危机已经发生了那样生活，为自己争取一些时间，”他说，“要作为一个民族和一个企业生存下去，我们必须关注这样的技术。”

撰文— Elizabeth G. Dunn 摄影— Molly Peters 翻译— 王湛 编辑— 李好