农业革命：可持续水资源的灌溉解决方案

灌溉市场已经出现了太多的创新，这些创新使种植者能够通过高效、可持续和成本效益高的灌溉来应对日益减少的水供应。

水对农业至关重要，该行业仍然是全球最大的用水户。每年，全球粮食和纤维作物种植约占全球淡水使用量的70%。

 随着气候变化和人口增长，都导致了水资源短缺，美国各地的农场都感受到了这种日益严重的水资源短缺的连锁反应，作物产量因降雨量太少而下降。种植者迫切需要实用和经济的方法来节约和管理他们的水资源。

 灌溉市场上的创新太少，无法让种植者通过高效、可持续和成本效益高的灌溉来应对日益减少的水资源供应。然而，鉴于最近水危机的升级和全球粮食不安全风险的增加，一些技术——有些是旧的、有些是新的——正在受到关注。

在全球范围内，85%的灌溉农田（36亿亩）使用洪水灌溉，这种方法最早是在5000年前开发的，在这种方法中，农田反复被灌溉水淹没。这种方法通常会导致大约一半的水因蒸发而流失。在美国，有超过1.2亿亩的土地采用漫灌，其中超过3000万亩的土地位于西南部水资源短缺的科罗拉多河州。仅在亚利桑那州，89%的农业（500万亩）采用漫灌。

中心支轴式喷灌：中心支轴式喷灌系统是一种大型的移动式喷灌机，在田地中央旋转。与传统漫灌相比，这种喷灌机能够更高效、更均匀地施用水和养分。中心支轴式喷灌技术的进步，包括自动化，有助于降低劳动力成本，同时在一定程度上实现水的均匀性和更易获得的化学应用。鉴于与漫灌相比的这些优势，美国有超过3000万英亩的土地用这种喷灌技术灌溉。然而，由于该系统非常昂贵，需要高初始资本支出和高持续能源成本来运行该系统，中心支轴式喷灌仍然只安装在约12%的全球灌溉农业中。

加压滴灌：另一种替代漫灌的方法是加压滴灌。加压滴灌通过塑料管输送水，塑料管中包含小型滴头，直接将水滴洒到植物的根区，只提供植物生长所需的水量。这种有针对性的方法节约了水资源，提高了精度和效率，但需要大量能源来过滤水，然后将水移动到田地。由于初始资本投资高，持续的能源和维护成本高，农民通常只在高价值作物上使用加压滴灌，如酿酒葡萄、树坚果和鳄梨。加压滴灌仅安装在全球灌溉农田的3%。

重力驱动微灌：在过去的65年里，中心支轴式喷灌和加压滴灌是帮助农民提高用水效率的唯一技术。最近，农业技术领域不断发展，以解决这一创新差距和技术问题，如重力驱动微灌，已经展示了解决水资源短缺挑战的革命性能力。重力驱动微灌系统仅利用漫灌田的重力驱动基础设施，通过滴灌管供水，在不产生与泵和过滤器相关的高额资本和持续成本的情况下，实现与加压滴灌相同的效益。该系统节省了漫灌田目前使用的一半水量，提高了作物产量，将污染性肥料的使用量减少了一半，即使对于经济作物（包括玉米、棉花、苜蓿、马铃薯、甘蔗和水稻）来说，也是价格有效的。它还被证明可以显著减少农业中大量存在的温室气体，包括二氧化碳和甲烷。

随着干旱和水资源短缺的持续，灾害性天气频发、粮食需求增加和成本上升是农业部门面临的挑战。采用现代精准灌溉系统对于未来农业应对这些逆风至关重要，并有助于种植者实现运营效率、盈利能力和弹性。