如果農(nóng)業(yè)要持續(xù)哺育世界人口，它需要向制造業(yè)看齊。幸運(yùn)的是，這一切已經(jīng)開始發(fā)生。

智能灌溉技術(shù)與美國精準(zhǔn)種植

湯姆·羅杰斯是美國加利福尼亞州中央山谷馬德拉縣的一名巴旦杏果農(nóng)。

巴旦杏俗稱薄殼杏仁，口感香脆味美，有極高的營養(yǎng)價(jià)值，國際市場售價(jià)非常高，其全球最大的產(chǎn)地位于加利福尼亞州。全世界80%的巴旦杏都來源于加州的果農(nóng)，他們因此獲得了110億美元的收入。

但是種植巴旦木果樹對(duì)水分要求非常高。6年前，2名荷蘭學(xué)者的研究計(jì)算得出，栽植一棵杏仁樹會(huì)消耗約1加侖（約為3.8升）水。但這僅僅是果樹栽培階段的耗水量，而且我們要知道，在干旱的加州地區(qū)，用水成本極高。

然而，新的科技出現(xiàn)幫助羅杰斯解決了用水難題。他的農(nóng)場是采用物聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)的新型試點(diǎn)項(xiàng)目。遍布于堅(jiān)果小樹林的濕度傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤情況，它們把所采集的數(shù)據(jù)傳送到電腦云端。云計(jì)算的結(jié)果將直接指導(dǎo)農(nóng)場的灌溉系統(tǒng)。

這個(gè)系統(tǒng)類似于過去用于溫室蔬菜栽培的水耕栽培法?；谠贫说臄?shù)據(jù)，系統(tǒng)每半個(gè)小時(shí)就會(huì)校準(zhǔn)一下水壓。此外，它還是水肥一體化的輸送管道，通過條帶打穿的地方傳過去，給每一棵樹都噴灑精準(zhǔn)的化肥和農(nóng)藥劑量。這個(gè)脈沖裝置向左右兩側(cè)交叉噴灑，讓水分更好地吸收。在系統(tǒng)投入使用之前，羅杰斯大概一周澆一次水，而使用了新科技以后，用水量比過去減少了20%，既節(jié)省人力，也降低了開支。據(jù)羅杰斯介紹，巴旦木果園曾經(jīng)遭受過一場長達(dá)4年的干旱，給他造成了持續(xù)的經(jīng)濟(jì)困難。

同樣生長于干旱地區(qū)、具有高附加值的農(nóng)作物，例如開心果、核桃、葡萄，和羅杰斯農(nóng)場有相似的境遇，它們都在嘗試通過智慧農(nóng)業(yè)的方式管理農(nóng)場，走在精準(zhǔn)種植的前沿。不僅僅包括水果種植，如今，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)席卷美國中西部大量的玉米、大豆種植帶。美國主糧作物的播種、澆灌、施肥和采收均是依靠電腦全自動(dòng)完成。美國的農(nóng)場主現(xiàn)在已經(jīng)不用下地參與農(nóng)事活動(dòng)，即使農(nóng)場就在他們1英尺的生活圈內(nèi)。

生物基因工程改變美國人的餐桌

農(nóng)場，開始變得更像工廠，高度自動(dòng)化的操作保障了農(nóng)產(chǎn)品的可靠性，降低農(nóng)作物的自然風(fēng)險(xiǎn)。得益于對(duì)DNA技術(shù)良好的理解，植物和動(dòng)物的成長受到自動(dòng)化的嚴(yán)格管控。眾所周知，“基因組編輯”已經(jīng)可以將植物或動(dòng)物的基因組傳遞到一個(gè)單一的遺傳“字母”順序力上。而且，這項(xiàng)技術(shù)相比作物育種技術(shù)更有望被消費(fèi)者接受，因?yàn)樽魑镉N一直依賴于基因突變，而基因技術(shù)則采取了一種相對(duì)緩慢卻更為可控的方式。

了解作物的DNA序列也意味著育種本身可以更精確。技術(shù)人員甚至不需要種植成熟的植物，只需要通過基因組就可以找出作物的特性。

這樣的技術(shù)變革,在硬件、軟件和人類協(xié)作方式上面，都具有劃時(shí)代意義。在室內(nèi)園藝、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜牧業(yè)等諸多領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用，美國的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)已經(jīng)滲透到農(nóng)業(yè)的多數(shù)環(huán)節(jié)，未來還將釋放更多效能。

短期內(nèi),這些改進(jìn)通過削減成本和增加產(chǎn)量，將提高農(nóng)民的利潤。而且，消費(fèi)者可以通過更低的價(jià)格購買優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，從而重構(gòu)消費(fèi)形態(tài)。從長遠(yuǎn)來看, 這還有助于針對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題提供答案，畢竟全世界范圍內(nèi)的土壤和海洋資源都是不可逆轉(zhuǎn)的。人類如何應(yīng)對(duì)未來？預(yù)計(jì)到2050年，地球人口將從現(xiàn)在的73億增長到97億。這些人不僅只需要吃，而且逐漸對(duì)吃得更好提出需求，因?yàn)殡S著中國等亞洲國家經(jīng)濟(jì)快速增長，全球中產(chǎn)階層群體也急劇壯大。

聯(lián)合國糧農(nóng)組織2009年的一份報(bào)告顯示,到2050年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須增長70%，才能滿足預(yù)期的需求。而在沒有更多可供開發(fā)的新耕地的情況下，農(nóng)產(chǎn)品增長必須依賴于更高的土地收益率。20世紀(jì)的全球農(nóng)業(yè)變革經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是二戰(zhàn)前夕的產(chǎn)量革命；第二個(gè)階段是1950年代到1960年代的綠色革命，這次革命中引入了機(jī)械化和新作物品種、及農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)。

然而，重要的糧食作物，如水稻、小麥的產(chǎn)量已經(jīng)停止上升。毫無疑問，現(xiàn)有可以帶來收益的最佳地理實(shí)踐是高原，但目前超出需要改進(jìn)的技術(shù)范疇。另外一種形式是土地的大規(guī)模整合利用，如中國正在開展的土地流轉(zhuǎn)革命。

這將是一個(gè)挑戰(zhàn)，無論農(nóng)民對(duì)于它是持懷疑還是支持態(tài)度，精準(zhǔn)種植和基因重組學(xué)都是目前已知的全人類面向未來農(nóng)業(yè)的希望。變化正在發(fā)生。

▍農(nóng)業(yè)前沿關(guān)注國內(nèi)國外最新農(nóng)業(yè)技術(shù)及前瞻觀點(diǎn)，這是系列文章第一篇。

英文原稿來自《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》·科技季刊，大氣候君獨(dú)家編譯，內(nèi)容有刪改。

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