編者按：農業領域的新技(jì)術(shù)為(wèi)灌溉帶來(lái)了革命性的突破，但(dàn)是一些(xiē)小(xiǎo)農場(chǎng)主仍舊(jiù)因為(wèi)創業公司提供的解決方案與它們面臨的問題不匹配而面臨窘境。但(dàn)從世界範圍內(nèi)來(lái)看，人(rén)們對例如水(shuǐ)資源短(duǎn)缺之類的環境問題正予以越來(lái)越多(duō)的關注，為(wèi)解決環境問題提供了新的契機。本文作(zuò)者MARK WALLACE，原文标題The shape of water: How agtech is making irrigation more efficient。

Bowles Farming Company位于加州中央山(shān)谷（Central Valley）的D-17号田頗為(wèi)幹燥，春天我和(hé)Emery Silberman去參觀時(shí)，發現那(nà)裏還(hái)沒有(yǒu)種植什麽東西。去年的西瓜7月就已經收割了，今年的西紅柿還(hái)要幾個(gè)月才能下地。我們查看了一系列用來(lái)處理(lǐ)該地區(qū)農業用水(shuǐ)的球狀紅砂過濾器(qì)，Silberman向我展示了附近用來(lái)控制(zhì)流量的滴灌泵和(hé)閥門(mén)。他還(hái)向我展示了WaterBit公司生(shēng)産的小(xiǎo)型設備，該設備的設計(jì)初衷是對農田環境進行(xíng)更細緻的控制(zhì)，這樣一來(lái)，Silberman的老闆Cannon Michael這樣的農場(chǎng)主就可(kě)以節省水(shuǐ)肥等寶貴資源。

WaterBit Carbon是一個(gè)小(xiǎo)型的傳感器(qì)，無論它安裝在什麽地方，都可(kě)以監測土壤濕度、土壤溫度和(hé)其他因素。通(tōng)過将一塊土地進行(xíng)分割，Waterbit希望能讓農民們有(yǒu)效控制(zhì)種植作(zuò)物攝取的水(shuǐ)分和(hé)其他營養物質。傳感器(qì)收集到的有(yǒu)關土壤狀況的數(shù)據顯示在一個(gè)遠程儀表盤上(shàng)，這比人(rén)工測試土壤濕度節省了大(dà)量的時(shí)間(jiān)和(hé)人(rén)力成本。“我們正在做(zuò)的是為(wèi)用戶提供基礎設施，使他們能夠根據植物的需要更精确地供水(shuǐ)，”WaterBit首席執行(xíng)官Andrew Wright說。

特别是在灌溉用水(shuǐ)由運河(hé)輸送的地方，許多(duō)農場(chǎng)隻能粗略地了解每片農田的每一部分需要多(duō)少(shǎo)水(shuǐ)。出于不确定性和(hé)心理(lǐ)安慰，農民們經常會(huì)把水(shuǐ)澆的太多(duō)。Silberman說：“如果你(nǐ)膠水(shuǐ)澆少(shǎo)了，某種程度上(shàng)來(lái)說你(nǐ)就是在冒險。反正如果澆多(duō)了問題也不大(dà)”，這麽一來(lái)，過多(duō)灌溉就成了最理(lǐ)性的選擇。

而像WaterBit這樣的公司，現在可(kě)以依靠它們的技(jì)術(shù)向農民提供更多(duō)關于農田的信息了，這些(xiē)信息比農民們以前任何時(shí)候都容易獲得(de)的信息要豐富的多(duō)——從詳細的土壤濕度讀數(shù)到關于陽光、植物健康等方面的現成數(shù)據，農民們現在有(yǒu)機會(huì)利用這些(xiē)數(shù)據流更好地安排自己的勞動，從而節約成本和(hé)水(shuǐ)資源，獲取更大(dà)的市場(chǎng)效益之餘還(hái)能對環境産生(shēng)積極影(yǐng)響。但(dàn)這些(xiē)新技(jì)術(shù)并不總是考慮到農場(chǎng)生(shēng)活的現實，這讓一些(xiē)農場(chǎng)主——比如Michael這種擁有(yǒu)12000畝的中型農場(chǎng)主——急于安裝這些(xiē)令人(rén)印象深刻的新工具和(hé)設備，但(dàn)由于他們面臨的問題與創業公司提供的解決方案不匹配，這些(xiē)新技(jì)術(shù)的投入使用受到了阻礙。

自我灌溉？

像WaterBit這樣的傳感器(qì)，不僅能獲悉灌溉狀況，還(hái)能了解降水(shuǐ)給植物帶來(lái)了多(duō)少(shǎo)水(shuǐ)分。Michael說：“我們的想法是，在地面上(shàng)的一系列探測裝置可(kě)以讀取土壤的實際濕度，并向控制(zhì)器(qì)發送信号，這些(xiē)控制(zhì)器(qì)實際上(shàng)更像是一個(gè)随需應變的響應系統。”

事實上(shàng)，WaterBit的首席執行(xíng)官說，這正是公司想要實現的目标。Wright說：“我們希望不僅能夠執行(xíng)種植者的灌溉建議，而且要幫助他們得(de)出如何灌溉最好的建議。在未來(lái)的某個(gè)時(shí)候，我們能夠實現完全自主地灌溉大(dà)量作(zuò)物。”

該公司目前正在其董事長、Cypress Semiconductor前首席執行(xíng)官T.J. Rodgers擁有(yǒu)的小(xiǎo)型葡萄園進行(xíng)這樣的試驗。Rodgers自1992年以來(lái)一直在舊(jiù)金山(shān)半島經營一家(jiā)小(xiǎo)型釀酒廠。

正是Rodgers對釀酒的濃厚興趣使他來(lái)到了WaterBit公司。作(zuò)為(wèi)一名葡萄酒商，Rodgers長期以來(lái)一直對監測和(hé)調整土壤條件很(hěn)感興趣，他在Cypress的一個(gè)項目就是測量葡萄園的濕度。Rodgers在2014年左右被介紹給了WaterBit的創始人(rén)Manu Pillai和(hé)Leif Chastaine，并與他們進行(xíng)了兩年的非正式合作(zuò)，之後他投資了這家(jiā)公司，并提供了自己的技(jì)術(shù)。Wright在2016年離開(kāi)Cypress之前曾在該公司負責新産品開(kāi)發，去年作(zuò)為(wèi)首席技(jì)術(shù)官加入後不久升任首席執行(xíng)官，當時(shí)該公司進行(xíng)了A輪融資。

近年來(lái)，Rodgers進行(xíng)了一項實驗，他在自己的葡萄園利用WaterBit的系統進行(xíng)隔行(xíng)灌溉。他說：“兩年前，我決定把這台機器(qì)投入運行(xíng)，證明(míng)用這種方式生(shēng)産出來(lái)的葡萄酒的品質與人(rén)工灌溉生(shēng)産出來(lái)的葡萄酒的品質沒什麽差别。”

Rodgers說：“根據我在自己葡萄園的種植經驗，我的猜測是，我們灌溉用的水(shuǐ)有(yǒu)一半以上(shàng)被浪費了。我們的技(jì)術(shù)将讓人(rén)們更仔細地觀察灌溉，并對灌溉方式進行(xíng)微調，以更低(dī)的灌溉用水(shuǐ)投入獲得(de)更高(gāo)的産量。”

然而，對于大(dà)多(duō)數(shù)農民來(lái)說，這還(hái)不像在地裏插入傳感器(qì)并觀察水(shuǐ)流那(nà)麽簡單。Silberman是Bowles Farming的首席技(jì)術(shù)官，他在200英畝的西瓜地裏安裝了23個(gè)WaterBit的傳感器(qì)進行(xíng)實驗——西瓜是農場(chǎng)價值最高(gāo)的作(zuò)物。但(dàn)正如Michael所指出的，在像D-17這樣占地48.6英畝的土地上(shàng)，不同地方的pH值或水(shuǐ)容量可(kě)能不同，調整灌溉基礎設施以适應這一變化并不總是能夠一蹴而就。Bowles Farming在很(hěn)大(dà)程度上(shàng)已經轉變為(wèi)采用滴灌的方式，水(shuǐ)通(tōng)過地下的“滴灌帶”流向植物（而不是效率較低(dī)的犁溝灌溉，即每行(xíng)之間(jiān)的犁溝被水(shuǐ)淹沒）。但(dàn)是，Michael農場(chǎng)所在水(shuǐ)源地的灌溉基礎設施的設計(jì)并不是為(wèi)了按照不同的時(shí)間(jiān)表提供精确的水(shuǐ)量的。

新技(jì)術(shù)能節省大(dà)量的資源。但(dàn)新技(jì)術(shù)的成本也可(kě)能會(huì)使像Bowles這樣的中型農場(chǎng)望而卻步。Silberman提到，每個(gè)傳感器(qì)的成本接近1000美元，一個(gè)通(tōng)信單元的成本也差不多(duō)。他說：“如果一塊地需要兩個(gè)傳感器(qì)，這就得(de)3000美元了，而我們有(yǒu)超過147塊地，成本相當高(gāo)。”

以農業為(wèi)中心的設計(jì)

另一種旨在提高(gāo)農業效率的基于田間(jiān)的傳感器(qì)是來(lái)自新澤西州普林斯頓大(dà)學Arable實驗室的産品Arable Mark。Arable實驗室的傳感器(qì)收集了一系列的輸入值，包括溫度、陽光、葉綠素含量以及通(tōng)過麥克風測量的降雨量。

“你(nǐ)可(kě)以把它理(lǐ)解為(wèi)農業領域的Alexa，” Arable的創始人(rén)兼首席科學家(jiā)Adam Wolf說，“它能聽(tīng)得(de)到雨滴的聲音(yīn)，它實際上(shàng)有(yǒu)一個(gè)麥克風，能夠把所有(yǒu)的聲音(yīn)頻譜提取出來(lái)，然後來(lái)估計(jì)降雨量。”

雖然Arable Mark并不能測量土壤濕度，但(dàn)它可(kě)以與土壤濕度探測器(qì)和(hé)其他傳感器(qì)結合在一起，對收集到的數(shù)據呈現出一個(gè)綜合的視(shì)圖，讓農民可(kě)以從事該公司所說的“決策農業”。Arable Mark本身也是Nest恒溫器(qì)設計(jì)師(shī)Fred Bould的得(de)意之作(zuò)。

Wolf說：“從設計(jì)的角度來(lái)看，人(rén)們對待農業就像對待垃圾一樣。”在推出Arable項目之前，他是普林斯頓大(dà)學的一名研究員，對環境技(jì)術(shù)的總體(tǐ)狀況深感沮喪。“在我們用來(lái)做(zuò)研究和(hé)收集自然世界測量數(shù)據的所有(yǒu)這些(xiē)技(jì)術(shù)，農業作(zuò)為(wèi)其中的一個(gè)子集自上(shàng)世紀80年代以來(lái)從未改變。”

Wolf設想了一種解決方案，可(kě)以利用雲技(jì)術(shù)，在桌面屏幕和(hé)移動設備之間(jiān)實現無縫切換。“有(yǒu)幾家(jiā)公司已經開(kāi)始生(shēng)産傳感器(qì)和(hé)數(shù)據記錄器(qì)，但(dàn)什麽都沒有(yǒu)改變。在這裏，我們使用複雜的雲基礎設施以及可(kě)視(shì)化和(hé)消費數(shù)據的方法，對它進行(xíng)數(shù)據科學研究。然而，在收集數(shù)據的領域裏，你(nǐ)仍然需要插入一根電(diàn)纜才能将數(shù)據下載到你(nǐ)的筆記本電(diàn)腦(nǎo)上(shàng)。我不敢相信這就是現實，所以我覺得(de)，我想如果我是那(nà)個(gè)必須做(zuò)點什麽的人(rén)，我就必須拿(ná)出行(xíng)動和(hé)成果來(lái)。”由于對Nest的用戶體(tǐ)驗印象深刻，他找了一位設計(jì)師(shī)——Bould來(lái)幫助自己完成這項任務。

環境議題的未來(lái)

和(hé)WaterBit一樣，Arable在進軍市場(chǎng)初期就看到了希望。Arable已經在120多(duō)個(gè)客戶中安裝了大(dà)約1000台設備，其中一部分是國際客戶。WaterBit大(dà)約有(yǒu)3000台設備，分布在50個(gè)農場(chǎng)。雖然很(hěn)多(duō)客戶都在美國中西部的農業區(qū)，但(dàn)也有(yǒu)很(hěn)多(duō)人(rén)在加州，加州的水(shuǐ)資源狀況可(kě)能是應對日益複雜的未來(lái)最重要的一課。專門(mén)負責與當地企業和(hé)水(shuǐ)務機構就一系列廣泛的政策問題進行(xíng)合作(zuò)的舊(jiù)金山(shān)灣區(qū)議會(huì)（Bay Area Council）公共政策副主席Adrian Covert表示：“加州80%的人(rén)類用水(shuǐ)都用于農業。”

當然，農業并不是唯一可(kě)以節約用水(shuǐ)的地方。部分原因是，随着時(shí)間(jiān)的推移，水(shuǐ)資源問題隻會(huì)變得(de)更加緊迫，企業家(jiā)們已經開(kāi)始注意到這一點。為(wèi)旨在解決全球水(shuǐ)資源問題的項目提供幫助的非營利組織ImagineH2O總裁Scott Bryan表示，一系列與水(shuǐ)有(yǒu)關的危機——從密歇根州Flint的污染，到開(kāi)普敦的配給制(zhì)度，再到加利福尼亞的幹旱，等等——已經讓人(rén)們意識到解決其中一些(xiē)資源和(hé)環境挑戰刻不容緩。他說：“最大(dà)的變化是，公衆對水(shuǐ)資源短(duǎn)缺問題的緊迫性有(yǒu)了更大(dà)的認識，從而對解決方案的實際內(nèi)容産生(shēng)了興趣。”