Ar an taobh thiar de Arizona atá cnámh-tirim, áit a mbuaileann Abhantrach Colorado le Fásach Mojave, suigh 11,000 acra d’fhéar alfalfa, sorghum, cruithneacht agus an tSúdáin a bhaineann le Treibheanna Indiach Abhainn Colorado (CRIT), gach ceann acu le baint agus a dhíoltar mar bheatha d’ainmhithe. Le go bhfásfaidh rud ar bith anseo, tá uisciúcháin riachtanach. Tá níos lú ná ceathrú orlach báistí tar éis titim go dtí seo i mbliana, dar le Josh Moore, a bhainistíonn an fheirm thar ceann a threibhe.
“Tá an áirithint curtha ar bun ar chóras uisciúcháin tuile atá as dáta,” a deir Moore. Seachadann líonra canálacha a tógadh sa 19ú haois uisce ó Abhainn Colorado, córas a raibh cuma níos fearr air sula ndeachaigh an tairseach isteach i triomach leanúnach agus a bhí ag éirí níos géire. Cé go soláthraíonn na canálacha a ndóthain uisce chun freastal ar riachtanais feirmeoireachta CRIT as seo amach, tá na treibheanna ag pleanáil do thodhchaí níos teo agus níos tirime. An séasúr seo, is féidir feadánra plaisteach dubh a fheiceáil ag scealpadh na céadta sraitheanna de sorghum: turgnamh le huisciúcháin micreascóp a d’fhéadfadh aistarraingtí na feirme ó thairseach uisce scoitheadh a laghdú go radacach.
Ar fud an domhain, braitheann an chuid is mó de na barra ar bháisteach amháin as a gcuid uisce, ach in áiteanna nach leor an bháisteach, tá iallach orainn uisciú. In ainneoin na nuálaíochta go léir a rinne a bealach isteach sa talmhaíocht le blianta beaga anuas, ó Tarracóirí faoi threoir GPS maidir le síológa a ndearnadh innealtóireacht ghéiniteach orthu, déantar 85% den uisciúcháin go léir fós trí chainníochtaí móra uisce a scaoileadh ar fud dhromchla páirce, beagnach mar a láimhseáladh é i Mesopotamia 4,000 bliain ó shin.
Tá uisciúcháin tuile ag crochadh toisc go bhfuil sé saor ó airgead tirim, ach ó thaobh acmhainní nádúrtha de, tá sé an-chostasach. Cuirtear suas le 70% den uisce amú, agus is féidir go dteipfidh ar bharraí atá ró-uisce a lánacmhainneacht a bhaint amach. Déanann an rith chun srutha, sruthanna truaillithe, bogaigh agus lochanna leasachán iomarcach.
Bhí uisciúcháin microdrip ceaptha gach rud a réiteach. Sna 1930idí, thug innealtóir óg darb ainm Simcha Blass faoi deara crann a d’fhás i bhfad níos airde ná na cinn eile sa tsraith chéanna; nuair a d’fhéach sé níos dlúithe, fuair sé amach go raibh a fhréamhacha á gcothú ag sceitheadh beag bídeach ó phíopa uiscithe in aice láimhe. Blianta ina dhiaidh sin, d’úsáid na hIosraeligh an coincheap chun córas uisciúcháin drip plaisteach a chruthú a díoladh faoin ainm branda Netafim. Tá sé fós ar an gceannaire domhanda ina earnáil.
Sa lá atá inniu ann, tá na céadta cuideachtaí uisciúcháin drip ann, ach tá an teicneolaíocht á cur i bhfeidhm ar níos lú ná 5% d’acra uiscithe ar fud an domhain, de ghnáth maidir le barra mór-thicéad mar almóinní, fíonchaora fíona, agus trátaí. Is é an fachtóir teorannaithe costas. De réir mar atá na córais deartha faoi láthair, teastaíonn go leor fórsa chun uisce a bhrú trí na céadta troigh de phíopa, a sholáthraíonn feirmeoirí le caidéil; cinn leictreacha má tá cumhacht acu ina réimsí féin, leaganacha díosail criosaithe carbóin mura bhfuil. Tá seans maith ann go mbeidh cáithníní siolta nó algaí a fhaightear in uisce nádúrtha clogged ag na línte dripper, mar sin caithfear iad a scagadh, rud a chuireann costas eile leis. Is ionann an socrú iomlán agus $ 2,000 an acra ar a laghad, móide billí fuinnimh. Maidir le barra ar luach níos ísle mar chadás nó alfalfa, ní íocann uisciúcháin drip.
Cosnaíonn an socrú micreascóp atá á úsáid ag CRIT Farms, áfach, níos lú ná $ 400 an acra le suiteáil, agus soláthraítear an brú riachtanach go hiomlán trí dhomhantarraingt, a bhfuil de bhuntáiste aige a bheith saor agus neodrach ó thaobh carbóin de. Maidir leis an mbreathnadóir ócáideach, níl mórán cuma ar an gcóras. Ach a Moore, níl aon smaoineamh réabhlóideach an smaoineamh barraí uiscithe drip le haghaidh beatha ainmhithe. Ag glacadh leis, ar ndóigh, go n-oibríonn sé i ndáiríre.
“Nuair a bhíonn an tobar tirim, is eol dúinn fiúntas an uisce,” a scríobh Benjamin Franklin in eagrán de 1746 de Almanack Richard bocht. Ní raibh a fhios aige an leath de. Tá daonra domhanda an lae inniu 10 n-uaire an méid a bhí sé ar ais ansin, agus tá foinsí fionnuisce ag dul i laghad. Is é an muc uisce is mó le fada an talmhaíocht, rud a chiallaíonn beagnach trí cheathrú den úsáid dhomhanda.
Tá comharthaí ganntanas uisce timpeall orainn, ag fás níos scanrúil le gach bliain a théann thart. I mí Lúnasa, den chéad uair riamh sa stair, dhearbhaigh rialtas na SA Abhainn Colorado a bheith in a staid an ganntanais, ag spreagadh ciorruithe soláthair do chuid den 40 milliún duine atá ag brath air. Faigheann cúig mhilliún acu a gcuid uisce le caoinchead an Central Arizona Project (CAP), fóntais phoiblí a sheachadann uisce abhann ar chanáil ó imeall thiar Arizona go 80% de dhaonra an stáit.
Chaith Chuck Cullom, bainisteoir clár Abhainn Colorado ag CAP, deich mbliana anuas ag iniúchadh roghanna chun soláthar uisce Arizona a mhéadú, lena n-áirítear teicneolaíochtaí cóireála fuíolluisce agus giuirléidí a chuidíonn le custaiméirí uirbeacha srian a chur ar a n-úsáid. In 2019, ag comhdháil i Tel Aviv, bhuail Cullom le feidhmeannach ó am tosaithe uiscithe Iosrael darb ainm N- Drip, a bhí ag forbairt córais a gheall coigilteas uisce drasta gan na costais toirmeascacha. “Bhí mé superskeptical,” a deir Cullom. "Bhí sé cosúil le réiteach unicorn."
Ach is í an talmhaíocht an chuid is mó d’úsáid fionnuisce Arizona, agus mar sin bhí Cullom sásta N-Drip a thriail. In 2020, chuir CAP an córas ar fáil d’Fheirmeacha CRIT le húsáid ar 40 acra de sorghum. Fuair siad amach gur ghearr sé úsáid uisce ina dhá leath, agus cáilíocht na mbarr á fheabhsú beagáinín: toradh sármhaith, cé gur ar scála an-bheag a bhí sé. I mbliana, leathnaigh CAP an píolótach go dtí thart ar 200 acra de sorghum agus cadás ar fud Arizona, agus, má éiríonn go maith leis, tá súil aige an córas a úsáid go réigiúnach faoi 2023, ag leanúint ar aghaidh ag clúdach costas an trealaimh d’fheirmeoirí a shuiteáil é.
Is é N-Drip smaointe Uri Shani, ollamh le fisic ithreach in Ollscoil Eabhrais Iarúsailéim agus iarchathaoirleach ar údarás uisce Iosrael. Chuir sé tús le seacht mbliana ó shin chun córas uisciúcháin micreascóp a cheapadh a bhí saor go leor chun ciall a bhaint ní amháin do leitís agus caora ach freisin barraí tráchtearraí mar soy agus arbhar, a chuimsíonn an chuid is mó d’aschur talmhaíochta an domhain.
“Ba é an chéad imoibriú a bhí agam, ar ndóigh, go n-athródh sé seo an domhan, ach ní oibreoidh sé choíche”
Tá Shani 72 bliain d’aois, le gruaig ghearr salann-agus-piobar, spéaclaí le sreangán, agus ar bhealach avuncular. Rugadh é i 1950, ar kibbutz a fhulaing le angst atá sainiúil don saol i dtír arid atá tiomanta do fhéin-leordhóthanacht talmhaíochta. “Innealtóir ab ea m’athair a d’oibrigh go príomha ar uisce. D’fhás mé aníos ag smaoineamh ar réitigh uisce agus uisce ar feadh mo shaol, ”a deir Shani, ag labhairt le Zoom ó oifig N-Drip i Tel Aviv.
Tar éis dó a sheirbhís mhíleata a chríochnú le haonad commando mionlach, chuaigh Shani ar aghaidh chuig Ollscoil Eabhrais, institiúid taighde ceannródaíoch Iosrael, agus fuair sí céim mháistir i bhfisic ithreach. Le haghaidh a Ph.D. obair, bhog sé go Kibbutz Yotvata, sa bhfásach i ndeisceart Iosrael. Faigheann an limistéar níos lú ná orlach báistí gach bliain agus níl ach screamhuisce garbh ann chun críocha uiscithe: teorainneacha seachtracha na talmhaíochta. Thosaigh sé ansin mar mhac léinn gradam agus chríochnaigh sé ag bainistiú an kibbutz.
Bhí Shani ina ollamh ina dhiaidh sin, agus in 2006 tapaíodh í chun a bheith ar an gcéad cheann d’údarás uisce Iosrael nua-chruthaithe. Bhí an ról casta, ag cuimsiú innealtóireachta, bainistíochta, polaitíochta agus eacnamaíochta, agus ghlac sé leis an tír a raibh an triomach is measa riamh aici. Infheistíocht turbocharged Shani in athchúrsáil uisce agus díshalannú. Chun íoc as, d’ardaigh sé go mór - agus go conspóideach - praghas an uisce.
“Ar fud an domhain, is é an fáth go bhfuil an oiread sin fadhbanna uisce ann ná gur beag tíortha atá sásta an fíorphraghas a ghearradh ar thomhaltóirí,” a deir Seth Siegel, príomhoifigeach inbhuanaitheachta N-Drip agus údar mórdhíoltóra New York Times 2015, Lig Tá Uisce ann, tugann sé sin le fios ardú Iosrael mar cheannaire i gcaomhnú agus teicneolaíocht uisce. In 2012, d’fhág Shani a oifig le hIosrael i mbarrachas fionnuisce. "Bhí sé iontach an rud a tharraing sé as."
Saoránach príobháideach arís is arís eile, thosaigh Shani ag athchruthú ar an mbagairt mhéadaitheach atá ag ganntanas uisce ar fud an domhain. Tá níos mó ná an ceathrú cuid de dhaonra an domhain ina gcónaí i dtíortha faoi uisce, agus measann na Náisiúin Aontaithe go bhféadfadh ganntanas uisce 700 milliún duine a chur as áit faoi dheireadh na ndeich mbliana. Chinn sé go gcuirfeadh sé le huisciúcháin drip dul chun príomhshrutha. Chiallaigh sé sin córas a chumadh a rith gan scagairí agus caidéil.
Chun dúshlán Shani a thuiscint, ní mór duit a thuiscint ar dtús cad atá ag tarlú taobh istigh de na línte triomaithe plaisteacha dubha sin. Ar feadh gach ceann tá sraith poill, agus ceangailte laistigh de gach poll tá giuirléid phlaisteach thart ar mhéid Tic Tac, ar a dtugtar astaire. Gluaiseann uisce trí chainéal an-chúng cosúil le lúbra taobh istigh den astaire, arna rialáil ionas go dtagann sé amach i braoiníní tomhaiste. Is í an fhriotaíocht a tháirgeann na hastaitheoirí sin an chúis go bhfuil an oiread sin brú ag teastáil chun uisce a bhogadh ó cheann ceann páirce go dtí an ceann eile i gcóras traidisiúnta.
Cheap Shani cineál nua astaire, ceann a thug chomh beag frithsheasmhachta gur leor an brú uisce a sholáthraíonn domhantarraingt amháin - a fabhraíodh le linn an shliocht 1 go 2-chos ón gcanáil uiscithe go dtí an réimse thíos - chun an t-uisce go léir a thiomáint. an bealach síos na céadta troigh de fheadánra agus amach sa talamh. Ar dtús, rinne sé turgnaimh le fíodóireacht a dhéanamh ar shnáithíní plaisteacha agus miotail i struchtúir laitíse tríthoiseacha éagsúla. Ach is ar hike lá amháin, a deir sé, a tháinig an briseadh: In ionad cainéal zigzag, is éard a bheadh san astaire slat a crochadh taobh istigh de shorcóir, agus uisce ag sileadh tríd an gcruth feadán a fhoirmítear eatarthu. Murab ionann agus astaire traidisiúnta, anois, ní fhéadfadh aon cháithnín amháin de bhruscar bac a chur ar shreabhadh an uisce. “Boom,” a deir Shani. “Bhí mé cinnte dearfa de go n-oibreodh sé. Ansin d’fhorbraíomar an mhatamaitic go léir. "
Chomh luath agus a rinne sé an coincheap a mhionchoigeartú, b’éigean do Shani é a thráchtálú. Chuaigh sé i dteagmháil le Eran Pollak, iar-oifigeach aireachta airgeadais ar oibrigh sé go dlúth leis mar chathaoirleach uisce, agus dúirt sé le Pollak gur chum sé uisciúcháin drip nár úsáid ach domhantarraingt. Bhí Pollak amhrasach. D'fhás sé suas ar kibbutz, freisin, agus bhí a fhios aige faoi uisciúcháin; ní raibh a leithéid de rud ann le drip faoi bhrú nialas.
“Ba é an chéad imoibriú a bhí agam, ar ndóigh, go n-athródh sé seo an domhan, ach ní oibreoidh sé choíche,” a deir Pollak. Bhuail sé le Shani ag ceanncheathrú N-Drip, a bhí ina oifig bheag ag an am i stiall-ionad i mbruachbhaile de chuid Tel Aviv. Threoraigh Shani é chuig seid amach ar ais. “20 méadar de phíopa a bhí ann, greamaithe de láimh le chéile, ag sileadh uisce ar an talamh as canna truflais phlaisteach beag,” a deir Pollak. "Bhí sé sa chéim is bunrang a shamhlú, ach ba é seo an nóiméad a thuig mé go bhféadfadh sé a bheith ag obair." Síníodh Pollak mar phríomhoifigeach feidhmiúcháin.
Chuir N-Drip a chéad triail allamuigh oifigiúil isteach ag deireadh 2017, ar chúig acra siúcra in Eswatini (an tSuasalainn roimhe seo), ag tarraingt uisce go díreach ó abhainn. Fuair siad amach ní amháin gur oibrigh an córas agus gur úsáid sé níos lú uisce ach mhéadaigh sé táirgeacht na mbarr 30% freisin. Agus torthaí spreagúla ar láimh, bhog N-Drip ar aghaidh chuig trialacha níos mó san Astráil agus sna SA, agus ó shin leathnaigh sé go 17 tír, ó Vítneam go dtí an Nigéir. Má léirítear fís Shani, tá seans ag N-Drip na milliúin níos mó feirmeacha a nuachóiriú, agus tomhaltas fionnuisce a athrú ar fud an domhain.
Go dtí seo, tá maoiniú de $ 25 milliún bailithe ag N-Drip, agus tá a chóras á úsáid ag na céadta feirmeoir le haghaidh barra 4,000 luach, ó chadás go prátaí go pónairí soighe. Ach tá bealach fada le dul ag Shani má tá rún aige 600 milliún acra uiscithe tuile an Domhain a thiontú, agus beidh go leor constaicí ar an mbóthar ó chaillfidh gairdín go tuaslagán uiscithe domhanda.
Toisc nach n-úsáideann N-Drip scagachán, bhí baint ag an gcuid is mó de na hiccups go dtí seo leis na rudaí gan choinne a d’fhéadfadh teacht ar uisce ar fheirm. Go luath i dtriail amháin, rinne saothróir California teagmháil le N-Drip i scaoll chun a rá gur stop a chóras ag feidhmiú. Nuair a tháinig Shani, fuair sé iasc de mhéid a mhéar innéacs ag clogáil ceann de na píopaí. Rinne clump de algaí glasa rud éigin cosúil leis ar fheirm sa Chasacstáin. Anois, tá umair uisce N-Drip outfitted le líontán mogalra chun gach cineál beatha plandaí agus ainmhithe a ghabháil.
I ngrian bácála Arizona, i réigiún ina bhfuil uisce atá saibhir i mianraí, d’éirigh na línte triomadóra chomh te go raibh carbónáit chailciam deasctha amach, ag cumhdach na n-astaitheoirí i aolchloiche cosúil leis an taobh istigh de theakettle Briotanach. Mar thoradh air sin d’fhorbair N-Drip prótacail chun a línte a adhlacadh i sciath tanaí ithreach chun iad a choinneáil fionnuar agus chun softeners a úsáid ar uisce crua.
David Midmore, ollamh emeritus sna heolaíochtaí plandaí san Astráil Lár Ollscoil Queensland agus deir saineolaí ar uisciúcháin micreascóp, má tá sé beartaithe ag N-Drip i ndáiríre 500 milliún feirmeoir ar scála beag a bhaint amach, agus ní amháin saothróirí móra sofaisticiúla, braitheann an rath ní amháin ar an teicneolaíocht cheart a dhearadh ach ar infheistíocht mhór a dhéanamh san oideachas freisin agus tacaíocht. “Tá sé an-tábhachtach go múinfí do na saothróirí na bealaí cearta chun uisciú drip, bearta simplí uisce a bheith acu san ithir, agus conas gan ró-uisciú nó ró-uisciú a dhéanamh,” a deir sé. "Ní amháin gur oiliúint é, ach obair leantach."
Áitíonn N-Drip go bhfuil feirmeacha beaga ina gcuid ríthábhachtach dá mhisean. “Má mhéadaíonn feirmeoir saibhir san Astráil toradh 47%, tá sé sin go hiontach, oscail an Champagne, glac saoire níos saoire an bhliain sin,” a deir Siegel, príomhoifigeach inbhuanaitheachta na cuideachta. “Ach má mhéadaíonn feirmeoir cothaithe toradh, agus má tá níos mó bia le hithe aige agus níos mó bia le díol, déanann sé an teaghlach agus an pobal sin a athrú."
Chuige sin, de réir mar a d’fhorbair paindéim Covid-19 in 2020, ag cur tionscadail brabúsaí sna SA agus san Astráil ar fionraí, bhí N-Drip dírithe ar threalamh 1 acra a mhonarú a dearadh do na húsáideoirí seo. Tagann an córas DIY seo le nasc chuig físeán YouTube agus líníochtaí líne simplí, Ikea-esque chun an feirmeoir a threorú tríd an suiteáil.
D'fhorbair N-Drip braiteoir ithreach dílseánaigh, ar a dtugtar Nasc N-Drip, a dhéanann monatóireacht ar dhálaí plandaí agus ithreach agus a sheolann treoir fhíor-ama d’fheirmeoirí trí aip d’fhón cliste maidir le cathain a uisciú agus a thorthú. Fothaíonn an braiteoir foireann agranamaíoch na cuideachta freisin, ionas gur féidir leis cluaisíní a choinneáil ar dhálaí na páirce.
Dúshlán eile a bheidh ann i gcónaí do N-Drip. Is féidir an córas a shuiteáil ar chodán de chostas an ghnáthchórais drip faoi bhrú, gan aon cheann de na costais fuinnimh leanúnacha, ach tá uisce saor in aisce nó fóirdheonaithe go mór d’fhormhór na bhfeirmeoirí ar fud an domhain. Cé go bhféadfadh roinnt, cosúil le saothróirí cadáis na hAstráile, a bheith toilteanach infheistíocht a dhéanamh chun acmhainn atá ag laghdú go tapa a chosaint go práinneach, ní bheadh go leor d’fheirmeoirí beaga an domhain in ann costas breise measartha a íoc.
“Is margadh ollmhór é margadh na sealbhóirí beaga, agus ceann a fhéadann an leas is mó a bhaint as ár gcóras, ach tá sé an-deacair gnó a dhéanamh leis mura bhfuil comhpháirtí mór suite agat,” admhaíonn Pollak. Envisions N-Drip a sholáthraíonn a gcóras do na feirmeoirí seo go príomha trí neamhbhrabúis, gníomhaireachtaí rialtais, agus corparáidí móra ag slánú gealltanais inbhuanaitheachta. Deir a feidhmeannaigh gur féidir an deis, go luath, a thomhas sna céadta mílte acra de thalamh talmhaíochta.
Is sampla luath den chineál seo comhpháirtíochta le PepsiCo Inc, a dhéanann conradh díreach le 40,000 feirmeoir le haghaidh comhábhair mar arbhar, coirce agus prátaí, agus a bhfuil sprioc leagtha síos aige éifeachtúlacht úsáide uisce talmhaíochta a fheabhsú 15% faoi 2025. Rinne PepsiCo teicneolaíocht N-Drip a phíolótú le dornán feirmeoirí san India, Vítneam, agus na SA, agus chonacthas táirgeacht barr feabhsaithe le níos lú ionchuir leasacháin agus 50% níos lú uisce á ídiú i gcoinne uisciúcháin tuile.
Peter Gleick, uachtarán-emeritus agus comhbhunaitheoir an Institiúid an Aigéin Chiúin, cuireann institiúid taighde neamhbhrabúis atá dírithe ar shaincheisteanna fionnuisce béim air, maidir le todhchaí an uisciúcháin, go bhfuil sé ríthábhachtach nach gcaillfimid radharc ar an bpictiúr mór. Is céim sa treo ceart é páirceanna cadáis nó alfalfa a thiontú go huisciúcháin drip, ach is ceist í atá níos mó: Ar cheart dúinn a bheith ag fás na mbarr sin i aeráidí arid i dtosach? “Caithfimid fíorchomhrá a bheith againn faoi na rudaí a bhfuil sé ciallmhar fás san Iarthar atá gann ar uisce, chomh maith le comhrá faoi fhás na rudaí a roghnaíonn muid chun fás níos éifeachtaí agus níos cúramach,” a deir sé. “D’fhéadfadh go gcabhródh an teicneolaíocht seo leis an dara ceist, ach ní chuideoidh sí leis an gcéad cheist níos polaitiúla.”
Tugann Gleick dá aire gur rud amháin é agóid a dhéanamh i bprionsabal maidir le huisce óil luachmhar a úsáid chun barra a fhás le haghaidh beatha ainmhithe, agus rud eile le rá le feirmeoirí gur chóir dóibh stop a shaothrú. Ar ais ag CRIT Farms, deir Moore go bhfuil sé sásta a bheith ag cur le taighde a mheasann sé a bheith ríthábhachtach do thodhchaí na talmhaíochta sa réigiún. An bhliain seo chugainn tá sé beartaithe aige córas N-Drip a úsáid ar acraíocht bhreise. Cé nár laghdaíodh cuóta uisce áirithint na treibheanna, tá a fhios ag Moore go dtiocfaidh ganntanas do gach duine lá amháin. “Caithfimid tosú ag maireachtáil mar a mbíonn tionchar ag na gearrthacha sin orainn le tamall a cheannach dúinn,” a deir sé. “Le maireachtáil mar dhaoine, agus mar ghnó, caithfimid a bheith ag féachaint ar theicneolaíochtaí mar seo."