有一天,一名以色列水資源工程師坐在一棵大樹(shù)下面,他看到水管正在慢慢地滲出水,滲進(jìn)了數的根部。五十年來(lái),這種灌溉方法已經(jīng)得到普及。
正是這位工程師的靈感,促使他發(fā)明了滴灌技術(shù),也被稱(chēng)作微灌。這種灌溉方法就是通過(guò)塑料水管上的細孔把水直接送達植物的根部或者莖部。
滴灌技術(shù)使用起來(lái)很精準,澆灌農作物的次數比以往要頻繁。但是,農場(chǎng)主可以因此而節省水資源,因為原來(lái)的灑水灌溉中的大部分水都被蒸發(fā)掉了。因此,許多政府鼓勵實(shí)施滴灌技術(shù),用以促進(jìn)農作物的增收。
但是,據上一期美國科學(xué)院院報發(fā)布的研究說(shuō),滴灌技術(shù)也在走下坡路了。該研究表明,以往的洪水泛濫和灑水灌溉中所謂被浪費掉的水,也就是沒(méi)有被農作物吸收進(jìn)根部的水分,都滲進(jìn)了地下蓄水層,而農場(chǎng)主也是地下蓄水層的使用者。自從大規模使用滴灌技術(shù)之后,對蓄水層的補給卻越來(lái)越少。
新墨西哥州大學(xué)的水資源經(jīng)濟學(xué)教授和本項研究人之一的Frank Ward 先生說(shuō),“滴灌技術(shù)確實(shí)對增加糧食產(chǎn)量和增加農場(chǎng)的收入有益,但是,使用滴灌技術(shù)不利的是,也許會(huì )耗費掉更多的水資源。”
這項研究是在美國的格蘭德河流域進(jìn)行的,如果此結果在其他地方同樣證明正確的話(huà),那么農業(yè)發(fā)展組織需要考慮重新評定滴灌這種昂貴的技術(shù)是否真的高效。當前糧食危機和水資源短缺的困擾全球,很多地區面臨著(zhù)種糧和節水的矛盾,因此這個(gè)問(wèn)題尤其應該得到重視。
據斯德哥爾摩國際水資源研究院估計,全世界營(yíng)養不良的人口眾多,到2050年,全球還會(huì )新增30億人,要養活這些人,需要耗費1.5倍于現在的水資源。
據聯(lián)合國糧農組織統計,全世界可獲取的大部分淡水資源,大約70%左右,
都不能夠供農業(yè)生產(chǎn)使用。由于費用昂貴,大部分農作物沒(méi)有采用滴灌技術(shù)進(jìn)行灌溉。據國際灌溉排水委員會(huì )統計,滴灌技術(shù)在美國和西班牙的使用最為普遍,分別占總灌溉面積的6.75%-2.75%。
但是滴灌技術(shù)越來(lái)越普遍。更多美國、中東和北非的農場(chǎng)主傾向于使用滴灌技術(shù),尤其是灌溉種植樹(shù)木和果園。
Ward首次注意到滴灌技術(shù)可能會(huì )減少水資源儲備這一現象,是自幾位灌溉工程師、農業(yè)顧問(wèn)和水務(wù)管理人員告訴他格蘭德流域的問(wèn)題開(kāi)始的。他們告訴Ward,采用滴灌技術(shù)的農場(chǎng)主,使用的地下水比以前更多了。Ward說(shuō),“他們擔心農民會(huì )用光地下蓄水曾的水源。”
最初的擔憂(yōu)消解之后,Ward和西班牙的研究者M(jìn)anuel Pulido-Velazquez制作了一個(gè)流域水文模型。這個(gè)模型可以展示流失的水量,灌溉到植物的水量,蒸發(fā)量和滲入到地下的水量。
據評論稱(chēng),在補貼最高的時(shí)候(美國政府為費用高昂的滴灌技術(shù)有補貼政策),灌溉區的農場(chǎng)主每年可節省40000英畝英尺(合4930萬(wàn)立方米)的水量。但是,由于所謂的被浪費的水分的存在和力求增產(chǎn)而需要更多的水源進(jìn)行滴灌,整個(gè)灌溉區每年會(huì )有36700英畝英尺(4530萬(wàn)立方米)的水資源短缺。
“農場(chǎng)主認為他們已經(jīng)在節約用水了,”Ward說(shuō)。“他們使用的少了,但是植物卻不知不覺(jué)中消耗了更多的水,所以說(shuō),農場(chǎng)主還是用了更多的水。”
并不是所有的研究者都認同這一結論。“這種說(shuō)法是荒謬的,”堪薩斯州大學(xué)的灌溉專(zhuān)家Mahbub Alam說(shuō)。“滴灌技術(shù)是如何更好的管理水資源問(wèn)題的答案,收效不錯而且投入少,產(chǎn)出大。”
被問(wèn)及供研究使用的那個(gè)模型,Alam表示,從河流中直接取得的灌溉水源比下游任何使用過(guò)的水要更加富有價(jià)值,因為大多數農田都使用了化肥,水中就混有了許多化學(xué)品。他說(shuō),“說(shuō)那些滴灌灌溉使用過(guò)的而且回流的次級品質(zhì)的水和原本未受污染的水是同等價(jià)值的這種假設是錯誤的。”
但是因地域和作物的不同,滴灌的效率也有所差異。比如說(shuō),在中央大平原地區,使用噴灌的農場(chǎng)主,由于水的蒸發(fā),會(huì )損失不少水分。相比之下,如果使用滴灌技術(shù),水分滲入到地下,幾乎不會(huì )有多少水分被蒸發(fā)掉。加州理工學(xué)院灌溉培訓和研究中心主席Charles Burt這樣表示道。
“在堪薩斯州和德克薩斯州,這完全是可能的,但是卻不能保證滴灌技術(shù)一定比噴灌造成的蒸發(fā)更少,因為這還牽扯到噴灑機噴頭的設計問(wèn)題,”Burt說(shuō)。他解釋道,根據Ward在新墨西哥州的研究,蒸發(fā)到空氣中的水少了,農作物損耗掉的水也就少了。
然而,在加州,Burt是支持Ward的研究結果的。“讓我們看看這個(gè)問(wèn)題。你不是為了節約用水而灌溉農作物的,“他說(shuō)。“采用滴灌技術(shù),總體上說(shuō),成本是增加了的。”
但是滴灌技術(shù)對于農作物的增產(chǎn)的作用確實(shí)是不能忽視。在以往的30年中,加州已經(jīng)成為世界上杏仁最大的產(chǎn)地,部分原因就是采用滴灌技術(shù)。種植杏仁的農場(chǎng)多申請15%-20%的水量,但是產(chǎn)量幾乎可以翻番,Blake Sanden說(shuō),他是加州大學(xué)農業(yè)合作組織的農場(chǎng)灌溉顧問(wèn)。
“要獲得增產(chǎn),就要投入相應多的水資源,” Sanden說(shuō)。“最后,饑餓會(huì )戰勝節水的。”
除灌溉技術(shù)之外,農場(chǎng)主自身的決策在水資源節約上也是很重要的。比如,據聯(lián)合國糧農組織說(shuō),種植稻米要比種植小麥每公頃多用一倍的水量。