越南农民用智能手机监测稻田水位

Vietnamese rice farmers are using high-tech irrigation systems to adapt to a low-water future.
Vietnamese rice farmers are using high-tech irrigation systems to adapt to a low-water future.Image: Pexels/hartono subagio
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  • 湄公河三角洲是越南的主要水稻产区,但由于气候变化、海水入侵和上游大坝的影响,该地区正面临日益严峻的水资源短缺问题。

  • 越南政府呼吁农民采用更可持续的灌溉方法,并计划到2030年限制农民传统上使用的运河取用淡水。

  • 一个名为“湄公河三角洲智能灌溉项目”的项目正在利用高科技传感器和水泵,帮助农民减少用水量。

在提雅雯省旱季的炎热天气里,水稻农民Thach Ren手持智能手机,站在刚收割完的田地上。这片曾经郁郁葱葱的田地如今一片荒芜,散落着稻壳。43岁的Ren见证了湄公河地貌与水系的不断变化,他是少数几位尝试新型水稻种植方式的农民之一。

Ren是Phu Can农业合作社的成员,该合作社是与当地一所大学合作的试点项目中的三个合作社之一。在政府政策和快速变化的气候对越南稻农施加压力的情况下,尤其是在用水问题上,该项目可以为他们提供一条出路,而无需迫使他们放弃原有的生活方式。

如今,Ren只需轻按一下按钮,便可接入传感器和水泵网络,直接连接到自家田地,从而帮助他减少种植水稻所需的用水量。

“我只需按下电源按钮……就能查看田里的水位。”Ren说。

2017年,提雅雯大学为像Thach Ren这样采用干湿交替灌溉的农民安装了“智能”水泵,使他们无需亲临现场,即可通过智能手机查看稻田的水位。Image: Giang Pham。

越南是世界上最主要的水稻生产国之一。翡翠绿与金褐色交织的棋盘式田园景观,承载着世代相传的农作物。但如今,气候变化正在影响土地和水道,这一延续千年的景象正在迅速改变。

Ren每天都能亲眼看到这一变化。他在越南种植水稻已有20多年,他表示,是时候尝试一些新事物了。

“我正在孤注一掷,尝试一种新技术。”他说。

这项新技术被称为“干湿交替灌溉”,简称AWD。面对淡水短缺和盐度上升的挑战,学者与农民正携手推行一种用水更少的水稻种植方法。

过去半个世纪以来,越南湄公河三角洲的水稻种植一直是高耗水的过程,依靠复杂的堤坝与运河网络,每年可实现多次收获。然而,由于干旱,三角洲的水域环境日益不稳定,采砂、海平面上升以及上游水电大坝等因素的影响,越南政府正呼吁像Ren这样的农民采用更可持续的灌溉方法。

到2030年,政府计划限制农民传统上使用的运河取用淡水,这对长期采用淹灌方式的社区构成了挑战。

Thach Ren是越南众多稻农之一,他的用水来自一套复杂的运河系统,该系统将湄公河的水输送至全国各地。这些运河可实现每年多次收获,但农民对水流的控制能力有限。Image: Giang Pham。

在提雅雯大学(TVU)的支持下,Phu Can合作社的农民正在试用一项技术,该技术可使他们在用水减少多达20%的情况下,产出相同数量的稻米。

Ren是最早加入试点项目的农民之一,他表示,现在每季只需抽水三到四次,而传统方法下,每当土壤表层稍微变干时就需要抽水一次,通常每季约需十次。

“就生产力而言,差别不大,但新方法的成本远低于旧方法。”Ren说。

越南农民按面积而非用水量付费,但电动水泵的成本可能很高。

Nam Dung一生都在务农,“从我能扛起锄头那天起”便是如此。这位46岁的农民是在新闻中得知该试点项目后加入的。他多年前曾尝试过某种版本的干湿交替灌溉,但始终未能掌握要领。不过这一次,效果似乎不错。

“我们不仅能节约用水,还能减少水泵费用。我们还可以减少化肥用量,提高作物产量,并防止水稻倒伏而毁掉整片庄稼。”Dung说。

Nam Dung种植水稻已近三十年。他使用干湿交替灌溉(AWD)方法已有十多年。2017年,他参加了一项试点计划,测试使用“智能”水泵的新技术,至今仍在沿用该技术。Image: Giang Pham。
Phu Can合作社的稻田沿着仅容摩托车通行的狭窄道路分布,农民用摩托车装运稻米袋。农民们既出售新鲜稻米,也将其卖给将原料运往他处的商贩。Image: Giang Pham。

干湿交替灌溉的实践

干湿交替灌溉是指快速轮换对稻田进行灌水与排水。稻田不再持续淹水,而是在干燥数日后重新灌水。农民需密切监测田地,以确定何时再次灌水,目标是在保持作物健康的前提下,将用水量降至最低。

干湿交替灌溉已在全球水稻产区试验并应用数十年,包括越南安江省,但对湄公河三角洲这一地区的农民而言仍属新事物。要说服农民转向这种新型且可能更加费工的灌溉方式,需要多年的努力。

提雅雯大学的研究人员开发了一项基于应用程序的技术,可使干湿交替灌溉更易于实施,农民无需时刻盯着田地。在世界银行和加拿大政府的资助下,每块干湿交替灌溉试验田都配备了一个太阳能传感器,每五分钟读取一次地下水位。

该读数会实时传输至基于云端的软件,随后通过应用程序向农民发送建议,使他们无需亲临现场即可控制田间水位。

“如果我被其他事情耽搁,无法去田里,只需打开应用程序查看数据即可。”Dung说,“我无论身在何处,按一下按钮就行。”

这一项目是在2016年越南南部遭遇一个多世纪以来最严重的旱灾后启动的,旱灾重创了三角洲的农业。此后,干旱和盐水入侵情况持续恶化。

湄公河上游各国的大坝,加上广泛开采用于生产混凝土和沥青等产品的沙子,改变了水域环境,使海水得以从海洋渗入越南各地的稻田。

2017年,提雅雯大学团队开始在培训研讨会上向农民传授如何实施干湿交替灌溉。Diep Thanh Tung是他所称的提雅雯大学“田间农民学校”背后的主要学者之一。该计划在三个地区开展:提雅雯、芹苴和安江。

“这一地区受到的影响很大,尤其是对水稻生产而言,”Tung说,“如果农民不懂得如何应对这种情况,他们将会损失100%。”

“作为科学工作者,我们认为必须采取行动,”提雅雯大学研究人员Pham Vu Bang说,他常与农民一同在田间工作,“我们认识到,干湿交替灌溉这一统一技术……有诸多益处。例如环境效益,包括节约用水、减少温室气体排放。而且,它对水稻作物也非常有益。”

研究表明,该技术可将温室气体排放减少30%至50%。种植水稻所产生的甲烷占全球甲烷排放量的12%,而甲烷是一种远比二氧化碳更具威力的温室气体。

“水稻田里有一层静止的水层,其他作物都没有。有了这层水,空气与土壤之间便没有交换,”国际水稻研究所高级科学家Bjoern Ole Sander说,“当与氧气结合后,水层中便会形成一种排放甲烷的细菌。但通过干湿交替灌溉打破这层静止水层,农民便能在不滋生细菌的情况下种出同样数量的水稻,从而减少排放。”

Lam Thi Kinh The在该合作社种植水稻已超过十年。在看到干湿交替灌溉的好处后,她加入了试点项目,并与提雅雯大学的研究人员一同参加了田间农民学校的培训研讨会。

“提雅雯大学的人会来教我们农民如何种植水稻,”Lam说。

“这让我们能够减少资源消耗。这正是我们农民同意遵循这些方法的原因。”

Lam Thi Kinh在该合作社工作已逾十年,并参与了2017年的试点项目。虽然该技术的推广已经停止,但她仍在参加“田间农民学校”课程,分享有关干湿交替灌溉种植的建议和信息。Image: Sonal Gupta。
提雅雯大学在Phu Can合作社稻田周围设置的众多太阳能传感器之一。这些传感器将水位数据提供给应用程序,农民可通过智能手机查看,从而仅在需要时精准灌溉。Image: Giang Pham。

为何是现在?

2017年,越南政府通过第120号决议推行农业改革,该政策规划倡导可持续的种植方式。这标志着这个数十年来一直优先发展水稻生产的国家出现了方向上的转变。

越南以水稻为先的政策始于20世纪70年代,旨在应对美国在越南战争后造成的国内粮食不安全问题。政府在整个湄公河三角洲修建堤坝,使水稻实现全年生产。随着基础设施建设推动水稻种植扩张,越南于1989年成为仅次于泰国的世界第二大稻米出口国。

然而,堤坝改变了水流的自然走向,导致泥沙流失,使越南更加容易受到气候变化的影响。

2022年,政府制定了湄公河三角洲总体规划,旨在继续发展水稻生产,同时将重心从扩大出口量转向提升质量。其目标是减少温室气体排放,在实现生产多元化的同时提高效率,并于2030年前对堤坝系统进行改革。

“这意味着湄公河三角洲的农业部门必须进行结构调整,”Vu Bang说。

许多农民正在实现经营多元化,种植多种作物,例如水果和蔬菜,或养殖虾。

“但并非所有农民都能转型……他们无法采用其他耕作体系,也无法养虾,水稻是他们唯一的生计来源,”Vu Bang说。

Pham Vu Bang是提雅雯大学的学者,一直在协助当地农民协调工作,推动他们采用更可持续的做法。Image: Giang Pham。

扩大干湿交替灌溉的推广

即便政府推动减少用水,对所有农民而言,改用干湿交替灌溉也并非易事。

“湄公河三角洲的农民平均每户只有0.5公顷(约1英亩),”Sander说,“面积很小,但他们需要投入同样的系统,因此并不划算。”

研究人员发现,试点项目中使用的应用程序与传感器技术成本过高,难以小规模推广。不过,他表示,随着传感器价格下降,该技术在不久的将来将变得更加普及。

“气候问题现在比以往任何时候都更加紧迫。政策制定者和国际社会对此的关注也更加迫切,因此,此类技术或许也将获得更多资金支持,”他说。

Sander补充道,即便没有应用程序与传感器技术,干湿交替灌溉要取得成功,也需要大规模推行。

“如果只与少数精心挑选的农民合作推行干湿交替灌溉,很难成功,因为如果周边的田地都在灌水,就很难真正管理好干湿交替灌溉,”他说。

而且,如果不广泛推广,较小的田块可能会遭受老鼠和大鼠等害虫的侵害,它们会在干燥的稻田里大量觅食,而避开邻居的淹水田地。

与三角洲的许多农民一样,Ren一直依赖淹水灌溉这一常见做法来驱赶老鼠。

“但现在发现,如果让田地保持干燥,老鼠就只能吃田螺和螃蟹,所以这也有帮助,”他说。

这张拍摄于2022年12月的图片显示,越南提雅雯省的一片稻田即将收获。这些稻田浸水及脚踝深,需要大量水量,以确保水稻在整个生长期内都能被淹没。Image: JJ Mazzucotelli。
Phu Can合作社的农民能够使稻田明显比采用传统淹灌方式的邻居更加干燥。即使没有大规模持续部署“智能”水泵,这些农田仍绵延至地平线。Image: Giang Pham。

干湿交替灌溉的未来

对于Ren这样的农民而言,参与试点项目是一次凭着信念的冒险。如今,随着气候变化改变湄公河三角洲的水域环境,创新正变得必不可少。

“由于城市用水增加、工业用水增加,以及降雨模式更加难以预测,许多地区的水资源正变得越来越稀缺,”Sander说。

“我认为,非持续淹灌的水稻生产方式是各地的未来。”

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