今年春天，當我和Emery Silberman一起參觀鮑爾斯農業(yè)公司位于加州中央山谷的牧場時，這塊被編號為D－17的田地還是干燥且尚未種植的。西瓜作物早在去年7月就已經收割，而今年的西紅柿還要幾個月才能下田種植。我們查看了用于處理水的球形紅砂過濾器陣列，Silberman也向我展示了附近用于控制水流的滴灌泵和閥門組件。他向我展示的是一家名為WaterBit的公司生產的一款小設備，該公司通過提供更精細的田間條件控制，讓Silberman的老板Cannon Michael這樣的農民節(jié)省水和肥料等寶貴的資源。

WaterBit Carbon是一個小型傳感器單元，無論安裝在哪里，它都可以監(jiān)測土壤濕度、土壤溫度和其他因素。通過將一塊田地分割成“微塊”（可能只覆蓋一片田地的一部分，甚至只覆蓋一排植物的一小部分），WaterBit希望讓農民能夠更好地控制作物所獲得的水和營養(yǎng)物質含量。傳感器收集的有關土壤狀況的數(shù)據(jù)顯示在一個遠程儀表板上，這與人工土壤濕度測試相比，節(jié)省了大量的時間和人力成本。此外，WaterBit的遠程閥門控制器允許農民將不同量的水引導到田地的不同部分。WaterBit首席執(zhí)行官Andrew Wright表示：“我們通過提供一種基礎設施，讓種植者能夠根據(jù)植物的需要更精確地給水�！�

在通過灌溉渠輸送灌溉用水的地方，許多農場只能粗略了解每塊田地的每一部分灌溉了多少水。保險起見，農民們經常會過度灌溉莊稼。Silberman說：“如果你減少灌溉，從某種程度上來說你就是在冒險。如果過度灌溉，土壤終究還是會吸收。因此農民們寧愿選擇過度灌溉�！�

如今，WaterBit和“決策型農業(yè)”初創(chuàng)公司Arable Labs等公司的技術，可以更容易給農民提供更多田地信息，包括詳細的土壤濕度讀數(shù)到有關陽光和植物健康等數(shù)據(jù)。農民們現(xiàn)在有機會利用這些數(shù)據(jù)流來進行更好地管理，通過節(jié)約成本、節(jié)約水資源，對環(huán)境產生積極影響，并帶來市場效益。但是這些新技術并不總是能夠考慮農場生活的現(xiàn)實，這使得一些農民——尤其是像Michael這樣擁有占地1．2萬英畝中型農場的農場主——在渴望部署這些新工具和設備之時，卻又面臨解決方案與所遇問題不相匹配的尷尬。

自動灌溉

像WaterBit這樣的傳感器，能夠了解灌溉和降雨量對濕度的影響。Michael說：“田地里的一系列探測器讀取土壤的實際濕度，然后向控制器發(fā)送信號。而這些控制器實際上更像是按需系統(tǒng)，對需求做出響應�！�

WaterBit首席執(zhí)行官說，事實上，這正是公司想要開發(fā)的領域。Wright說：“我們希望不僅能夠實施種植者的灌溉建議，還能幫助他們做出這些建議。從更長遠的角度來說，我們希望能夠達到完全自主灌溉多種作物的地步。”

該公司目前正在董事長、前Cypress Semiconductor首席執(zhí)行官T．J． Rodgers所擁有的小葡萄園里進行這樣的試驗。Rodgers自1992年以來，一直在舊金山半島經營著一家小酒廠，每年會生產幾千箱非常高端的黑皮諾。

Rodgers對釀酒的興趣讓他遇見了WaterBit。作為葡萄酒商，Rodgers長期以來一直對監(jiān)測和調整土壤條件感興趣，他在Cypress的一個原型項目就是測量葡萄園濕度。Rodgers在2014年左右被介紹給WaterBit創(chuàng)始人Manu Pillai和Leif Chastaine，并與他們非正式地合作了兩年。隨后，Rodgers攜自己的技術，投資了這家公司。Wright在2016年離開Cypress之前，曾在該公司負責新產品開發(fā)。去年，當WaterBit發(fā)起A輪融資時，他從首席技術官升職為首席執(zhí)行官。

近年來，Rodgers進行了一項實驗，讓WaterBit系統(tǒng)在他的一個葡萄園里交替進行灌溉決策。“兩年前，我啟動了這個項目，結果顯示葡萄酒的質量幾乎沒有差別，”他說。

Rodgers說：“通過這一實驗，我猜想農業(yè)用水的一半以上都被浪費了。這并不是指人們的粗心大意造成了浪費，而是我們總會導致過度灌溉或灌溉不足。我們的技術將會讓人們更仔細地觀察灌溉水量，并通過微調，實現(xiàn)以更低的水投入獲得更高的產量�！�

然而，對大多數(shù)農民來說，這并不是插上傳感器觀察水流就可以的。作為鮑爾斯農場的首席技術官，Silberman正在農場200英畝的西瓜田地上進行試驗，并部署了23個WaterBit傳感器。但是正如Michael所指出的，在像D17這樣占地48．6英畝的土地上，不同的地點可能有不同的酸堿度或不同的水容量，因此調整灌溉基礎設施來解決這個問題并不總是能夠在短時間內完成。Bowles在很大程度上已經轉變?yōu)榈喂�，即水通過“滴灌帶”流向植物。這樣按照可變的時間表輸送精確數(shù)量的水，并在農場進行水資源儲存的灌溉設施，需要一定的土地和能源，而大多數(shù)農場——包括Michael的在內——都沒有這些資源。

節(jié)約帶來的誘惑很大，但是設備鋪設成本則會削弱Bowles等中型農場的熱情。Silberman提到的傳感器價格接近1000美元，通信單元的價格也差不多�！叭绻�一個場地需要兩個傳感器，那么你就要支出3000美元，”他說�！叭绻�再乘以147，那將是一個相當高的成本�！�

以農業(yè)為中心的設計

新澤西州普林斯頓Arable Labs的Arable Mark是另一種旨在提高農業(yè)效率的田間傳感器。Arable的傳感器收集一系列輸入，包括溫度、陽光、基于葉綠素指數(shù)的植物健康狀況，以及通過麥克風測量降雨量。

Arable的創(chuàng)始人兼首席科學家Adam Wolf說：“這就好比是農業(yè)領域的Alexa，它通過麥克風，錄制所有的聲譜，提取出單個的雨滴，并利用它來估算降雨量�！�

雖然Arable Mark不測量土壤濕度，但它能夠與土壤濕度探測器和其他傳感器相結合，對收集到的數(shù)據(jù)提供綜合的見解，讓農民能夠追求公司所說的“決策型農業(yè)”。Mark是由Nest恒溫器設計師Fred Bould所涉及。

“從設計的角度來看，農業(yè)是一個人們低看的行業(yè)，”Wolf說道。曾經是普林斯頓大學研究員的他，對環(huán)境技術的總體發(fā)展狀況深感沮喪。“自20世紀80年代以來，我們用來研究和收集自然世界測量數(shù)據(jù)的所有技術都沒有發(fā)生改變�！�

Wolf設想了一種能夠利用云并在桌面屏幕和移動設備之間無縫工作的解決方案。“雖然已經有幾家公司已經開始制造傳感器和數(shù)據(jù)記錄器，但并沒有造成任何變化。我們現(xiàn)在所做的是，利用這種復雜的云基礎設施以及可視化和消費數(shù)據(jù)的方式，在農業(yè)上進行這種非常復雜的數(shù)據(jù)科學。然而，在收集數(shù)據(jù)的領域中，你仍然需要插入一根9針導線才能將數(shù)據(jù)下載到你的筆記本電腦上。我不敢相信這就是現(xiàn)實的狀態(tài)，所以我覺得，我必須做出改變。”由于對Nest用戶體驗印象深刻，他向Bould尋求設計幫。

展望加利福尼亞

像WaterBit一樣，Arable在早期進軍市場時就看到了希望。Arable已經在包括國際客戶在內的120多個客戶中安裝了大約1000臺設備。WaterB在將近50個農場里安裝了大約3000個設備。雖然這些客戶中有許多位于美國中西部的農業(yè)地帶，但也有許多位于加利福尼亞，該州的水資源狀況可能為如何駕馭日益復雜的未來提供最重要的經驗�！稗r業(yè)用水占據(jù)了加州80％的人類用水，”舊金山商業(yè)協(xié)會灣區(qū)委員會公共政策副總裁Adrian Covert表示，該協(xié)會與當?shù)仄髽I(yè)和水務機構就一系列政策問題開展合作。

當然，農業(yè)并不是唯一可以節(jié)約用水的地方。不過企業(yè)家們正在注意到水資源緊缺的問題。Scott Bryan是非營利組織ImagineH2O的總裁，該組織經營著一個創(chuàng)企加速器和其他旨在解決全球水資源挑戰(zhàn)的項目。他說，一系列與水資源相關的危機——從密歇根州弗林特的水污染到開普敦的配給制、加州的干旱等等——已經讓人們意識到其中一些挑戰(zhàn)已經到了臨界點。他說：“隨著公眾對水資源挑戰(zhàn)的認識有所提高，人們對解決方案的實際內容也開始產生興趣�！�