2019年12月12日在以色列北部的耐特菲姆滴灌和精準農業示範園區塑料溫室中種植的花卉。

該溫室可自動對溫度、通風和光照進行調節，為花卉生長創造最佳環境

    在節水理念和科技創新的雙重驅動下，這個國土面積狹小的中東國家不僅做到了淡水資源自給自足，還實現了農作物大量出口歐洲。

文/《環球》雜誌記者 王卓倫 尚昊（發自耶路撒冷） 編輯/馬琼

　　初到以色列，也許你會吃驚於隨處可見的盎然綠意——擁有大片草坪的公園是不少城市的“標配”，駕車行駛於連接城市的高速公路上，時常會看到綿延的農田、草甸、森林。恍惚之間，會有種身處歐洲的錯覺。

　　以色列沙漠和旱地面積約佔國土面積的60%，年均降水量非常少。然而，在節水理念和科技創新的雙重驅動下，這個國土面積狹小的中東國家不僅做到了淡水資源自給自足，還實現了農作物大量出口歐洲，並與鄰國約旦達成了出口水資源協議。

　　“沙漠變綠洲”，究竟有什麼奧秘？

滴灌技術廣泛應用

　　據以色列農業和農村發展部公布的數據，農業用水佔以色列總用水量的50%以上。近幾十年來，以色列每立方米灌溉用水對應的農業産量翻了一番，向建成農業強國的目標更近了一步。

　　這其中，精準灌溉系統功不可沒。以色列滴灌農業非常發達，早在20世紀60年代，以色列人就發明了這一技術。據統計，目前全國約75%的土地使用滴灌技術。而在全球範圍內，這個數字僅為4%～5%，大水漫灌在許多國家仍是主要灌溉方式。

　　滴灌技術的實施看似並不複雜——將滴灌管置於地上或地下，每隔一段距離配置一個滴頭，可均勻地將水肥輸送到作物的根部。然而，滴灌達到“精準”絕非易事，需要不斷改進設計滴頭，才能保證水肥在不同的距離以相同的水壓勻速滴出。

　　50多年前從基布茲（集體農莊）發展起來的耐特菲姆公司位於以色列北部，是全球最大的滴灌企業。幾十年來，一系列滴灌和精準農業的解決方案在這裡誕生並走向全球，帶動節水、節肥、節力的現代農業模式不斷推廣。

　　以需水量較大的水稻種植為例，耐特菲姆公司的負責人&&：“滴灌種植的水稻不僅産量超過傳統方式，而且用水量減少了70%，甲烷排放量幾乎為零，砷的吸收量也減少了90%。”

　　在耐特菲姆滴灌和精準農業示範園區，露天農田中，洋蔥、苜蓿、石榴、青椒、藍莓、甘蔗等農作物枝繁葉茂、顏色嬌艷。將其“喂飽”的灌溉系統，既有用於地表灌溉的設備，也有深埋在地下約35厘米處的“隱型工具”。

　　在園區的入口附近，一處小山坡格外引人注目，這裡模擬的是地勢高低起伏的農田，斜坡四週均勻分佈着用於滴灌的管道。耐特菲姆農學部專業服務負責人拉姆·裏薩伊對《環球》雜誌記者説，這是採取了“壓力補償”技術——一種頗具優勢的先進滴灌技術。

　　裏薩伊介紹説，傳統滴灌一般都在平坦土地上進行，“壓力補償”技術幾乎可以對所有地勢高低起伏不平的地方進行滴灌。水肥沿着滴頭排出，精確且等量，進而實現均勻灌溉。而無論哪種系統，水肥都會定時定量地慢慢滲入每棵作物根部，滿足它們的生長需要，而且用於滴灌的管道有自凈功能，20年內不會堵塞。

　　“我們會根據作物品種、氣溫、土壤酸鹼度等因素綜合考慮，因地制宜，幫助農民採取合適的灌溉方式。”裏薩伊説。

“指尖節水”靈活便捷

　　將每一滴水都用到實處——技術人員設計的不僅僅是一根根簡單的滴灌管道和滴頭，而是融入包括施肥、自動化操作等在內的一整套精準農業灌溉系統。依靠發達的物聯網、大數據及人工智能技術，數字節水革命正悄然發生在以色列的田間地頭。

　　以色列農業和農村發展部的數據顯示，全國17%的農業預算用於支持科技研發。該部農業創新高級副總幹事邁克爾·利維接受《環球》雜誌記者採訪時&&，政府在2021年投入了約合500萬美元的資金用於農業數字化學術研究，投入約合3500萬美元用於農業科技實用性轉化，以推動數字農業的普及。

　　“目前有100多家以色列公司生産測量、分析、監測自動化過程的工具，從而確保農作物和土壤的精確需水量，做到最少的水資源浪費，將每一滴水都用到實處。”利維説。

　　實現“水盡其用”，農戶要做的僅僅是下載相應的手機應用程序。以CropX、AgrIOT、Saturas等灌溉軟體系統為例，農戶在手機應用程序中可以及時監控某一特定時間段某一小塊地上的精確需水量，從而智能操控灌溉，如此至少能節水20%。此外，農作物的氮、磷、鉀等肥料營養吸收情況也一目了然，可以為準確判斷特定元素是否足量攝取提供依據。

　　“所有數據都會同步上傳雲端用於算法分析，農民自動獲取結論，找到最優化、最精準的解決方案。”希伯來大學農業、食品與環境學院教授納赫姆·莫什林説。

　　納赫姆·莫什林&&，依託數字化手段，灌溉過程不僅能節約水資源，還可以防止水質污染。“澆水與施肥通常相輔相成，精準灌溉的首要目的是節水，同時也節約了肥料，減少過度施肥對土壤造成的破壞。”

　　以色列Volcani農業研究組織農用機器人中心主任阿維塔勒·貝沙爾則將精準灌溉系統的搭建過程總結為4步：收集田間數據信息、研發算法技術、創建大數據庫、建模應用程序。

　　“數學工具和操控變量是研發過程的關鍵，這樣就能實現對水資源的精準使用，為每種植物提供最佳需水量，而不是用相同的水量灌溉整片田地。”貝沙爾説。

　　行走在耐特菲姆公司的農田中，未見農人的身影，代替他們的是一處佔地約1平方米的數字種植&&，裏薩伊將其形容為園區整個農業生産的“大腦”。

　　地上地下不同類型的滴灌系統，用於測量和傳輸各種數據的傳感器，根據不同作物需求自動生成肥料配方的供肥系統，自動控制溫度、濕度和光照的溫室大棚，利用益蟲消除農業害蟲的生物防治方法……通過在農田中安裝的傳感器，數字種植&&可以採集各種數據和信息，進而決定作物的灌溉量和灌溉時間等。

　　“農民坐在家中，通過手機或電腦遙控&&，就可以查看作物生長情況，打開灌溉開關，極大節省時間和人力。”裏薩伊説。

　　在檸檬種植區，記者看到每棵檸檬樹配備有兩種傳感器，一種被固定在檸檬樹的樹榦上，用來監測樹榦大小，了解其生長情況；另一種則以20厘米深為間距垂直等距逐個埋於地下，用來測量不同土層的數據。

　　“所有數據直接進入&&的雲端，在設置有不同作物模型的系統中進行分析，進而向農民發送分析結果並提出灌溉、施肥、增氧等建議，指導農業實踐。”裏薩伊説。

“水肥一體”減少浪費

　　如果説根是農作物的“嘴”，那麼水就是肥料的“腿”——沒有“腿”，肥料無法“走進”農作物“嘴”裏。在以色列已成熟運用的“水肥一體”農業現代化技術，可根據作物的生長需求自動進行肥料匹配，讓農作物渴了就喝、餓了就吃，並減少因水蒸發而造成的浪費，從而大大提高水肥利用率，讓農作物“吃飽吃好”。

　　在耐特菲姆塑料溫室內的一側，記者看到了“神通廣大”的自動供肥系統。幾個大儲罐用來溶解氮、鉀等肥料成分，通過自動操作&&配料後，肥料成分便可與水混合，而後源源不斷地輸送給農作物。據介紹，這一&&可以提供256種供肥配方。

　　“類似於餐館裏的菜單，生菜、西紅柿、黃瓜都可根據自己的‘口味’來‘點菜’。”裏薩伊説。

　　在肥料配方處，兩個約有兩人高的儲罐豎立着。裏薩伊告訴記者，這是水回收和處理系統。溫室採用乾淨水灌溉，所有的管道互相連接，這些水在灌溉後通過引流系統匯集，經過自動過濾、凈化和處理，與乾淨水混合後再次用於灌溉，可節省約30%的用水量。

　　生菜、芹菜、甘藍等蔬菜種植在佈滿圓孔、略微斜置的管道上，水肥在管道中緩緩流淌，卻不見土壤等固體基質。

　　裏薩伊介紹，這是採用了先進的營養膜技術，蔬菜根係一部分浸在淺層流動的營養液中，另一部分則暴露於種植槽內的濕氣中發育。“這種技術節水省肥，十分適合葉類蔬菜，3至4周就可收穫。”

　　在玻璃溫室內，珍珠岩碎屑上種植着黃瓜，椰子殼碎屑上種植着青椒和西紅柿。技術人員將尖尖的滴頭插入種植基質中，通過壓力輸送進行水肥供應，並利用生物防治手段用益蟲對付農業害蟲。

　　記者看到，幾乎所有西紅柿植株高度都達4米左右，成串紅綠相間的西紅柿密集地垂挂着。“高投入帶來的是高回報和高質量。”裏薩伊説。

　　此外，園區的兩個溫室都安裝了各種傳感器，控制系統通過讀取數據可以自動對溫度、通風和光照進行調節，為作物生長創造最佳環境。

　　在裏薩伊看來，耐特菲姆的精準農業實踐之中，三個層面缺一不可。一是灌溉層面，涉及管道、滴頭、水泵、肥料等；二是自動化和數字種植層面；三是服務層面。“三者結合才能為農民提供最佳的灌溉施肥方案，更好地進行農業生産。”他説。

來源：2022年6月15日出版的《環球》雜誌 第12期

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