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点 击 上 方 关 注 文 明 和我们一起 看文明 知中国 走世界 水盒子 它的构造简单而科学， “绿色设计”旨在解决干旱地区的种植难题， 并唤醒人们对地球的珍视， 有着巨大的发展潜力。 水盒子 撰文丨山杉 供图丨AquaPro Holland公司  水盒子自动灌溉系统是专为干旱地区设计的一种种植装置，有了它，植物可以在各种干旱的环境下成活，并且不再需要任何灌溉设施。 绿色科技引领者 当今，科技新品层出不穷。你能想象是怎样的发明，击败包括苹果（Apple） iPad、保时捷（Porche）916、索尼（Sony）Playstation、英特尔无线（Intel Wireless）显示技术在内的117个竞争者，一举获得美国权威杂志《大众科技》（Popular Science）评选的2010年最佳设计大奖（Best Invention 2010）吗？它就是彼得·霍夫（Pieter Hoff）设计的水盒子（Waterboxx）！作为2010年度“最佳新发明”(Best of What’s New) 的水盒子横扫环保、航天、电子等11个发明类别的诸多奇思妙想，脱颖而出。  沙漠中的水盒子。 彼得·霍夫，这位有着农学教育背景的荷兰老人，正是水盒子的发明者，也就是艾科浦（AquaPro）公司的首席执行官。过去他是一位花商，在荷兰这个花卉出口大国做着育种、生产和销售花卉的生意。2003年他卖掉了自己的花卉公司，之后发明了专利——水盒子。水盒子自动灌溉系统是专为干旱地区设计的一种种植装置，有了它，植物可以在各种干旱的环境下成活，并且不再需要任何灌溉设施。彼得·霍夫对他的新发明很满意，因为这是他成功完成“使命”的关键所在。他希望这项新科技能够成为对抗食物短缺、水土流失、气候变化和滥砍滥伐的有利武器。霍夫说：“人类为了木材、畜牧和采矿而大规模砍伐森林，破坏侵蚀的土地面积相当于整个加拿大。如果砍伐起来毫不费劲，那么倘若有心，重新种植也并非难事。”霍夫的梦想就是对20亿公顷的土地进行重新造林、绿化，弥补人类在过去2000年中造成的破坏。  水盒子的发明者彼得·霍夫。 目前地球上居住着65亿人，而9亿人正承受着饥饿的痛苦，人类未来生存所面临的危机显而易见。而有了“水盒子”，在被侵蚀、贫瘠、多石的土壤中种植树木、灌木和蔬菜的梦想便能够成为现实。此外，若增加20亿公顷产粮树木，也有助于解决全球气候问题。曾获得荷兰绿色发明奖的霍夫继续解释道：“这种树木解决方案其实很简单。如果通过树木从空气中‘拆解’的二氧化碳原子比因使用化石燃料释放到空气中的二氧化碳原子多，那么气候问题便得以解决。人类每年因使用化石燃料而产生84亿吨二氧化碳，而1公顷的树木平均可将5吨的二氧化碳分子拆解成无害的碳原子和氧原子。碳原子进入木头，而氧原子进入空气。因此，如果我们再种植20亿公顷的产粮树木，那么这些树木便可额外拆解100亿吨的二氧化碳。这比我们排放的污染要多。” 树的“水电池” 每天，沙漠都在不停地吞噬着土地。众所周知，在干旱的土壤里种植一直是个大难题，一是植物成活率低，二是耗水。霍夫认为，植物之所以在干旱地区无法生长，是因为土壤里没有能持续供给的水源，胚根无法生长，从而导致种子或幼苗的枯死。倘若幼苗或种子不需借助人工灌溉设施而能在干旱的环境下成活，沙化问题似乎就会被解决，不是吗？那么水盒子又是如何避免植物枯死的呢？其实，水盒子背后的科学原理很简单。 毛细水（Capillary Water），是土壤里的一种水体。干旱的地区在降雨后，会在细小的土壤间隙中形成毛细水，这些水体通过毛细现象不受重力的作用而停留在土壤表层。但在干旱地区，太阳的酷晒使得毛细水很快就被蒸发掉。若有一种方法能保证土壤表层持续地保有毛细水，种子便能发芽，长出胚根，形成主根。一旦植物在早期形成了健康的主根，它便具备了自己寻找土壤水源的能力。而苗圃里的树苗一般难以具备这种能力：在苗圃里生长的树苗，由于容器尺寸的限制，主根生长到一定程度便停止生长，再长出来的则为次根；而在室外土壤里生长的树苗，长到一定程度后根系会被清理移植到需要的地方，虽然植物在新的土壤里能继续生根，但主根已被破坏，新长的根仅为次根。要知道，主根的生长力量为50千克/立方厘米，这样的力量足以让其穿破厚实的土壤寻找水源；比较之下，次根的生长力量只有5千克/立方厘米（是主根的1/10）。因此，简单来说，要培养出能够自己寻找水源的植物，有两个条件，一是源源不断的毛细水，二是从种子开始生长，或是从还未长出次根的小苗开始生长。  在已准备好种植的土壤上选择并放置水盒子专用纸板。 有了以上论证的条件，让我们来看看水盒子是如何运作的。它的原理来自大自然母亲，来源于对自然界种子天然生长的模拟：种子通过鸟类的粪便落在大地上，此时土壤表层供毛细水作用的通道是完整的；同时，粪便本身阻止了毛细水的蒸发并将水分保持在通道里。这样，种子便开始生长了。而水盒子就像是罩在种子之上的“粪便”。它是一个高25厘米、直径50厘米的圆筒形聚丙烯容器，种子或幼芽被放在中空的筒腔里生长。收集到的雨水和凝结水可蓄积在箱体的内腔。箱底有一条毛细管直通地面，将水引导到植物的根部进行滴灌；同时也能保护植物不受风、野草以及啮齿动物的侵害。完美的构造设计，不仅盒子内的水不会蒸发，而且在夜间，通过缩合作用，盒子会产生水分并自动储存在中央筒腔的两边（同时还起到保温的作用）；在日间，盒内的水为中央筒腔带来了遮阴和较低的温度（同时还能挡风）。因此，管腔内形成了适于种子和小苗生长的微气候。而最后，再向盒中置入15升的水，便一劳永逸了。导入土壤的滴芯每天可提供约50毫升的水用于湿润水盒子以下两米深的毛细水水体。随着植物根系一点点的深入地下，最终能够凭借自己的根系获得地下水，植物便开始了它的成长期，水盒子也就完成了它的使命，为植物第一年的生命提供足够的水分。一年以后，植物就会足够强壮并自己成长，此时水盒子就能被轻易移除，并且在10年内可以重新利用，开始承担下一任“粪便”的角色。 这种“智能水源培养箱”由艾科浦（AquaPro）公司开发，它可以捕捉雨水以及空气中的凝结水，为植物提供水源，令植物在世界各地的灌木地带、岩石地表、山区、沙漠或任何其他艰难的地区茁壮成长；这样，即使在世界上最干旱的地区，植物也能够成活。    各地的人们正在操作使用水盒子。 改变全球生态的希望魔方 没有复杂的机关，也没有附加的时时维护，水盒子就是这么简单。水盒子经历了4年的测试和原型的改进，霍夫分别在斯滕贝亨（荷兰）、撒哈拉沙漠（摩洛哥）、萨拉戈萨（西班牙）、加利福尼亚（美国）等地进行了实验，最终的效果令人惊喜。2006年至2009年，霍夫在摩洛哥境内的撒哈拉沙漠对水盒子进行了3年的测试。有水盒子辅助的树木存活率达到90%。相对的，没有水盒子帮助的树木存活率只有10%—尽管这些树木每天都得到专门的灌溉。2010年，霍夫陆续在包括美国在内的8个国家中25个地区进行了测试，结果同样令人振奋。4年的时间对于植物实验来说不算长，其多年后带来的生态和经济效益实际如何也不能过早下结论，但从该发明本身带来的影响和目前实验的结果来看，是积极的。2008年，水盒子获得了由荷兰经济部颁发的Bta Dragons科学大奖（Bta Dragons Science Award），评委们认为水盒子在对解决生态问题和贫困问题上有着积极潜力。直至2010年年底，有共计1.5万棵水盒子树在20个研究示范区被种植。  水盒子的使用说明。 葡萄酒行业的创新先锋Robert Mondavi Winery将使用600多个水盒子对三英亩的田地进行干燥农耕，从而加入种植和重新造林研究项目之列。这些重要的项目将与西班牙、法国、肯尼亚、摩洛哥、荷兰和厄瓜多尔的其他水盒子项目相互配合。每个项目都已经选择了特定的应用。在巴塞罗那，各林荫大道两旁都围着栅栏，并将种有常青藤和叶子花，用以吸收灰尘颗粒；在肯尼亚，学校将对生产食物的灌木丛进行实验；在法国莱昂，被雪覆盖的山峰将进行重新造林；而在摩洛哥的撒哈拉沙漠将进行果树实验。帮助解决全球变暖、森林采伐和地球供给问题的诸多应用永远不会停止。  水盒子管腔中生长出绿色植物。 目前水盒子在中国的实验推广仍是空白。关于水盒子的工作原理、实验数据、经济可行性分析和各种视频资料，都是公开的。霍夫和他的公司艾科浦愿意将水盒子这项旨在应对森林采伐、水源枯竭和粮食短缺的突破性解决方案及技术免费提供给生产厂家。关于植物的选择，霍夫提倡根据当地的具体条件使用适宜的包括地被、灌木、乔木在内的植物。霍夫同时还在进行可生物降解的水盒子的研发，使箱体可以逐渐分解，最终转化为土壤中的养分。谈到他的动机时，霍夫说：“我想为我们的后代留下一个更美好的世界”。 （图片版权归彼得·霍夫及AquaPro公司所有）PHOTOS COURTESY AQUAPRO >>> End <<<  精彩版式呈现
本文原刊载于《文明》杂志2011年03期 版权声明 |
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