2019年12月12日在以色列北部的耐特菲姆滴灌和精准农业示范园区塑料温室中种植的花卉。

该温室可自动对温度、通风和光照进行调节，为花卉生长创造最佳环境

    在节水理念和科技创新的双重驱动下，这个国土面积狭小的中东国家不仅做到了淡水资源自给自足，还实现了农作物大量出口欧洲。

文/《环球》杂志记者 王卓伦 尚昊（发自耶路撒冷） 编辑/马琼

　　初到以色列，也许你会吃惊于随处可见的盎然绿意——拥有大片草坪的公园是不少城市的“标配”，驾车行驶于连接城市的高速公路上，时常会看到绵延的农田、草甸、森林。恍惚之间，会有种身处欧洲的错觉。

　　以色列沙漠和旱地面积约占国土面积的60%，年均降水量非常少。然而，在节水理念和科技创新的双重驱动下，这个国土面积狭小的中东国家不仅做到了淡水资源自给自足，还实现了农作物大量出口欧洲，并与邻国约旦达成了出口水资源协议。

　　“沙漠变绿洲”，究竟有什么奥秘？

滴灌技术广泛应用

　　据以色列农业和农村发展部公布的数据，农业用水占以色列总用水量的50%以上。近几十年来，以色列每立方米灌溉用水对应的农业产量翻了一番，向建成农业强国的目标更近了一步。

　　这其中，精准灌溉系统功不可没。以色列滴灌农业非常发达，早在20世纪60年代，以色列人就发明了这一技术。据统计，目前全国约75%的土地使用滴灌技术。而在全球范围内，这个数字仅为4%～5%，大水漫灌在许多国家仍是主要灌溉方式。

　　滴灌技术的实施看似并不复杂——将滴灌管置于地上或地下，每隔一段距离配置一个滴头，可均匀地将水肥输送到作物的根部。然而，滴灌达到“精准”绝非易事，需要不断改进设计滴头，才能保证水肥在不同的距离以相同的水压匀速滴出。

　　50多年前从基布兹（集体农庄）发展起来的耐特菲姆公司位于以色列北部，是全球最大的滴灌企业。几十年来，一系列滴灌和精准农业的解决方案在这里诞生并走向全球，带动节水、节肥、节力的现代农业模式不断推广。

　　以需水量较大的水稻种植为例，耐特菲姆公司的负责人表示：“滴灌种植的水稻不仅产量超过传统方式，而且用水量减少了70%，甲烷排放量几乎为零，砷的吸收量也减少了90%。”

　　在耐特菲姆滴灌和精准农业示范园区，露天农田中，洋葱、苜蓿、石榴、青椒、蓝莓、甘蔗等农作物枝繁叶茂、颜色娇艳。将其“喂饱”的灌溉系统，既有用于地表灌溉的设备，也有深埋在地下约35厘米处的“隐型工具”。

　　在园区的入口附近，一处小山坡格外引人注目，这里模拟的是地势高低起伏的农田，斜坡四周均匀分布着用于滴灌的管道。耐特菲姆农学部专业服务负责人拉姆·里萨伊对《环球》杂志记者说，这是采取了“压力补偿”技术——一种颇具优势的先进滴灌技术。

　　里萨伊介绍说，传统滴灌一般都在平坦土地上进行，“压力补偿”技术几乎可以对所有地势高低起伏不平的地方进行滴灌。水肥沿着滴头排出，精确且等量，进而实现均匀灌溉。而无论哪种系统，水肥都会定时定量地慢慢渗入每棵作物根部，满足它们的生长需要，而且用于滴灌的管道有自净功能，20年内不会堵塞。

　　“我们会根据作物品种、气温、土壤酸碱度等因素综合考虑，因地制宜，帮助农民采取合适的灌溉方式。”里萨伊说。

“指尖节水”灵活便捷

　　将每一滴水都用到实处——技术人员设计的不仅仅是一根根简单的滴灌管道和滴头，而是融入包括施肥、自动化操作等在内的一整套精准农业灌溉系统。依靠发达的物联网、大数据及人工智能技术，数字节水革命正悄然发生在以色列的田间地头。

　　以色列农业和农村发展部的数据显示，全国17%的农业预算用于支持科技研发。该部农业创新高级副总干事迈克尔·利维接受《环球》杂志记者采访时表示，政府在2021年投入了约合500万美元的资金用于农业数字化学术研究，投入约合3500万美元用于农业科技实用性转化，以推动数字农业的普及。

　　“目前有100多家以色列公司生产测量、分析、监测自动化过程的工具，从而确保农作物和土壤的精确需水量，做到最少的水资源浪费，将每一滴水都用到实处。”利维说。

　　实现“水尽其用”，农户要做的仅仅是下载相应的手机应用程序。以CropX、AgrIOT、Saturas等灌溉软件系统为例，农户在手机应用程序中可以及时监控某一特定时间段某一小块地上的精确需水量，从而智能操控灌溉，如此至少能节水20%。此外，农作物的氮、磷、钾等肥料营养吸收情况也一目了然，可以为准确判断特定元素是否足量摄取提供依据。

　　“所有数据都会同步上传云端用于算法分析，农民自动获取结论，找到最优化、最精准的解决方案。”希伯来大学农业、食品与环境学院教授纳赫姆·莫什林说。

　　纳赫姆·莫什林表示，依托数字化手段，灌溉过程不仅能节约水资源，还可以防止水质污染。“浇水与施肥通常相辅相成，精准灌溉的首要目的是节水，同时也节约了肥料，减少过度施肥对土壤造成的破坏。”

　　以色列Volcani农业研究组织农用机器人中心主任阿维塔勒·贝沙尔则将精准灌溉系统的搭建过程总结为4步：收集田间数据信息、研发算法技术、创建大数据库、建模应用程序。

　　“数学工具和操控变量是研发过程的关键，这样就能实现对水资源的精准使用，为每种植物提供最佳需水量，而不是用相同的水量灌溉整片田地。”贝沙尔说。

　　行走在耐特菲姆公司的农田中，未见农人的身影，代替他们的是一处占地约1平方米的数字种植平台，里萨伊将其形容为园区整个农业生产的“大脑”。

　　地上地下不同类型的滴灌系统，用于测量和传输各种数据的传感器，根据不同作物需求自动生成肥料配方的供肥系统，自动控制温度、湿度和光照的温室大棚，利用益虫消除农业害虫的生物防治方法……通过在农田中安装的传感器，数字种植平台可以采集各种数据和信息，进而决定作物的灌溉量和灌溉时间等。

　　“农民坐在家中，通过手机或电脑遥控平台，就可以查看作物生长情况，打开灌溉开关，极大节省时间和人力。”里萨伊说。

　　在柠檬种植区，记者看到每棵柠檬树配备有两种传感器，一种被固定在柠檬树的树干上，用来监测树干大小，了解其生长情况；另一种则以20厘米深为间距垂直等距逐个埋于地下，用来测量不同土层的数据。

　　“所有数据直接进入平台的云端，在设置有不同作物模型的系统中进行分析，进而向农民发送分析结果并提出灌溉、施肥、增氧等建议，指导农业实践。”里萨伊说。

“水肥一体”减少浪费

　　如果说根是农作物的“嘴”，那么水就是肥料的“腿”——没有“腿”，肥料无法“走进”农作物“嘴”里。在以色列已成熟运用的“水肥一体”农业现代化技术，可根据作物的生长需求自动进行肥料匹配，让农作物渴了就喝、饿了就吃，并减少因水蒸发而造成的浪费，从而大大提高水肥利用率，让农作物“吃饱吃好”。

　　在耐特菲姆塑料温室内的一侧，记者看到了“神通广大”的自动供肥系统。几个大储罐用来溶解氮、钾等肥料成分，通过自动操作平台配料后，肥料成分便可与水混合，而后源源不断地输送给农作物。据介绍，这一平台可以提供256种供肥配方。

　　“类似于餐馆里的菜单，生菜、西红柿、黄瓜都可根据自己的‘口味’来‘点菜’。”里萨伊说。

　　在肥料配方处，两个约有两人高的储罐竖立着。里萨伊告诉记者，这是水回收和处理系统。温室采用干净水灌溉，所有的管道互相连接，这些水在灌溉后通过引流系统汇集，经过自动过滤、净化和处理，与干净水混合后再次用于灌溉，可节省约30%的用水量。

　　生菜、芹菜、甘蓝等蔬菜种植在布满圆孔、略微斜置的管道上，水肥在管道中缓缓流淌，却不见土壤等固体基质。

　　里萨伊介绍，这是采用了先进的营养膜技术，蔬菜根系一部分浸在浅层流动的营养液中，另一部分则暴露于种植槽内的湿气中发育。“这种技术节水省肥，十分适合叶类蔬菜，3至4周就可收获。”

　　在玻璃温室内，珍珠岩碎屑上种植着黄瓜，椰子壳碎屑上种植着青椒和西红柿。技术人员将尖尖的滴头插入种植基质中，通过压力输送进行水肥供应，并利用生物防治手段用益虫对付农业害虫。

　　记者看到，几乎所有西红柿植株高度都达4米左右，成串红绿相间的西红柿密集地垂挂着。“高投入带来的是高回报和高质量。”里萨伊说。

　　此外，园区的两个温室都安装了各种传感器，控制系统通过读取数据可以自动对温度、通风和光照进行调节，为作物生长创造最佳环境。

　　在里萨伊看来，耐特菲姆的精准农业实践之中，三个层面缺一不可。一是灌溉层面，涉及管道、滴头、水泵、肥料等；二是自动化和数字种植层面；三是服务层面。“三者结合才能为农民提供最佳的灌溉施肥方案，更好地进行农业生产。”他说。

来源：2022年6月15日出版的《环球》杂志 第12期

《环球》杂志授权使用，如需转载，请与本刊联系。

更多内容敬请关注《环球》杂志官方微博、微信：“环球杂志”。