Скромные инновации израильской компании в области капельного орошения могут навсегда изменить сельское хозяйство, особенно в условиях нехватки ресурсов.
На сухом западном склоне Аризоны, где бассейн реки Колорадо встречается с пустыней Мохаве, расположены 11000 акров люцерны, сорго, пшеницы и суданской травы, принадлежащих индейским племенам реки Колорадо. Но чтобы здесь что-то росло, необходимо орошение. По словам Джоша Мура, управляющего фермой от имени своего племени, в этом году выпало менее четверти дюйма осадков.
«Резервация построена на довольно устаревшей системе паводкового орошения», - рассказал Bloomberg Мур. Сеть каналов, построенная в 19 веке, доставляет воду из реки Колорадо. Но эта система казалась лучшей идеей до постоянной и все более ужасающей засухи.
Хотя каналы пока поставляют достаточно воды для нужд сельского хозяйства, племена опасаются более жаркого и сухого будущего. В этом сезоне можно увидеть черные пластиковые трубы, извивающиеся вниз по сотням рядов сорго: эксперимент с микрокапельным орошением может радикально снизить расход воды из перегруженного водосбора.
Система N-Drip для подачи воды на хлопковое поле в Тонопа, Аризона.
Несмотря на все агроинновации - от тракторов с GPS-навигатором до генно-инженерных саженцев, 85% всего орошения по-прежнему осуществляется путем полива. Почти так же, как это было 4000 лет назад в Месопотамии.
Поливное орошение сохранилось, потому что оно дешево, но с точки зрения природных ресурсов - ошеломляюще дорого. До 70% воды уходит в отходы, а переувлажненные культуры могут не полностью раскрыть свой потенциал. Излишки удобрений уносятся стоком, загрязняя реки, заболачивая земли и озера.
Все эти проблемы должно было решить микрокапельное орошение. В 1930-х годах молодой инженер по имени Симха Бласс заметил дерево, которое выросло намного выше других в том же ряду; когда он присмотрелся, он обнаружил, что его корни питались крошечной утечкой из соседней оросительной трубы. Спустя годы израильтяне использовали эту концепцию для создания пластиковой системы капельного орошения, которая продавалась под торговой маркой Netafim. Она до сих пор остается мировым лидером в своем секторе.Сегодня существуют сотни компаний, предлагающих капельный полив, но эта технология применяется менее чем на 5% орошаемых площадей во всем мире. Как правило, для выращивания дорогостоящих культур - например, миндаля, винограда и помидоров. Ограничивающий фактор - стоимость. Системы спроектированы таким образом, чтобы проталкивать воду через сотни метров трубы, для чего требуется большое усилие насосов - электрических, если на поле есть электроэнергия, и дизельных, если она отсутствует. Капельные линии также легко засоряются частицами ила или водорослями, находящимися в природной воде, поэтому ее необходимо фильтровать, а это дополнительные расходы. Стоимость всей установки составляет не менее 2000 долларов за полгектара плюс счета за электроэнергию. Для многих культур капельное орошение просто не окупается. Однако установка для микрокапель от израильской компании N-Drip стоит менее 400 долларов, а необходимое давление обеспечивается полностью за счет силы тяжести.
«Когда колодец высыхает, мы узнаем, сколько стоит вода», - писал Бенджамин Франклин в 1746 году. Но он не знал и половины. Сегодняшнее население Земли в 10 раз больше, а источники пресной воды сокращаются. Самым большим потребителем воды на сегодняшний день является сельское хозяйство, на которое приходится почти три четверти мировых расходов.Чак Каллом в течение последнего десятилетия изучал варианты увеличения водоснабжения Аризоны, в том числе - технологии очистки сточных вод и гаджеты, которые помогают городским клиентам ограничить ее использование. В 2019 году на конференции в Тель-Авиве Каллом встретился с руководителем израильского ирригационного стартапа под названием N-Drip, который разрабатывал систему, обещавшую значительную экономию воды. Эта система была протестирована в Аризоне на полях сорго. Она вдвое сократила потребление воды, немного улучшив качество урожая: ошеломляющий результат, хотя и в небольшом масштабе. В этом году пилотный проект был расширен в 5 раз, если все пойдет хорошо, система к 2023 году расширится до регионального уровня. Расходы на ее установку будут компенсированы фермерам государством. N-Drip - детище Ури Шани, профессора физики почвы в университете Иерусалима и бывшего председателя Управления водного хозяйства Израиля. Семь лет назад он намеревался разработать систему микрокапельного орошения, достаточно дешевую, чтобы подходить не только для салата и ягод, но и для товарных культур, таких, как соя и кукуруза.
"Моей первой реакцией была мысль, что конечно, это изменит мир, но никогда не сработает"
Семидесяти двухлетний Шани, с короткими волосами цвета соли с перцем, очками в металлической оправе, просто излучает добродушие. Он родился в 1950 году в кибуце. «Мой отец был инженером, который работал, в основном, с водой. Я рос, думая о воде всю свою жизнь», - вспоминал Шани, выступая по Zoom из офиса N-Drip в Тель-Авиве. В 1980-х, получив степень магистра в области физики почвы, он переехал в кибуц Йотвата, что в пустыне на крайнем юге Израиля. В этой области ежегодно выпадает менее 20 мм дождя, а для орошения используются только солоноватые грунтовые воды.
Профессор Ури Шани, изобретатель N-Drip, на Манхэттене.
Позже Шани стал профессором, а в 2006 году - первым главой недавно созданного управления водными ресурсами Израиля. В тот момент страна переживала сильнейшую засуху. Шани решил сделал ставку на опреснение воды. Чтобы иметь возможность оплатить проект, он значительно - и это спорно - поднял цену на воду.
«Во всем мире существует так много проблем с водой, потому что очень мало стран готовы взимать с потребителей реальную цену», - считает Сет Сигел, главный специалист по устойчивому развитию N-Drip и автор бестселлера New York Times 2015 года «Пусть там будет вода». В 2012 году в Израиле был уже избыток пресной воды, и это - заслуга Шани. «То, что он сделал, было невероятным».
Более четверти населения мира проживает в странах, испытывающих нехватку воды, по оценкам ООН, к концу нынешнего десятилетия 700 миллионов человек могут стать из-за этого беженцами. Шани, ушедший с госслужбы, решил, что должен изобрести систему, которая работала бы без фильтров и насосов. И это означало бы, что капельное орошение стало обычным явлением.
N-Drip произвела свои первые официальные полевые испытания в конце 2017 года на пяти акрах сахарного тростника в Свазиленде, забирая воду прямо из реки. Они обнаружили, что система не только работала и потребляла меньше воды, но и увеличивала урожайность на 30%. Имея обнадеживающие результаты, N-Drip перешел к более крупным испытаниям в Австралии и США, и с тех пор расширился на 17 стран - от Вьетнама до Нигерии.
Фермеры сравнивают использование воды и урожай между традиционным паводковым орошением и технологией N-Drip на соседних хлопковых полях.
На сегодняшний день N-Drip собрал 25 миллионов долларов финансирования, и его система используется сотнями фермеров для выращивания самых различных культур - от хлопка до картофеля и сои.
Дэвид Мидмор, почетный профессор наук о растениях в Университете Центрального Квинсленда Австралии и эксперт по микрокапельному орошению, говорит, что если N-Drip действительно планирует охватить полмиллиарда мелких фермеров, а не только крупных и опытных производителей, нужно инвестировать в образование самих предпринимателей.
«Очень важно, чтобы производители были обучены правильным способам капельного орошения, простому измерению количества воды в почве и тому, как не допускать чрезмерного или недостаточного полива», - говорит он. «Это не только обучение, но и последующие меры поддержки».N-Drip настаивает на том, что небольшие фермы являются важной частью ее миссии. «Если богатый фермер в Австралии увеличивает урожайность на 47%, это прекрасно - откройте шампанское и уйдите в отпуск», - говорит Сигел. «Но если обычный фермер увеличивает урожай, и у него появляется больше еды и больше товара на продажу, это совершенно меняет его семью и общину». В прошлом году N-Drip перешла на производство набора для площади в полгектара, предназначенного для подобных фермеров. Эта система «сделай сам» поставляется со ссылкой на видео на YouTube и простыми линейными рисунками в стиле Икеи, которые помогут фермерам собрать установку.
Компания N-Drip также разработала запатентованный датчик N-Drip Connect, который отслеживает состояние растений и почвы и отправляет фермерам инструкции в режиме реального времени через приложение для смартфонов о том, когда следует поливать и удобрять. Датчик также передает данные агрономической бригаде компании, чтобы они могли следить за полевыми условиями.«Рынок мелких землевладельцев огромен, наша система для них выгодна, но с ними очень трудно вести дела, если у вас нет крупного и хорошо позиционированного партнера», - признает Поллак. N-Drip предполагает предоставить свою систему этим фермерам в первую очередь через некоммерческие организации, государственные учреждения и крупные корпорации, выполняя взятые на себя обязательства по обеспечению устойчивости работы системы. Одним из первых примеров такого рода партнерства является PepsiCo Inc., которая напрямую заключает контракты с 40 000 фермерами на поставку кукурузы, овса и картофеля. Компания намерена повысить эффективность использования воды в сельском хозяйстве на 15% к 2025 году. PepsiCo апробировала технологию N-Drip с рядом фермеров в Индии, Вьетнаме и США и добилась повышения урожайности с меньшим количеством удобрений и сокращением потреблением воды на 50% по сравнению с паводковым орошением. Питер Глейк, почетный президент и соучредитель Тихоокеанского института, подчеркивает, что когда речь идет о будущем орошения, очень важно не упускать из виду общую картину. Перевод хлопковых или люцерновых полей на капельное орошение - шаг в правильном направлении, но встает более серьезный вопрос: должны ли мы действительно выращивать эти культуры в засушливом климате? «Нам нужен настоящий разговор о том, что имеет смысл выращивать там, где не хватает воды, и какие культуры выбирать, чтобы работать более эффективно», - говорит он. «Эта технология может помочь со вторым вопросом, но не с первым, более политическим». Глейк отмечает, что одно дело - в принципе возражать против использования драгоценной питьевой воды для выращивания сельхозкультур на корм животным, а другое - сказать фермерам, что они должны прекратить возделывать землю. Хотя квота на воду в резервации племен не была сокращена, Мур знает, что когда-нибудь дефицит воды наступит для всех. «Чтобы выиграть время, нам нужно начать жить так, как будто эти ограничения уже наступили», - говорит он. Перевод Станислава Прыгунова, специально для БВ
