智能灌溉技術(shù)與美國精準種植

湯姆·羅杰斯是美國加利福尼亞州中央山谷馬德拉縣的一名巴旦杏果農(nóng)。

巴旦杏俗稱薄殼杏仁，口感香脆味美，有極高的營養(yǎng)價值，國際市場售價非常高，其全球最大的產(chǎn)地位于加利福尼亞州。全世界80%的巴旦杏都來源于加州的果農(nóng)，他們因此獲得了110億美元的收入。

但是種植巴旦木果樹對水分要求非常高。6年前，2名荷蘭學者的研究計算得出，栽植一棵杏仁樹會消耗約1加侖（約為3.8升）水。但這僅僅是果樹栽培階段的耗水量，而且我們要知道，在干旱的加州地區(qū)，用水成本極高。

然而，新的科技出現(xiàn)幫助羅杰斯解決了用水難題。他的農(nóng)場是采用物聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)的新型試點項目。遍布于堅果小樹林的濕度傳感器可以實時監(jiān)測土壤情況，它們把所采集的數(shù)據(jù)傳送到電腦云端。云計算的結(jié)果將直接指導農(nóng)場的灌溉系統(tǒng)。

這個系統(tǒng)類似于過去用于溫室蔬菜栽培的水耕栽培法?；谠贫说臄?shù)據(jù)，系統(tǒng)每半個小時就會校準一下水壓。此外，它還是水肥一體化的輸送管道，通過條帶打穿的地方傳過去，給每一棵樹都噴灑精準的化肥和農(nóng)藥劑量。這個脈沖裝置向左右兩側(cè)交叉噴灑，讓水分更好地吸收。在系統(tǒng)投入使用之前，羅杰斯大概一周澆一次水，而使用了新科技以后，用水量比過去減少了20%，既節(jié)省人力，也降低了開支。據(jù)羅杰斯介紹，巴旦木果園曾經(jīng)遭受過一場長達4年的干旱，給他造成了持續(xù)的經(jīng)濟困難。

同樣生長于干旱地區(qū)、具有高附加值的農(nóng)作物，例如開心果、核桃、葡萄，和羅杰斯農(nóng)場有相似的境遇，它們都在嘗試通過智慧農(nóng)業(yè)的方式管理農(nóng)場，走在精準種植的前沿。不僅僅包括水果種植，如今，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)席卷美國中西部大量的玉米、大豆種植帶。美國主糧作物的播種、澆灌、施肥和采收均是依靠電腦全自動完成。美國的農(nóng)場主現(xiàn)在已經(jīng)不用下地參與農(nóng)事活動，即使農(nóng)場就在他們1英尺的生活圈內(nèi)。

生物基因工程改變美國人的餐桌

農(nóng)場，開始變得更像工廠，高度自動化的操作保障了農(nóng)產(chǎn)品的可靠性，降低農(nóng)作物的自然風險。得益于對DNA技術(shù)良好的理解，植物和動物的成長受到自動化的嚴格管控。眾所周知，“基因組編輯”已經(jīng)可以將植物或動物的基因組傳遞到一個單一的遺傳“字母”順序力上。而且，這項技術(shù)相比作物育種技術(shù)更有望被消費者接受，因為作物育種一直依賴于基因突變，而基因技術(shù)則采取了一種相對緩慢卻更為可控的方式。

了解作物的DNA序列也意味著育種本身可以更精確。技術(shù)人員甚至不需要種植成熟的植物，只需要通過基因組就可以找出作物的特性。

這樣的技術(shù)變革,在硬件、軟件和人類協(xié)作方式上面，都具有劃時代意義。在室內(nèi)園藝、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜牧業(yè)等諸多領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用，美國的精準農(nóng)業(yè)已經(jīng)滲透到農(nóng)業(yè)的多數(shù)環(huán)節(jié)，未來還將釋放更多效能。

短期內(nèi),這些改進通過削減成本和增加產(chǎn)量，將提高農(nóng)民的利潤。而且，消費者可以通過更低的價格購買優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，從而重構(gòu)消費形態(tài)。從長遠來看, 這還有助于針對日益嚴峻的環(huán)境問題提供答案，畢竟全世界范圍內(nèi)的土壤和海洋資源都是不可逆轉(zhuǎn)的。人類如何應(yīng)對未來？預(yù)計到2050年，地球人口將從現(xiàn)在的73億增長到97億。這些人不僅只需要吃，而且逐漸對吃得更好提出需求，因為隨著中國等亞洲國家經(jīng)濟快速增長，全球中產(chǎn)階層群體也急劇壯大。

聯(lián)合國糧農(nóng)組織2009年的一份報告顯示,到2050年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須增長70%，才能滿足預(yù)期的需求。而在沒有更多可供開發(fā)的新耕地的情況下，農(nóng)產(chǎn)品增長必須依賴于更高的土地收益率。20世紀的全球農(nóng)業(yè)變革經(jīng)歷了兩個階段：第一個階段是二戰(zhàn)前夕的產(chǎn)量革命；第二個階段是1950年代到1960年代的綠色革命，這次革命中引入了機械化和新作物品種、及農(nóng)業(yè)化學物質(zhì)。