全球性干旱下这种技术能让我们继续拥有果蔬自由?

发布时间:2023-12-30 来源:安装场景

  瓜果蔬菜属于高的附加价值农产品,允许种植者们采用更加昂贵的可持续农业新技术。因此这样的领域率先开始了精准农业的尝试,取得了不错的效果。

  我来到了云南省玉溪市新平县平甸乡磨皮村,距离昆明有5个小时的车程。沿途经过了无数个水库、池塘、河流和小溪,几乎全都见了底,看来今年的旱情确实相当严重。云南过去也经常闹旱灾,但最近这十几年旱灾爆发得有点过于频繁了,根本原因就是气候平均状态随时间的变化,这才是人类将要面临的最大的环境威胁,

  绝大部分的农业生产都是靠天吃饭的,尤其是灌溉用水大都依靠降雨,没了雨水很多农田就得绝收。

  磨皮村是个彝族村,建在一座小山之上,上山的公路显然是新修的,又宽又平。

  公路两边种着成片的柑橘树,叶子绿油油的,和周围的几座秃山形成了鲜明的对比。

  “这个村原来是种甘蔗和烤烟的,收入很低,属于省级贫困村。2014年褚时健的夫人马老太(马静芬)把村里的地租下来改种柑橘,全村很快就脱贫致富了。”开车带我来参观的云南省洪顺甘霖农业科技有限公司(以下简称“甘霖公司”)总经理胡幼棠对我说,“去年

  我们公司和马老太展开合作,为这片果园提供了全套的以色列进口滴灌设备,没想到今年就遇到了大旱,这套设备正好派上用场。”

  我很早就听说过滴灌技术的大名,知道这是以色列人发明的一种节水灌溉法。在我的印象里,所谓滴灌就是在浇水的皮管子上扎几个洞,让水慢慢滴出来渗进土里,减少蒸腾作用带来的损失。

  首先,这片果园位于一个山坡上,总面积2800亩,上坡和下坡有300多米的高差,如果只是在皮管子上扎几个眼儿的话,下坡肯定滴得更快,这就会导致上下坡灌溉不均,影响柑橘的品质均一性。

  以色列的滴灌设备考虑到了这一点,每个出水口都用了一种特殊的加压设计,保证上坡和下坡的压力是一样的,出水速度就能保持一致了。

  其次,为了更好的提高操控的灵活性,同时也为减少工作量,这套设备在各个节点上安装了数个控制阀门,每个阀门都通过一个局域网和总控制室相连接,工作人能通过手机来操控任意一个阀门的开关,

  这个村的水源来自山下的一个小水库,需要先用抽水机把水库里的水抽到山上来,储存在公司自建的一个水池里。浇水前先把水从水池里导入总控制室,里面有一套复杂的过滤系统,能够把直径大于某个尺寸的杂质全都过滤掉,过滤之后的水才能进入滴灌系统,否则很容易堵塞滴头。

  甘霖公司依据当地情况,采用了双管的方案,每棵柑橘树的左右两边各有一根水管负责供水,滴头与滴头之间的距离设定为40厘米,算下来每棵树都能分到10个滴头,保证大部分根系都能吸到水。甘霖公司还在果园里安装了数个土壤湿度测量装置,随时把土壤的墒情数据传回控制室,方便工作人员及时做出调整。未来这项工作还可以做成全自动的,让计算机根据土壤墒情随时主动地调整灌溉时间。

  如果把化肥加到水里,让营养元素随水进入土壤,就能实现水肥一体化,最大限度地节约肥料。像磨皮村的这片柑橘园,当地农民原来用的是大水漫灌,施肥采用的也是人工播撒固体化肥的方式,这么做不但浪费水,而且化肥也很难撒得均匀,有可能会出现土壤板结的情况。采用甘霖公司提供的滴灌式水肥一体化技术之后,每棵树的用水量从原来的每次80~100公斤减少到25公斤,用肥量从原来的每次每棵树60克减少到30克。既节约了成本,又保护了环境。

  确实,这套系统不便宜,所以甘霖公司采取了租赁的方式,磨皮村每年只需花80万元就可以用上这套滴灌系统了。

  甘霖公司还派了两名技术人员常年驻守在村子里,出了任意的毛病都可以每时每刻就地解决。

  当然了,即使是租赁,光凭一个县级贫困村也是不太可能出得起这笔钱的。所以这件事真正的幕后推手就是马静芬女士。

  因为褚时健的名气大,褚橙品牌效益非常好,再加上产品本身的质量也过硬,根本就不愁卖,这就为高新技术的实施创造了条件。

  马静芬看中了磨皮村之后,以每亩地800元的价格租了30年,当地村民不仅能拿到租金,还有机会成为果园的承包管理户,再挣一份承包收入。拿到地后,马静芬成立了新平励志果业有限公司,任命自己的侄子马睿担任总经理。马睿在国外生活过很多年,见识多眼界宽,知道未来农业应该走高科技之路。

  在两位管理者的带领下,公司采用了包括滴灌技术和水肥一体化技术在内的多项农业新技术,按照现代农业的方式来经营公司自创的沃柑品牌,经济效益非常好。

  柑橘是一种高的附加价值农产品,走的是市场经济路线,所以马睿一直按照管理工厂的方式来经营这片果园,把柑橘当作一种工业产品来对待。

  按照这个标准,柑橘的品质均一性就成了很重要的一项指标。要想实现这个目标,首先品种必须均一稳定,其次必须提高输入端的一致性,滴灌和水肥一体化就是在这个大背景下被采纳的。这两项技术保证了每一棵果树的生长条件都极为相似,最终的采摘时间和果实品质才会趋向一致。这家果园去年

  收获了5500吨柑橘,需要好几百辆大卡车才能拉得走。如果柑橘的成熟时间不同,果实大小差异太大,那就没办法统一采摘统一发货,成本立刻就上去了。在马静芬的支持下,马睿团队于2015年开始拿出40亩地试用了这套滴灌设备,效果很好,于是今年他们将这项技术推广至整个果园,没想到正赶上了云南大旱,马静芬的远见让此公司获得了巨大的竞争优势。

  以色列工程师发明的滴灌技术不但帮助本国农民解决了缺水的问题,还让一大批以色列人获得了丰厚的经济回报。

  为了更好地了解这项技术的来龙去脉,我专程去了趟以色列,我想知道为啥是以色列人最早发明了滴灌技术。

  灌的起源已经被写过好多次了,很多人都知道这项技术的发明人叫西姆查·布拉斯(Simcha Blass),是个出生在波兰的犹太裔水利工程师。他年轻时响应号召移民以色列,和几位同行一起开创了以色列国家自来水公司,为所有居民提供淡水。上世纪30年代时,一位以色列农民找到他,提醒他注意一棵生长在沙漠里的大树。经过一番研究,他发现原因是一根埋在地下的输水管道在那棵树附近破了个小洞,水一滴一滴地漏了出来。他把这件事记在心里,直到50年代他退休后终于有了空闲时间,这才发明出了世界上第一个滴灌喷头。

  “一是‘二战’后塑料制造工艺的进步,使得布拉斯的想法得以实现。二是以色列独有的基布兹(Kibbutz)社区,为滴灌技术的推广提供了平台。假如没有基布兹的助力,这项技术不可能传播得如此广泛。”

  滴灌技术专利的拥有者是一家名为耐特菲姆(Netefim)的以色列公司,李萨易在此公司负责亚太地区的销售推广和技术上的支持。他拿出布拉斯最早发明的滴头模型给我看,原来那就是一个螺旋形的细塑料管,安装在主输水管的一侧。当水在主输水管里流动时,其中一部分水会从这根细螺旋管里分流出去,很像是主高速公路旁边分出来的一条小岔路。如果这条岔路修得足够复杂,行驶在岔路上的车速肯定会大幅度的降低,水的流动也是如此,这才有机会从螺旋管上的一个开口一滴一滴地滴出来。如果直接在主水管上开个小孔,因为水速太快,滴灌就变成喷灌了。

  在Sdot Yam基布兹社区玩耍的儿童,以色列独有的基布兹社区,为滴灌技术的推广提供了平台(IC photo供图)

  李萨易又拿来一个现代的滴头给我看,那是一个用硬塑料制成的小方块,里面的构造复杂得像迷宫。如果把这个小方块安装在主输水管的一侧,水流进这个迷宫后速度一下子就下降,便能从开口滴出来了。

  换句话说,所有滴灌喷头的原理都是一样的,就是通过在主输水管旁边加一个分流装置,通过复杂的管道设计把分流装置里的水速降下来,以实现滴水的目的。

  虽然原理说起来很简单,但要想做到在不同的水压条件下保持滴速一致,需要在滴头里面加装一个用硅胶薄膜制成的压力补偿装置,而滴头本身的制造成本又必须控制得极低才行,这就对滴头的结构设计和制造工艺提出了很高的要求。

  基布兹可以简单地定义为“混合了和锡安主义思想而在以色列建立的乌托邦社区”,或者可以更简单地定义为“以色列的人民公社”。

  基布兹的历史可以追溯到以色列建国初期成立的农业合作社,当时以色列一下子涌进来大批来自东欧社会主义国家的犹太移民,粮食不够吃了,于是这批新移民便组成了很多基布兹,希望依靠集体的力量渡过难关。

  比如耐特菲姆公司的前身就是一个名为哈泽里姆(Hatzerim)的基布兹,最早是由125名男青年和5名女青年组成的。

  他们来到以色列南部的内盖夫(Negav)开荒种地,但这地方是个年降水量只有100多毫米的沙漠,条件异常艰苦。

  留下的这63人最终成功地在这片沙漠里种出了粮食,解决了自身的生存问题。

  这个国家的建国理念和地理位置决定了周围没有一个盟友,一切都必须自力更生。

  布拉斯发明了滴灌之后的头几年里一直找不到买家,因为当时没人认为水资源会宝贵到需要花那么大的投资去节约一点点水的地步。最终是哈泽里姆基布兹花了350万美元买下了该专利,并成立了耐特菲姆公司,开始生产滴灌设备。“哈泽里姆有两个优势让他们脱颖而出。”李萨易对我说,

  “第一,他们很清楚这项技术的价值,因为这些人本身就是沙漠农民,深知水的重要性。第二,以色列的基布兹自成一体,所以他们能够很容易地联系到其他基布兹,动员大家一起来推广这项技术。”

  事实上,哈泽里姆很快就把滴灌专利免费转让给了另外两家基布兹,分别是位于以色列中部的马佳尔(Magal)基布兹和位于以色列北部的伊夫塔赫(Yiftah)基布兹,

  随着世界人炸,以及气候平均状态随时间的变化不断加剧导致的降雨量不均衡,淡水资源迅速成为制约人类发展的因素之一。

  总部位于美国奥克兰的太平洋研究院自2010年起开始研究全球因为争夺淡水资源而引发的极端暴力冲突事件,目前已经积累了279个案例。

  根据他们的估算,到2050年时全球淡水资源需求量还要比现在再提高20%~30%,其中70%的淡水都将被农业生产消耗掉,缺水的情况只会慢慢的变糟。

  面对这场全球性的淡水危机,很多国家采取的应对措施就是加紧抽取地下水,但沙特阿拉伯的例子证明这绝对是不可持续的做法。

  这个国家曾经于上世纪80年代决定依靠抽取地下水来发展自己的农业,结果到2012年时沙特的地下水资源就已经用掉了80%,水井一直打到了1000米深的“化石水”层。走投无路的沙特政府不得不于2016年终止了小麦种植,回到了用石油换粮食的老路上去了。

  据统计,目前全世界已建成了2万多座海水淡化厂,大约有3亿人靠它生活。但这项技术消耗了大量的化石能源,加剧了气候平均状态随时间的变化,同样是不可持续的做法。

  各种因素叠加在一起,使得各国农业部门都对节水提出了更高的要求。作为节水效果最好的农业技术,滴灌迅速成为全世界农业投资的热点。

  据李萨易介绍,目前耐特菲姆公司在整个世界的市场占有率为35%,但中国只有3%,根本原因是盗版太多,这个不用多解释。次要原因是中国都是小农户,投资农业科学技术的意愿和能力都有限。相比之下,耐特菲姆在印度的市场占有率达到了90%,根本原因在于印度旱季时间太长,旱情要比中国严重得多,所以印度政府很看重节水问题,为小农户提供了很多补贴。印度各大银行也响应政府号召,为小农户提供了大量低息贷款,所以印度在这方面反而走在了中国前面。

  加沙地区迎来草莓收获季,草莓是加沙地区最重要的农业产品之一,也是以色列少有的允许加沙出口至欧洲市场的农作物之一(视觉中国供图)

  全球农民在使用滴灌技术的过程中逐渐发现,滴灌不仅适用于沙漠农业,还能应用于很多其他场景,因为这项技术能大幅度提升农业生产效率。

  “植物根系不但需要水,还需要氧气。”李萨易解释说,“以前农民采用大水漫灌,水在沉入地下的过程中有三分之一的时间会导致根系缺氧,三分之一的时间导致根系缺水,只有三分之一的时间水氧比例达到最佳。滴灌就没这个问题,可以让植物根系始终保持在最佳状态。”

  所谓“精准农业”,就是采用各种技术方法让植物始终处在最佳生长状态,同时又让所有的外部输入(比如水肥、农药等等)尽可能高效地被植物吸收利用,把浪费减少到最低,上文提到的励志果业的水肥一体化系统就是精准农业的绝佳案例。

  因为慢慢的变多的人看到了精准农业的好处,滴灌技术得以迅速普及到了全世界。

  耐特菲姆公司在哈泽里姆基布兹建了家滴头生产厂,最近几年一直在满负荷运转,就连目前似乎并不缺水的瑞士也下了订单,希望能为将来有几率发生的水危机早做准备。我专程去参观了这家工厂,发现这家只有350名员工的工厂每天可以生产700万个不一样的规格的滴头,去年(2018年)的年产量超过了200亿个,组装成的滴灌水管长度可以绕地球120圈。这350名员工当中有80%都是研发人员,传统意义上的工人极少,车间里几乎看不到人,因为绝大部分工序都已实现了自动化,生产效率非常高。

  为了多赚点钱,这家工厂甚至把自己变成了一个旅游景点,几乎每天都有来自世界各地的游客专程前来付费参观。

  当然了,大家不仅是来参观滴头的生产的基本工艺,更想看的是基布兹成员们的日常生活。根据导游利尔·马克(Lior Mark)的介绍,这家基布兹目前有1000多名正式成员,大家共用一个银行账户,每人每月只发2000新谢克尔(以色列货币,约合4000块钱)零花钱,但所有其他开销,包括衣食住行和教育养老等等全都按需分配。

  “以色列建国初期一共有280个基布兹,现在只剩下40个还在实行制度,其余的全都私有化了。”马克告诉我,“这40个基布兹的共同特点是非常有钱,比如哈泽里姆目前光是账面上的现金就有4.8亿美元。”

  事实上,当初哈泽里姆之所以愿意花350万美元买下滴灌专利,就是因为当时的基布兹领导人意识到光靠农业没法维持这种生活,必须在农业之外找到一个新的经济增长点。

  正好当时以色列的塑料工业发展势头很猛,于是那位领导人决定买下滴灌专利,靠发展塑料工业赚到的钱来维持基布兹的正常运转(滴灌喷头的主要成分就是塑料)。事实证明这是个英明的决策,如今的哈泽里姆基布兹成员每天只需工作几个小时,其余时间大都用来发展个人的艺术爱好,过上了真正的乌托邦式生活。

  我后来又去参观了一个已经私有化了的古夫洛特(Gvulot)基布兹,发现那家基布兹除了不再按需分配之外,其他方面都和哈泽里姆差不多,成员们依然住在一起,集体劳动集体生活集体决策,类似于一家股份平均分配给全体成员的大企业。

  “以前那种按需分配的基布兹浪费非常严重,我们不像哈泽里姆那么有钱,没法维持那样的状态,只能实行私有化,每名成员必须先付钱才能享受这里提供的衣食住行和教育养老等各种服务。”古夫洛特基布兹的CEO对我说,“但我们又不是那种传统意义上的私有化,因为资本家逐利的本性会让一切都变了味,所以我们实行的是一种中间状态的私有化制度,基布兹平时的基本运作由一个核心团队负责管理,但其他所有重大决策都是由全体成员共同商量后再决定的。”

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  虽然性质有所不同,但这两家以农业为基础的基布兹有个共同特点,那就很重视发展高科技。

  “因为传统农业不够酷,所以现在的年轻人越来越不愿意种地了。”李萨易对我解释说,“所以我们一直很看重发展农业高科技,有时在外人看来甚至会觉得有些过,但

  我们的真正目的是希望把农业变得像互联网公司那样酷,以此来吸引年轻一代投身其中。”

  从我自己的采访经历来看,这绝不是以色列独有的问题。如今全世界的年轻人似乎都不愿当农民了,这已成为农业现代化的最大障碍。以色列人的解决方案说明,居安思危真的是写在犹太人血液里的一种品质。

  从这个角度来看,滴灌技术之所以被以色列人首先发明出来,原因也就不难理解了。

  ,起点相当高,这就为整个国家日后的发展打下了良好的基础。其次,以色列人虽然背景各式各样,但因为都是犹太人,彼此相当团结,正好可以发挥出人民公社制度的潜力。

  这个制度如果执行得好,有助于提高全体成员的劳动积极性和主人翁精神,并做出有远见的决策,哈泽里姆基布兹的故事就是明证。

  这个国家很看重教育,国内高校众多,质量也是全世界数一数二的,这就为全民创新提供了丰厚的土壤。所有这一切使得一大批具有创造力的年轻人投身于发明创造的行业中来,整个国家充满了活力。

  这一个国家本身资源匮乏,加之四面树敌,始终面临着亡国的危险。所以几乎每一个以色列人都有很强的危机意识,这让他们从小就学会了未雨绸缪,凡事都先做好最坏的打算。这么做的结果反而让这个国家变成了沙漠中的一颗明珠,就拿农业来说,这个总面积只有2.1万平方公里的沙漠小国如今已经变成了农业出口大国,去年