Colorado Nehri Havzası'nın Mojave Çölü ile buluştuğu Arizona'nın kemik kurusu batı kanadında, Colorado Nehri Kızılderili Kabilelerine (CRIT) ait 11,000 dönümlük yonca, sorgum, buğday ve Sudan otu bulunur, hepsi hasat edilmeye ve hayvan yemi olarak satılmaktadır. Burada herhangi bir şeyin yetişmesi için sulama şarttır. Çiftliği kabilesi adına yöneten Josh Moore'a göre, bu yıl şimdiye kadar çeyrek inçten az yağmur yağdı.
Moore, "Rezervasyon, oldukça eski bir sel sulama sistemi üzerine kurulmuş," diyor. 19. yüzyılda inşa edilmiş bir kanal ağı Colorado Nehri'nden su sağlıyor; bu sistem, havza sürekli ve giderek daha şiddetli bir kuraklık durumuna girmeden önce daha iyi bir fikir gibi görünüyordu. Kanallar şimdilik CRIT'in çiftçilik ihtiyaçlarını karşılamaya yetecek kadar su sağlasa da, kabileler daha sıcak ve daha kuru bir gelecek planlıyor. Bu sezon, siyah plastik boruların yüzlerce sorgum sırasını aşağıya doğru süzüldüğü görülebilir: Çiftliğin aşırı vergilendirilmiş bir havzadan çekilmesini radikal bir şekilde azaltabilecek bir mikro damla sulama deneyi.
Dünyanın her yerinde ekinlerin çoğu suları için yalnızca yağmura bağımlıdır, ancak yağışın yeterli olmadığı yerlerde sulama yapmak zorunda kalırız. Son yıllarda tarıma giren tüm yeniliklere rağmen, GPS güdümlü traktörler Genetiğiyle oynanmış fideler için, tüm sulamanın %85'i hala, 4,000 yıl önce Mezopotamya'da yapıldığı gibi, bir tarlanın yüzeyine büyük miktarda su salarak yapılıyor.
Sel sulama, nakit olarak ucuz olduğu için askıda kaldı, ancak doğal kaynak açısından bakıldığında, şaşırtıcı derecede pahalı. Suyun %70 kadarı boşa gidiyor ve aşırı sulanan mahsuller tam potansiyellerine ulaşamayabilirler. Fazla gübre, akış, kirletici akarsular, sulak alanlar ve göller tarafından taşınır.
Mikro damla sulamanın tüm bunları çözmesi gerekiyordu. 1930'larda, Simcha Blass adında genç bir mühendis, aynı sıradaki diğerlerinden çok daha uzun büyümüş bir ağaç fark etti; Daha yakından baktığında, köklerinin yakındaki bir sulama borusundan gelen küçük bir sızıntı tarafından beslendiğini gördü. Yıllar sonra İsrail, bu konsepti plastik bir damla sulama sistemi oluşturmak için kullandı ve bu sistem marka adı altında satılmaya devam etti. netafim. Sektöründe dünya lideri olmaya devam etmektedir.
Bugün yüzlerce damla sulama şirketi var, ancak teknoloji dünya çapında sulanan dönümlerin %5'inden daha azına, genellikle badem, şaraplık üzüm ve domates gibi büyük biletli ürünlere uygulanıyor. Sınırlayıcı faktör maliyettir. Sistemler şu anda tasarlandığından, suyu yüzlerce fit borudan itmek, çiftçilerin pompalarla sağladığı çok fazla güç gerektiriyor; kendi alanlarında güçleri varsa elektrikli, yoksa karbon geğirmeli dizel versiyonları. Damlatıcı hatları ayrıca doğal suda bulunan silt parçacıkları veya algler tarafından tıkanmaya eğilimlidir, bu nedenle filtrelenmesi gerekir, bu da başka bir masrafa neden olur. Tüm kurulum, akre başına en az 2,000 dolar artı enerji faturaları tutar. Pamuk veya yonca gibi daha düşük değerli mahsuller için damla sulama basitçe ödemez.
Bununla birlikte, CRIT Farms tarafından kullanılan mikrodrip kurulumunun maliyeti akre başına 400 dolardan daha azdır ve gerekli basınç tamamen yerçekimi ile sağlanır, bu da serbest ve karbon nötr olma avantajına sahiptir. Sıradan bir gözlemci için sistem pek bir şeye benzemiyor. Ancak Moore'a göre, hayvan yemi için bitkileri damlatarak sulama fikri devrim niteliğinden başka bir şey değil. Tabii gerçekten işe yaradığını varsayarsak.
Benjamin Franklin, 1746 tarihli bir kitabında “Kuyu kuruduğunda suyun değerini biliriz” diye yazmıştı. Zavallı Richard'ın Almanakı. Yarısını bilmiyordu. Bugünün küresel nüfusu, o zamankinin 10 katı ve tatlı su kaynakları azalıyor. Şimdiye kadarki en büyük su domuzu, neredeyse küresel kullanımın dörtte üçü.
Çevremizde su kıtlığı belirtileri her geçen yıl daha da endişe verici hale geliyor. Ağustos ayında, tarihte ilk kez, Colorado Nehri ABD hükümeti tarafından kıtlık durumu, ona bağımlı olan 40 milyon insandan bazılarında arz kesintilerini tetikliyor. Bunlardan beş milyonu, nehir suyunu Arizona'nın batı ucundan eyalet nüfusunun %80'ine kanal yoluyla ulaştıran bir kamu kuruluşu olan Central Arizona Project'ten (CAP) yararlanıyor.
CAP'deki Colorado Nehri programları yöneticisi Chuck Cullom, son on yılını Arizona'nın su tedarikini artırmaya yönelik seçenekleri araştırarak geçirdi. 2019'da Tel Aviv'deki bir konferansta Cullom, İsrailli bir sulama girişiminden bir yöneticiyle bir araya geldi. N-Damla, engelleyici maliyetler olmadan ciddi su tasarrufu vaat eden bir sistem geliştiriyordu. Cullom, “Süper şüpheciydim” diyor. "Tek boynuzlu at bir çözüm gibi geldi."
Ancak Arizona'nın tatlı su kullanımının büyük çoğunluğunu tarım oluşturuyor, bu nedenle Cullom N-Drip'i denemeye istekliydi. 2020'de CAP, sistemi 40 dönüm sorgum üzerinde kullanmak üzere CRIT Farms'a sağladı. Su kullanımını yarıya indirirken, mahsullerin kalitesini biraz iyileştirdiğini buldular: çok küçük ölçekte de olsa şaşırtıcı bir sonuç. Bu yıl, CAP, pilot uygulamayı Arizona genelinde yaklaşık 200 akre sorgum ve pamuğu kapsayacak şekilde genişletti ve her şey yolunda giderse, sistemi 2023 yılına kadar bölgesel olarak dağıtmayı ve onu kuran çiftçilerin ekipman maliyetini karşılamaya devam etmeyi umuyor.
N-Drip, Kudüs İbrani Üniversitesi'nde toprak fiziği profesörü ve İsrail'in su otoritesinin eski başkanı olan Uri Shani'nin buluşudur. Yedi yıl önce, yalnızca marullar ve meyveler için değil, aynı zamanda dünyanın tarımsal üretiminin büyük bölümünü oluşturan soya ve mısır gibi emtia bitkileri için de mantıklı olacak kadar ucuz bir mikro damla sulama sistemi tasarlamak için yola çıktı.
“İlk tepkim, elbette bu dünyayı değiştirirdi ama asla işe yaramayacaktı”
Shani 72 yaşında, kısa saçlı, tel çerçeveli gözlüklü ve avuncular bir tavırla. 1950'de, tarımsal kendi kendine yetmeye kendini adamış, kurak bir ülkedeki yaşama özgü bir kaygıyla dolu bir kibbutzda doğdu. “Babam öncelikle su üzerinde çalışan bir mühendisti. N-Drip'in Tel Aviv'deki ofisinden Zoom ile konuşan Shani, hayatım boyunca su ve su çözümlerini düşünerek büyüdüm" diyor.
Askerlik hizmetini seçkin bir komando birliği ile tamamladıktan sonra Shani, İsrail'in önde gelen araştırma kurumu olan İbrani Üniversitesi'ne gitti ve toprak fiziği alanında yüksek lisans derecesi aldı. Doktora derecesi için iş, o İsrail'in uzak güneyindeki çölde, Kibbutz Yotvata'ya taşındı. Bölge, her yıl bir inçten daha az yağmur alıyor ve sulama amaçlı sadece acı yeraltı suyuna sahip: tarımın dış sınırları. Orada yüksek lisans öğrencisi olarak başladı ve sonunda kibbutz'u yönetti.
Shani daha sonra profesör oldu ve 2006'da yeni oluşturulan İsrail su otoritesinin ilk başkanı olmaya aday gösterildi. Rol karmaşıktı, mühendislik, yönetim, politika ve ekonomiyi kapsıyordu ve o, ülkenin şimdiye kadarki en kötü kuraklığını yaşadığı için üstlendi. Shani, su geri dönüşümü ve tuzdan arındırma yatırımını turboşarjlı hale getirdi. Bunu ödemek için, suyun fiyatını önemli ölçüde ve tartışmalı bir şekilde artırdı.
N-Drip'in baş sürdürülebilirlik sorumlusu ve 2015 New York Times en çok satan kitabının yazarı Seth Siegel, “Dünya çapında bu kadar çok su sorununun olmasının nedeni, çok az ülkenin tüketicilere gerçek fiyatı vermeye hazır olmasıdır” diyor. Su OlsunBu, İsrail'in su tasarrufu ve teknolojisinde lider olarak yükselişini anlatıyor. 2012'de Shani, tatlı su fazlası vererek İsrail'deki görevinden ayrıldı. "Çektiği şey olağanüstüydü."
Bir kez daha özel bir vatandaş olan Shani, dünya çapında artan su kıtlığı tehdidi üzerinde düşünmeye başladı. Dünya nüfusunun dörtte birinden fazlası su sıkıntısı çeken ülkelerde yaşıyor ve Birleşmiş Milletler, on yılın sonunda su kıtlığının 700 milyon insanı yerinden edebileceğini tahmin ediyor. Yapabileceği en önemli katkının, damla sulamanın ana akım haline gelmesine yardımcı olmak olacağına karar verdi. Bu, filtreler ve pompalar olmadan çalışan bir sistem icat etmek anlamına geliyordu.
Shani'nin meydan okumasını anlamak için, önce o mütevazi siyah plastik damlatıcı hatlarının içinde neler olduğunu anlamalısınız. Her birinin yanında bir dizi delik vardır ve her deliğin içine yayıcı adı verilen Tic Tac boyutunda plastik bir alet takılır. Su, emitörün içinde son derece dar, labirent benzeri bir kanalda hareket eder ve ölçülen damlacıklar halinde dışarı çıkması için düzenlenir. Bu emitörler tarafından üretilen direnç, geleneksel bir sistemde suyu bir alanın bir ucundan diğer ucuna taşımak için çok fazla basınç gerekmesinin nedenidir.
Shani, o kadar az direnç gösteren yeni bir tür emitör tasarladı ki, tek başına yerçekimi tarafından sağlanan su basıncı -sulama kanalından aşağıdaki tarlaya 1 ila 2 fitlik iniş sırasında tahakkuk eden- suyu tüm gücüyle itmek için yeterli olacaktı. yüzlerce fit borudan aşağıya ve yere inen yol. İlk olarak, plastik ve metal lifleri çeşitli üç boyutlu kafes yapılarına dokumayı denedi. Ancak bir gün bir yürüyüşte, çığır açan şeyin geldiğini söylüyor: Bir zikzak kanal yerine, yayıcısı, aralarında oluşan tüp şeklinden akan su ile bir silindirin içinde asılı duran bir çubuktan oluşacaktı. Geleneksel bir emitörden farklı olarak, artık tek bir enkaz parçacığı suyun akışını engelleyemez. "Boom," diyor Shani. "İşe yarayacağına kesinlikle ikna olmuştum. Sonra tüm matematiği geliştirdik.”
Konsepte ince ayar yaptıktan sonra Shani'nin bunu ticarileştirmesi gerekiyordu. Su başkanı olarak yakın çalıştığı eski bir maliye bakanlığı yetkilisi olan Eran Pollak ile temasa geçti ve Pollak'a sadece yerçekimi kullanan damla sulama icat ettiğini söyledi. Pollak şüpheciydi. O da bir kibutzda büyümüştü ve sulamayı biliyordu; sıfır basınçlı damla diye bir şey yoktu.
Pollak, “İlk tepkim, elbette bu dünyayı değiştirecekti, ama asla işe yaramayacak” dedi. Shani ile N-Drip'in o zamanlar Tel Aviv banliyösündeki bir alışveriş merkezinde küçük bir ofis olan genel merkezinde tanıştı. Shani onu arkadaki bir kulübeye götürdü. Pollak, “Elle yapıştırılmış, küçük bir plastik çöp kutusundan yere su damlayan 20 metrelik bir boruydu” diyor. "Hayal edilebilecek en temel aşamadaydı, ancak bu, işe yarayabileceğini anladığım dakikaydı." Pollak, CEO olarak göreve başladı.
N-Drip, ilk resmi saha denemesini 2017'nin sonunda Eswatini'de (eski adıyla Svaziland) beş dönüm şeker kamışına kurdu ve suyu doğrudan bir nehirden çekti. Sistemin sadece çalıştığını ve daha az su kullandığını değil, aynı zamanda mahsul verimini de %30 artırdığını buldular. Eldeki cesaret verici sonuçlarla N-Drip, Avustralya ve ABD'de daha büyük denemelere geçti ve o zamandan beri Vietnam'dan Nijerya'ya kadar 17 ülkeye yayıldı. Shani'nin vizyonu gerçekleşirse, N-Drip milyonlarca çiftliği modernize etme ve dünya çapında tatlı su tüketimini dönüştürme şansına sahip.
N-Drip bugüne kadar 25 milyon dolarlık fon sağladı ve sistemi yüzlerce çiftçi tarafından pamuktan patatese ve soya fasulyesine kadar 4,000 dönümlük mahsul için kullanılıyor. Ancak Shani'nin, Dünya'nın sel sularıyla sulanan 600 milyon dönümünü dönüştürmek niyetindeyse, kat etmesi gereken uzun bir yol var ve bahçe kulübesinden küresel sulama çözümüne giden yolun birçok engeli olacak.
N-Drip filtreleme kullanmadığından, şimdiye kadarki hıçkırıkların çoğu, bir çiftlikte suda bulunabilecek tüm beklenmedik şeylerle ilgiliydi. Bir denemenin başlarında, Kaliforniyalı bir yetiştirici, sisteminin çalışmayı durdurduğunu söylemek için panik içinde N-Drip ile temasa geçti. Shani geldiğinde, işaret parmağı büyüklüğünde bir balığın borulardan birini tıkadığını gördü. Bir grup yeşil alg, Kazakistan'daki bir çiftlikte benzer bir şey yaptı. Şimdi, N-Drip'in su depoları, her türlü bitki ve hayvan yaşamını yakalamak için ağ örgüsü ile donatılmıştır.
Arizona'nın kavurucu güneşinde, özellikle mineral bakımından zengin bir bölgede, damlatıcı hatları o kadar ısındı ki, kalsiyum karbonat çöktü ve yayıcıları bir İngiliz çaydanlığının içi gibi kireçle kapladı. Bu, N-Drip'in hatlarını serin tutmak için ince bir toprak tabakasına gömmek ve sert suda yumuşatıcı kullanmak için protokoller geliştirmesine yol açtı.
Avustralya'da bitki bilimleri fahri profesörü David Midmore Merkez Queensland Üniversitesi ve bir mikro damla sulama uzmanı, N-Drip'in yalnızca büyük, sofistike yetiştiricilere değil, dünyanın 500 milyon küçük ölçekli çiftçisine gerçekten ulaşmayı planlıyorsa, başarının yalnızca doğru teknolojiyi tasarlamaya değil, aynı zamanda eğitime önemli ölçüde yatırım yapmaya da bağlı olduğunu söylüyor. ve destek. “Yetiştiricilere, damlama-sulamanın doğru yollarını, toprakta basit su ölçülerine sahip olmayı ve aşırı veya az sulamanın nasıl yapılmayacağının öğretilmesi çok önemli” diyor. “Sadece eğitim değil, aynı zamanda takip.”
N-Drip, küçük çiftliklerin misyonunun çok önemli bir parçası olduğunda ısrar ediyor. Şirketin sürdürülebilirlik başkanı Siegel, "Avustralya'daki zengin bir çiftçi verimi %47 artırırsa, bu harika, şampanyayı açın, o yıl daha eğlenceli bir tatil yapın" diyor. “Fakat geçimlik bir çiftçi verimi artırırsa ve yiyecek ve satacak daha çok yiyeceği olursa, bu o aileyi ve o toplumu dönüştürür.”
Bu amaçla, 19'de ortaya çıkan Covid-2020 salgını ABD ve Avustralya'daki kazançlı projeleri beklemeye alırken, N-Drip bu kullanıcılar için tasarlanmış 1 dönümlük bir kit üretmeye başladı. Bu kendin yap sistemi, bir YouTube videosuna bir bağlantı ve çiftçiye kurulum boyunca rehberlik edecek basit, Ikea-esque çizgi çizimleri ile birlikte gelir.
N-Drip ayrıca tescilli bir toprak sensörü geliştirmiştir. N-Damla Bağlantısı, bitki ve toprak koşullarını izleyen ve bir akıllı telefon uygulaması aracılığıyla çiftçilere ne zaman sulama ve gübreleme yapacakları konusunda gerçek zamanlı rehberlik gönderen . Sensör, saha koşullarını takip edebilmesi için şirketin tarım ekibine de geri bildirimde bulunuyor.
N-Drip için bir başka zorluk da ekonomik olmaya devam edecek. Sistem, devam eden enerji maliyetlerinin hiçbiri olmaksızın, geleneksel bir basınçlı damlama sisteminin maliyetinin bir kısmı için kurulabilir, ancak su, dünya çapında çoğu çiftçi için ücretsiz veya büyük ölçüde sübvanse edilir. Avustralyalı pamuk yetiştiricileri gibi bazıları, hızla azalan bir kaynağı acilen korumak için yatırım yapmaya istekli olsalar da, dünyadaki küçük çiftçilerin çoğu, mütevazı bir ek masrafı bile karşılayamayacaktır.
Pollak, "Küçük toprak sahibi pazarı çok büyük bir pazar ve sistemimizden en fazla faydayı sağlayabilecek bir pazar, ancak büyük ve iyi konumlanmış bir ortağınız yoksa bu pazarla iş yapmak çok zor." N-Drip, sistemini bu çiftçilere öncelikle kar amacı gütmeyen kuruluşlar, devlet kurumları ve sürdürülebilirlik taahhütlerini yerine getiren büyük şirketler aracılığıyla sağlamayı öngörüyor. Yöneticileri, yakın vadede fırsatın yüz binlerce dönüm tarım arazisinde ölçülebileceğini söylüyor.
Bu tür bir ortaklığın erken bir örneği, PepsiCo A.Ş.Mısır, yulaf ve patates gibi malzemeler için doğrudan 40,000 çiftçiyle sözleşme imzalayan ve 15 yılına kadar tarımsal su kullanım verimliliğini %2025 artırma hedefini belirleyen PepsiCo, Hindistan'da bir avuç çiftçiyle N-Drip teknolojisini denedi, Vietnam ve ABD'de sel sulamaya kıyasla daha az gübre girişi ve %50 daha az su tüketimiyle daha iyi mahsul verimi elde etti.
Peter Gleick, emekli başkanı ve kurucu ortağı Pasifik Enstitüsü, tatlı su sorunlarına odaklanan kar amacı gütmeyen bir araştırma enstitüsü, sulamanın geleceği söz konusu olduğunda, büyük resmi gözden kaçırmamamız gerektiğini vurguluyor. Pamuk veya yonca tarlalarının damla sulamaya dönüştürülmesi doğru yönde atılmış bir adımdır, ancak daha büyük bir soru belirmektedir: Başlangıçta bu mahsulleri gerçekten kurak iklimlerde yetiştirmeli miyiz? “Su kıtlığı olan Batı'da büyümenin ne kadar mantıklı olduğu hakkında gerçek bir sohbete ihtiyacımız var ve aynı zamanda daha verimli ve daha dikkatli bir şekilde büyümek için seçtiklerimizi yetiştirmek hakkında bir sohbete ihtiyacımız var” diyor. "Bu teknoloji ikinci soruya yardımcı olabilir, ancak ilk, daha politik olana yardımcı olmayacak."
Gleick, hayvan yemi için mahsul yetiştirmek için değerli içme suyunun kullanılmasına prensipte itiraz etmenin ve çiftçilere ekimi bırakmaları gerektiğini söylemenin başka bir şey olduğunu belirtiyor. CRIT Farms'a geri dönen Moore, bölgedeki tarımın geleceği için hayati olarak gördüğü araştırmalara katkıda bulunmaktan mutluluk duyduğunu söylüyor. Gelecek yıl N-Drip'in sistemini ek arazide kullanmayı planlıyor. Kabilelerin rezervasyonları su kotasını düşürmemiş olsa da, Moore bir gün kıtlığın herkes için geleceğini biliyor. “Bize biraz zaman kazandırmak için bu kesintilerden etkilenmiş gibi yaşamaya başlamalıyız” diyor. "Bir insan ve bir iş olarak hayatta kalmak için, bunun gibi teknolojilere bakmamız gerekiyor."