На западното крило на Аризона, каде басенот на реката Колорадо се среќава со пустината Мохаве, седат 11,000 хектари луцерка, сорго, пченица и суданска трева што припаѓаат на индиските племиња на реката Колорадо (CRIT), сите наменети за берење и се продаваат за добиточна храна. За с anything да расте овде, наводнувањето е задолжително. Досега падна помалку од четвртина сантиметри дожд оваа година, според oshош Мур, кој управува со фармата во име на своето племе.
„Резервацијата е поставена на прилично застарен систем за наводнување на поплави“, вели Мур. Мрежа канали изградени во 19 век испорачува вода од реката Колорадо, систем кој изгледаше како подобра идеја пред сливот да влезе во постојана и с dire пострашна состојба на суша. Иако каналите снабдуваат доволно вода за да ги задоволат земјоделските потреби на CRIT, племињата планираат за потопла, посува иднина. Оваа сезона, може да се види црна пластична цевка која крши стотици редови сорго: експеримент со наводнување со микротрип што може радикално да ги намали повлекувањата на фармата од пренатоварен слив.
Во целиот свет, повеќето култури зависат само од дожд за нивната вода, но на места каде што врнежите не се доволни, ние сме принудени да наводнуваме. И покрај сета иновација што се проби во земјоделството во последниве години, од Трактори водени од ГПС за генетски инженерски садници, 85% од целокупното наводнување с still уште се врши со испуштање огромни количини вода низ површината на полето, приближно на ист начин како што се постапуваше пред 4,000 години во Месопотамија.
Наводнувањето со поплави продолжи бидејќи е ефтино за готовина, но од гледна точка на природните ресурси, тоа е неверојатно скапо. Дури 70% од водата оди во отпад, а преплавените култури може да не успеат да го достигнат својот целосен потенцијал. Вишокот ѓубриво се носи со истекување, загадување на потоците, мочуриштата и езерата.
Наводнувањето со микротрип требаше да го реши сето тоа. Во триесеттите години од минатиот век, еден млад инженер по име Симча Блас забележал дрво што пораснало многу повисоко од другите во истиот ред; кога погледна одблизу, откри дека нејзините корени се хранат со мало истекување од блиската цевка за наводнување. Години подоцна, Израелецот го искористи концептот за да создаде пластичен систем за наводнување капка по капка, кој потоа се продаваше под брендот. НетафимНа Останува глобален лидер во својот сектор.
Денес, постојат стотици компании за наводнување капка по капка, но технологијата се применува на помалку од 5% од наводнуваните хектари на глобално ниво, обично за култури со големи карти, како што се бадеми, вино грозје и домати. Ограничувачкиот фактор е трошокот. Бидејќи системите се моментално дизајнирани, туркањето вода низ стотици метри цевка бара многу сила, која земјоделците ја снабдуваат со пумпи; електрични ако имаат моќ во своите области, дизел верзии со јаглерод-подригнување ако немаат. Линиите за капење исто така се склони да се затнат од честички од тиња или алги што се наоѓаат во природна вода, па затоа мора да се филтрираат, што додава уште еден трошок. Целото поставување изнесува најмалку 2,000 долари за акр, плус сметки за енергија. За посеви со помала вредност како памук или луцерка, наводнувањето капка по капка едноставно не се исплаќа.
Меѓутоа, поставувањето на микротрипот што го користат CRIT Farms, чинеше помалку од 400 американски долари за хектар за инсталирање, а потребниот притисок се обезбедува целосно од гравитацијата, што има предност да биде бесплатно и неутрално јаглерод. За обичниот набудувач, системот не изгледа многу. Но, за Мур, идејата за наводнување со капка по капка за добиточна храна не е ништо помалку од револуционерна. Под претпоставка, се разбира, дека всушност функционира.
„Кога бунарот се суши, знаеме колку вреди водата“, напиша Бенџамин Френклин во издание на 1746 година Сиромавиот Римард АлманахНа Не знаеше половина од тоа. Денешното глобално население е 10 пати повеќе отколку тогаш, а слатководните извори се во опаѓање. Најголемото свинско вода досега е земјоделството, кое отпаѓа скоро три четвртини од глобалната употреба.
Знаци на недостиг на вода се насекаде околу нас, станувајќи поалармантна со секоја година. Во август, за прв пат во историјата, реката Колорадо беше прогласена од американската влада дека е во состојба на недостаток, предизвикувајќи намалување на понудата на некои од 40 милиони луѓе кои зависат од тоа. Пет милиони од нив ја добиваат својата вода благодарение на Проектот Централна Аризона (ЦАП), јавно претпријатие што ја доставува реката вода по канал од западниот раб на Аризона до 80% од населението на државата.
Чак Кулом, менаџер за програми на реката Колорадо во CAP, ја помина изминатата деценија во истражување на опции за зголемување на снабдувањето со вода во Аризона, вклучувајќи технологии за третман на отпадни води и гаџети што им помагаат на урбаните клиенти да ја спречат нивната употреба. Во 2019 година, на конференција во Тел Авив, Кулом се сретна со извршен директор од израелски стартап за наводнување, наречен Н-Капе, кој развиваше систем кој ветуваше драстична заштеда на вода без забрани трошоци. „Бев суперскептичен“, вели Кулом. „Звучеше како решение за еднорог“.
Но, земјоделството го сочинува огромното мнозинство на слатководна употреба во Аризона, така што Кулом беше подготвен да се обиде со N-Drip. Во 2020 година, CAP го обезбеди системот на CRIT Farms за употреба на 40 хектари соргон. Откриле дека ја намалило употребата на вода на половина, додека малку го подобрил квалитетот на посевите: неверојатен резултат, иако во многу мал обем. Оваа година, CAP го прошири пилотот на околу 200 хектари соргон и памук низ Аризона, и, ако с goes биде добро, се надева дека ќе го распореди системот регионално до 2023 година, продолжувајќи да ги покрива трошоците за опремата за земјоделците што ја инсталираат.
N-Drip е замисла на Ури Шани, професор по физика на почвата на Хебрејскиот универзитет во Ерусалим и поранешен претседател на израелската водостопанска управа. Тој се заложи пред седум години да смисли систем за наводнување со микротрип доволно ефтин за да има смисла не само за зелените салати и бобинки, туку и за стоковните култури како што се сојата и пченката, кои го сочинуваат најголемиот дел од светското земјоделско производство.
„Мојата прва реакција беше, се разбира дека ова ќе го промени светот, но никогаш нема да работи“
Шани има 72 години, со кратка коса со сол и бибер, очила со жица и аванкуларен начин. Роден е во 1950 година, на кибуц исполнет со страст карактеристичен за животот во сушна земја посветена на земјоделска самодоволност. „Татко ми беше инженер кој работеше првенствено на вода. Пораснав размислувајќи за вода и решенија за вода цел живот “, вели Шани, зборувајќи за„ Зум “од канцеларијата на Н-Дрип во Тел Авив.
По завршувањето на воената служба со елитна единица командоси, Шани продолжил на Хебрејскиот универзитет, најистакната истражувачка институција во Израел и магистрирал физика на почвата. За неговиот доктор на науки на работа, се преселил во Кибуц Јотвата, во пустината на крајниот југ на Израел. Оваа област врне помалку од еден сантиметар дожд секоја година и има само солена подземна вода за наводнување: надворешните граници на земјоделството. Започна таму како студент по завршено образование и заврши со управувањето со кибуцот.
Шани подоцна стана професор, а во 2006 година беше избран за да стане првиот шеф на новосоздадениот Израелски воден орган. Улогата беше сложена, опфаќајќи инженерство, менаџмент, политика и економија, и тој ја презеде работата со земјата што ја доживеа најлошата суша досега. Инвестиции на Шани со турбо полнење во рециклирање и бигор на вода. За да плати за тоа, тој значително - и контроверзно - ја зголеми цената на водата.
„Во целиот свет, причината зошто има толку многу проблеми со водата е многу малку земји кои се подготвени да им наплатат на потрошувачите вистинска цена“, вели Сет Сигел, главен директор за одржливост на N-Drip и автор на бестселер на „Yorkујорк тајмс“ од 2015 година. Нека има вода, што го раскажува подемот на Израел како лидер во конзервацијата и технологијата на водата. Во 2012 година, Шани ја напушти функцијата со Израел со вишок на слатка вода. „Беше извонредно тоа што го извлече“.
Приватниот граѓанин уште еднаш, Шани започна да размислува за зголемената закана од недостаток на вода низ целиот свет. Повеќе од една четвртина од светското население живее во земји под напон со вода, а Обединетите нации проценуваат дека недостатокот на вода може да расели 700 милиони луѓе до крајот на деценијата. Најзначајниот придонес што може да го даде, одлучи тој, ќе биде да помогне да се наводнува капка по капка во мејнстримот. Тоа значеше измислување систем кој работи без филтри и пумпи.
За да го разберете предизвикот на Шани, прво мора да разберете што се случува во тие скромни црни пластични линии за капење. По должината на секоја од нив има серија дупки, а прицврстена во внатрешноста на секоја дупка е пластичен додаток со големина на тик так, наречен емитер. Водата се движи низ исклучително тесен канал сличен на лавиринт во внатрешноста на емитер, регулиран така што излегува во измерени капки. Отпорот што го создаваат тие емитери е причината што е потребен толку голем притисок за да се премести водата од едниот до друг крај на полето во традиционален систем.
Шани замисли нов вид на емитер, оној што пружа толку мал отпор што притисокот на водата обезбеден само од гравитацијата- настанат при спуштање од 1 до 2 стапки од каналот за наводнување до полето подолу- ќе биде доволно да ја придвижи водата с all патот надолу стотици метри цевки и излегување во земјата. Прво, тој експериментираше со ткаење пластични и метални влакна во разни тридимензионални решетки. Но, еден ден беше во пораст, вели тој, дека дојде до пробив: Наместо цик -цак -канал, неговиот емитер ќе се состои од прачка суспендирана во цилиндарот, а водата тече низ обликот на цевката формирана меѓу нив. За разлика од традиционалниот емитер, сега, ниту една честичка остатоци не може да го блокира протокот на вода. „Бум“, вели Шани. „Бев апсолутно убеден дека ќе работи. Потоа ја развивме целата математика “.
Откако го дотеруваше концептот, Шани требаше да го комерцијализира. Тој го контактираше Еран Полак, поранешен службеник во Министерството за финансии, со кого соработуваше тесно како претседател на вода, и му рече на Полак дека измислил наводнување капка по капка што користело само гравитација. Полак беше скептичен. И тој порасна на кибуц и знаеше за наводнување; не постоеше нешто како капење со нула притисок.
„Мојата прва реакција беше, се разбира дека ова ќе го промени светот, но никогаш нема да работи“, раскажува Полак. Тој се сретна со Шани во седиштето на Н-Дрип, кое во тоа време беше мала канцеларија во стриптиз трговски центар во предградие на Тел Авив. Шани го одведе во шупа. „Тоа беше 20 метри цевка, рачно залепена заедно, капејќи вода од земјата од мала пластична канта за ѓубре“, вели Полак. „Тоа беше во најосновната фаза што можеше да се замисли, но ова беше минута во која разбрав дека може да работи“. Полак потпиша како главен извршен директор.
N-Drip го инсталира првото официјално тестирање на терен на крајот на 2017 година, на пет хектари шеќерна трска во Есватини (поранешен Свазиленд), црпејќи вода директно од река. Откриле дека системот не само што работел и користел помалку вода, туку и ги зголемил приносите на посевите за 30%. Со охрабрувачки резултати, N-Drip се пресели на поголеми испитувања во Австралија и САД, и оттогаш се прошири на 17 земји, од Виетнам до Нигерија. Ако визијата на Шани се исполни, N-Drip има шанса да модернизира уште милиони фарми и да ја трансформира потрошувачката на слатка вода на глобално ниво.
До денес, N-Drip собра 25 милиони долари финансирање, а неговиот систем го користат стотици фармери за земјоделски производи во вредност од 4,000 хектари, почнувајќи од памук до компири до соја. Но, Шани има долг пат да помине ако има намера да ги претвори 600 милиони акри наводнети од поплави на Земјата, а патот од барака до глобално решение за наводнување ќе има многу пречки.
Бидејќи N-Drip не користи филтрација, повеќето икања досега имаа врска со сите неочекувани работи што може да се најдат во вода на фарма. Во почетокот на едно судење, одгледувач од Калифорнија во паника го контактирал Н-Дрип за да каже дека неговиот систем престанал да функционира. Кога пристигнал Шани, нашол риба со големина на показалецот како затнува една од цевките. Група зелени алги направи нешто слично на фарма во Казахстан. Сега, резервоарите за вода на N-Drip се опремени со мрежа за да го доловат секаков вид на растителен и животински свет.
Во печечкото сонце на Аризона, во регион со особено богата со минерални води, линиите за капење станаа толку жешки што калциум карбонат се таложи, покривајќи ги емитерите во бигор како внатрешноста на британскиот чајник. Тоа доведе до N-Drip да развие протоколи за закопување на неговите линии во тенок слој на почва за да се одржат ладни и за користење на омекнувачи на тврда вода.
Дејвид Мидмор, професор емеритус по науки за растенија во Австралија Централен Квинсленд универзитет и експерт за наводнување со микротрип, вели дека ако N-Drip навистина планира да стигне до 500 милиони светски земјоделци од мал обем, и не само до големи, софистицирани лозари, успехот не зависи само од дизајнирање на вистинската технологија, туку и од значително инвестирање во образованието и поддршка. „Многу е важно лозарите да ги научат правилните начини за наводнување капка по капка, да имаат едноставни мерки за вода во почвата и како да не се наводнуваат прекумерно или недоволно“, вели тој. „Тоа не е само тренинг, туку и следење“.
N-Drip инсистира дека малите фарми се клучен дел од нејзината мисија. „Ако богат фармер во Австралија го зголеми приносот за 47%, тоа е одлично, отворете го Шампањот, направете пофантастичен одмор таа година“, вели Сигел, главен директор за одржливост на компанијата. „Но, ако земјоделецот за егзистенција го зголеми приносот, и тие имаат повеќе храна за јадење и повеќе храна за продажба, тоа го трансформира тоа семејство и таа заедница“.
За таа цел, додека се ширеше пандемијата „Ковид-19“ во 2020 година, ставајќи ги во мирување профитабилните проекти во САД и Австралија, „Н-Дрип“ се насочи кон производство на комплет од 1 хектар дизајниран за овие корисници. Овој DIY систем пристигнува со врска до видеото на YouTube и едноставни цртежи на линијата Ikea, кои ќе го водат земјоделецот низ инсталацијата.
N-Drip, исто така, разви комерцијален сензор за почва, наречен N-Drip Connect, што ги следи условите на растенијата и почвата и испраќа фармери насоки во реално време преку апликација за паметни телефони за тоа кога да се наводнуваат и оплодуваат. Сензорот исто така се храни со агрономскиот тим на компанијата, за да може да ги следи условите на теренот.
Друг предизвик за N-Drip ќе продолжи да биде економски. Системот може да се инсталира за дел од трошоците за конвенционален систем за капење под притисок, без ниту еден од тековните трошоци за енергија, но водата е бесплатна или многу субвенционирана за повеќето земјоделци на глобално ниво. Иако некои, како што се австралиските производители на памук, би можеле да инвестираат за итно да го заштитат ресурсот што брзо се намалува, многу од малите земјоделци во светот нема да можат да покријат дури и скромни дополнителни трошоци.
„Пазарот на малите сопственици е огромен пазар, кој може да има најголема корист од нашиот систем, но многу е тешко да се работи со него ако немате голем и добро позициониран партнер“, признава Полак. N-Drip предвидува да им го обезбеди својот систем на овие земјоделци првенствено преку непрофитни организации, владини агенции и големи корпорации што ќе ги исполнат ветувањата за одржливост. Нејзините директори велат дека можноста, во блиска иднина, може да се измери во стотици илјади хектари земјоделско земјиште.
Раниот пример за овој вид на партнерство е со PepsiCo Inc., која директно склучува договори со 40,000 фармери за состојки како пченка, овес и компири, и постави цел да ја подобри ефикасноста на земјоделската употреба на водата за 15% до 2025 година. Пепсико ја пилотираше технологијата на Н-Кап со неколку фармери во Индија, Виетнам, и САД, и забележаа подобрени приноси на култури со помал внес на ѓубриво и 50% помалку потрошена вода наспроти наводнување од поплави.
Питер Глејк, претседател-емеритус и ко-основач на Пацифички институт, непрофитен истражувачки институт фокусиран на прашања со слатка вода, нагласува дека кога станува збор за иднината на наводнувањето, клучно е да не ја изгубиме од вид големата слика. Претворањето на полињата од памук или луцерка во наводнување капка по капка е чекор во вистинската насока, но се поставува едно поголемо прашање: Дали навистина треба да ги одгледуваме тие култури во суви клими за почеток? „Треба да водиме вистински разговор за тоа што има смисла да се расте на запад без вода, како и разговор за одгледување на она што ние избираме да расте поефикасно и повнимателно“, вели тој. „Оваа технологија може да помогне со второто прашање, но нема да помогне со првото, пополитичко“.
Глејк забележува дека е едно да се противи во принцип да се користи скапоцена вода за пиење за да се одгледуваат култури за добиточна храна, а друго е да им се каже на земјоделците дека треба да престанат да одгледуваат. Назад во CRIT Farms, Мур вели дека е среќен што придонесува во истражувањето што го смета за витално за иднината на земјоделството во регионот. Следната година тој планира да го користи системот на N-Drip на дополнителни површини. Иако резервацијата на племињата не ја намали квотата за вода, Мур знае дека недостигот ќе дојде кај секого еден ден. „Треба да почнеме да живееме како да сме погодени од тие прекини за да ни купи време“, вели тој. „За да преживееме како луѓе и како бизнис, треба да гледаме на вакви технологии“.