藏在果實(shí)后面的

「竊聽(tīng)器」

在普理查德山頂上，有一個(gè)名為奧維德納帕谷（Ovid Napa Valley）的葡萄園，站在園中可以俯瞰整片北加州的壯麗景色，但是此時(shí)來(lái)自Fruition Sciences公司的迪堡特·斯科拉齊（Thibaut Scholasch）卻無(wú)心觀(guān)賞這壯麗的景致，因?yàn)橛懈匾氖虑檎戎プ觥?/p>

席地而坐的斯科拉齊用手輕輕撥開(kāi)一株布滿(mǎn)還未成熟果實(shí)的葡萄藤，脫去果實(shí)的外衣后我們發(fā)現(xiàn)，這株葡萄藤有一個(gè)部位被鋁質(zhì)氣泡膜緊緊包裹著，中間只裸露出一塊類(lèi)似鋁片的金屬儀器。斯科拉齊說(shuō)可不要小看了這個(gè)「小東西」，即使他不在葡萄園中，靠著它也能隨時(shí)知曉這株葡萄藤的生長(zhǎng)需求。

你一定很好奇，這個(gè)看似不起眼的金屬片到底是什么？其實(shí)它是一個(gè)專(zhuān)門(mén)測(cè)量植物體內(nèi)水分的液流傳感器，而把它裝在葡萄藤上就好似為葡萄藤安了一枚竊聽(tīng)器，當(dāng)葡萄藤發(fā)出任何有關(guān)生長(zhǎng)信息的異常信號(hào)，這塊傳感器都可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸將數(shù)據(jù)傳遞給斯科拉齊。除此之外，它還有更厲害的一面，通過(guò)它還可以得知葡萄藤附近的天氣、季節(jié)、土壤水分等狀況，結(jié)合這些外部數(shù)據(jù)斯科拉齊便可以設(shè)計(jì)出整個(gè)葡萄園下一步的最優(yōu)質(zhì)種植計(jì)劃和灌溉方案，并由此預(yù)測(cè)出最佳的葡萄收獲日期。

那么這樣一個(gè)神通廣大的「竊聽(tīng)器」是如何工作的呢？

解決千年農(nóng)業(yè)實(shí)踐難題

上學(xué)期間我們就知道，植物的表皮底下有水分在流動(dòng)，而植物的水分和養(yǎng)分都是通過(guò)莖干來(lái)運(yùn)輸?shù)?，可是如果想要看到植物體內(nèi)整個(gè)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程是怎樣的，就只能依靠解剖莖干透過(guò)顯微鏡來(lái)觀(guān)察。然而利用顯微鏡觀(guān)察的方式不僅繁瑣而且不能實(shí)時(shí)了解植物在不同時(shí)段中水分流動(dòng)情況，顯然太不靠譜兒。所以作為葡萄種植學(xué)博士的斯科拉齊便為我們想到了一個(gè)解決方案—利用液流傳感器來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量和監(jiān)控植物體內(nèi)的水分運(yùn)輸情況。

除了液流傳感器，斯科拉齊還準(zhǔn)備了一塊發(fā)熱器，兩根溫度計(jì)，一大塊鋁質(zhì)氣泡包裝膜以及一根連接在太陽(yáng)能數(shù)據(jù)記錄器上的數(shù)據(jù)線(xiàn)。斯科拉齊之所以自行設(shè)計(jì)出這套檢測(cè)設(shè)備，原因是他的終極目的不僅僅是為了確定植物中水分的狀態(tài)，更重要的是能全方位地透視到植物內(nèi)部整個(gè)運(yùn)輸情形。

斯科拉齊首先把發(fā)熱器固定在一段葡萄藤的莖干上，它的功能就像是暖寶寶一樣，專(zhuān)門(mén)用來(lái)對(duì)莖干進(jìn)行加熱保溫。又利用兩根溫度計(jì)，一根測(cè)定加熱前的溫度，另一根測(cè)定加熱后的溫度，依據(jù)兩根溫度計(jì)讀數(shù)的差值就可以知曉當(dāng)前葡萄藤中的水分含量。而一大塊鋁質(zhì)氣泡包裝膜的用途是起到隔絕陽(yáng)光的作用，因?yàn)閬?lái)自外界的熱源經(jīng)常會(huì)對(duì)精確測(cè)量造成的干擾，而且鋁質(zhì)氣泡膜重量很輕，不會(huì)對(duì)葡萄藤造成過(guò)重的負(fù)擔(dān)。那根連接在太陽(yáng)能數(shù)據(jù)記錄器上的數(shù)據(jù)線(xiàn)就像是對(duì)外傳播信息的傳送站，實(shí)時(shí)把植物中水分狀態(tài)傳送給斯科拉齊或是與之信號(hào)相對(duì)接的世界上的任何地方，它的存在大大提高了研究人員更新數(shù)據(jù)信息的頻率，同時(shí)讓種植者得以及時(shí)改變種植計(jì)劃。

斯科拉齊說(shuō)現(xiàn)在Fruition Sciences公司已經(jīng)開(kāi)始把這樣的種植方案向世界各地推廣，而且當(dāng)各地使用傳感器的時(shí)候，每家葡萄園的葡萄藤生長(zhǎng)的數(shù)據(jù)信息都會(huì)經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)發(fā)向云端，這時(shí)Fruition Sciences公司的研究人員會(huì)收錄所有的信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析比對(duì)，再結(jié)合一并上傳上來(lái)的各莊園附近的天氣情況，降雨量多少，土壤水平以及現(xiàn)情況下葡萄藤的分布排列，為各葡萄園的主人構(gòu)建出最優(yōu)質(zhì)的種植計(jì)劃和灌溉方案，并預(yù)測(cè)出最佳收獲日期。

所以，這看似簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，產(chǎn)生的威力卻解決了困擾人們數(shù)千年的農(nóng)業(yè)實(shí)踐難題。

除此之外，斯科拉齊的種植方案還有另一個(gè)好處。

開(kāi)拓者的福音

在大多數(shù)外來(lái)的開(kāi)拓者眼中，法國(guó)的葡萄園應(yīng)該是果香四溢，大小不一的紫色珠子像落玉盤(pán)似的鑲嵌在翠綠色的葉子中。但其實(shí)，大多數(shù)能釀出好酒的葡萄園，葡萄的顆粒不僅不大，藤上的葉子在后期都會(huì)發(fā)黃，看上去就像生病了一樣。

這是因?yàn)椴煌谄渌参?，葡萄是生長(zhǎng)在藤上的，而藤需要攀爬在支架來(lái)獲取陽(yáng)光?？赡芤?yàn)檫@樣的特性，讓葡萄藤能比其他植物更快地獲取到生長(zhǎng)所需的能量，所以當(dāng)葡萄藤很快獲取了足量的陽(yáng)光和水分后，便直接進(jìn)入生長(zhǎng)旺盛期。然而一旦步入了快速生長(zhǎng)階段，葡萄藤便竭盡全力為葡萄漿果熟化做好準(zhǔn)備。最常見(jiàn)的現(xiàn)象就是，在此期間葡萄藤可能會(huì)遇到陽(yáng)光和水分缺失無(wú)法滿(mǎn)足整株植物的生長(zhǎng)，這時(shí)葡萄藤便會(huì)無(wú)私地奉獻(xiàn)出絕大多數(shù)水分和養(yǎng)分，將其都注入到漿果之中，以此來(lái)保證果實(shí)們能更快達(dá)到最優(yōu)成熟期。

然而，萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到是，反而這樣生長(zhǎng)出來(lái)的葡萄恰好就是優(yōu)質(zhì)葡萄酒釀制所需要的，因?yàn)槠咸压麑?shí)大部分的風(fēng)味都被藏在皮中，而水分充足的葡萄果實(shí)反而 會(huì)因水分過(guò)多稀釋掉葡萄的濃度，所以很多專(zhuān)門(mén)用于釀制葡萄酒的葡萄會(huì)被種植在多巖石的山坡上，就是因?yàn)樯狡虏粌H土壤貧瘠而且很難蓄水，來(lái)激發(fā)葡萄自身這樣的特點(diǎn)，所以被自身「催熟」的葡萄看起來(lái)只有豌豆大小，卻是釀制葡萄酒的最優(yōu)質(zhì)原料。

如此特殊的生長(zhǎng)特性對(duì)于法國(guó)這個(gè)種植葡萄最悠久的國(guó)度而言，都可以被當(dāng)?shù)氐钠咸丫魄f主歸類(lèi)于簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)之談，所以在過(guò)去的一百年里，法國(guó)的葡萄種植園被稱(chēng)為「葡萄通靈者的地盤(pán)」，而且無(wú)論是葡萄的栽培、剪枝、灌溉還是收獲，都是借鑒過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)。所以即使沒(méi)有把葡萄種植在巖石上，他們也懂得在氣溫達(dá)到峰值或是葡萄剛開(kāi)始出現(xiàn)枯萎狀況時(shí)不進(jìn)行灌溉以此為葡萄營(yíng)造一個(gè)缺乏供給的假象，最后依舊能得到最適合釀制葡萄酒的果實(shí)。而且通常他們還會(huì)因地制宜地選擇種植這樣的葡萄所適合的土壤，所以他們能種出優(yōu)質(zhì)葡萄無(wú)可厚非，但是這一切對(duì)于外來(lái)學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)卻并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。

之前各地的開(kāi)拓者們來(lái)到法國(guó)，深受經(jīng)驗(yàn)主義的影響，從波爾多地區(qū)的頂級(jí)葡萄種植園那里學(xué)習(xí)技藝，然后直接移植到本地區(qū)進(jìn)行種植。最近美國(guó)農(nóng)業(yè)部的一項(xiàng)相關(guān)調(diào)查表明，在美國(guó)的葡萄園，有超過(guò)四分之三的農(nóng)民是按照法國(guó)的葡萄種植經(jīng)驗(yàn)來(lái)觀(guān)察作物的狀態(tài)，例如看到葉片受熱開(kāi)始卷曲時(shí)便進(jìn)行灌溉。還有百分之七的人，是根據(jù)身邊的人的行為有樣學(xué)樣，比如附近的莊園主開(kāi)始對(duì)植物灌溉，便也澆水，因此「以人類(lèi)的行為方式來(lái)思考植物」就是外來(lái)的學(xué)習(xí)者缺乏經(jīng)驗(yàn)最好的詮釋。而且這樣的種植方式帶來(lái)的結(jié)果不僅是過(guò)分灌溉造成不必要的浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)葡萄的種植起到適得其反的作用。所以外來(lái)的學(xué)習(xí)者可能學(xué)習(xí)到了整套的種植技藝，但是百年來(lái)的老到經(jīng)驗(yàn)卻無(wú)法移植。endprint

也因?yàn)槿绱?，斯科拉齊說(shuō)，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，就不能依靠植物直接擺出的姿態(tài)想當(dāng)然地給予其水分。但是如果利用科學(xué)的方式—為葡萄藤安裝液流傳感器，這樣就能確切知曉植物體內(nèi)的水分狀況，而且因?yàn)閿?shù)據(jù)真實(shí)可靠所以它能幫助你彌補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)的不足。

例如葡萄藤通常會(huì)在葉子枯萎之前已經(jīng)處于缺水的狀態(tài)，而沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)場(chǎng)主會(huì)按照平常習(xí)慣按時(shí)給葡萄進(jìn)行灌溉，這樣便錯(cuò)過(guò)了最好的葡萄自身熟化期，最后也就導(dǎo)致無(wú)法種植出所需的上乘葡萄酒果實(shí)，而通過(guò)安在葡萄藤上的傳感器，農(nóng)場(chǎng)主會(huì)隨時(shí)得知植物體內(nèi)的水分狀況，于是一旦收到植物缺水的警告時(shí)，就不會(huì)急于灌溉，直到葡萄進(jìn)入果實(shí)的成熟期才會(huì)繼續(xù)進(jìn)行灌溉。所以如果作為一名外來(lái)的葡萄種植者，選擇液流傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)葡萄生長(zhǎng)狀況會(huì)比花費(fèi)時(shí)間現(xiàn)累計(jì)經(jīng)驗(yàn)得到的效果好得多。

節(jié)水高手

液流傳感器的植入除了為新晉的葡萄酒莊主提供了后來(lái)居上的機(jī)會(huì)，而且還給他們帶來(lái)了一個(gè)更為明顯的好處，就是減少了水資源的浪費(fèi)。

最著名的例子就來(lái)自于美國(guó)加利福尼亞州的納帕谷。

納帕谷被稱(chēng)為美國(guó)的酒谷，雖然納帕谷的土壤構(gòu)成和光照條件與波爾多地區(qū)完全不同，但是也盛產(chǎn)著法國(guó)葡萄酒最負(fù)盛名的原料—赤霞珠葡萄，但不同的是納帕谷的農(nóng)民種植赤霞珠葡萄方式和波爾多地區(qū)完全不同。這是因?yàn)?，?月到10月之間納帕谷很少出現(xiàn)降雨，這對(duì)于葡萄酒釀造界佼佼者赤霞珠葡萄來(lái)說(shuō)絕對(duì)是一個(gè)滅頂之災(zāi)。所以納帕谷在種植赤霞珠葡萄時(shí)，必須依靠人工灌溉來(lái)彌補(bǔ)5到10月期間無(wú)降水的天氣狀況，以此來(lái)為赤霞珠葡萄營(yíng)造一個(gè)正處于生長(zhǎng)旺季的假象，而且還得配合修剪葉冠來(lái)保證它們能獲取到充足的陽(yáng)光，以此達(dá)到讓葡萄藤自然生長(zhǎng)的效果。而對(duì)于納帕谷的做法，斯科拉齊說(shuō)這是一種灌溉模式盲目的模仿，完全違背了葡萄生長(zhǎng)的自然法則，但如果利用液流傳感器因地制宜地考察植物狀況和周邊氣候條件，之前浪費(fèi)的灌溉完全是可以避免的。

另一個(gè)相似的例子發(fā)生在Cliff Lede酒莊，他們?cè)谕耆褂脗鞲衅骷夹g(shù)種植葡萄之前做過(guò)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)：把自己60000平方米的葡萄園一分為二，一半依據(jù)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行灌溉，另一半則使用傳感器法。到收獲的時(shí)節(jié)發(fā)現(xiàn)，遵循傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)灌溉的葡萄，因?yàn)樵缜镉昙究s短所以加長(zhǎng)了葡萄成熟的時(shí)間以至于延遲了葡萄正常的收獲期，而且有很大一部分葡萄因?yàn)樵缙跊](méi)有及時(shí)斷水，后期又灌溉深度不夠?qū)е骂w粒干癟，酒精含量過(guò)高。相比之下，利用傳感器收集的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)葡萄進(jìn)行灌溉，卻帶來(lái)了意想不到的有利局面，不僅葡萄園的用水大幅度減少，葡萄的收獲期也提前了。更重要的是他們發(fā)現(xiàn)了，灌溉方案的改變還會(huì)對(duì)釀成后的葡萄酒的風(fēng)味和香味帶來(lái)重大的影響。

隨后Cliff Lede酒莊又在Fruition Sciences公司的指導(dǎo)下，在一塊曾經(jīng)被認(rèn)為是C級(jí)水平的土壤中種植出了具備A級(jí)水平的葡萄果實(shí)，其采取的方式就是對(duì)這塊地進(jìn)行了旱作法。Cliff Lede酒莊的莊主安德森說(shuō)，在一塊品質(zhì)不佳的土地上種出的葡萄竟然釀出了前所未有的高品質(zhì)葡萄酒，而且還大大節(jié)省了水資源，這都要?dú)w功于能實(shí)時(shí)獲取植物數(shù)據(jù)的傳感器技術(shù)。也正是如此出人意料的欣喜成績(jī)， 讓Fruition Sciences公司的名氣在葡萄種植界更為響亮了。而這一傳感器技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在Ovid酒莊中表現(xiàn)更為突出。Ovid酒莊完全依照Fruition Sciences公司為他們?cè)O(shè)計(jì)的種植方案進(jìn)行灌溉了一整年后，所釀造的葡萄酒被評(píng)為96+，而這一成績(jī)是迄今為止所有酒商們給予評(píng)分中所獲得的最高分。

斯科拉齊說(shuō)，當(dāng)時(shí)運(yùn)用傳感器技術(shù)并沒(méi)有想到會(huì)有節(jié)水的功效，但是所有與Fruition Sciences公司簽約過(guò)的葡萄酒莊反饋回來(lái)的意見(jiàn)都是，傳感器技術(shù)實(shí)實(shí)在在起到了節(jié)水的作用。Cliff Lede Vineyards酒莊作為Fruition Sciences公司的客戶(hù)曾把先前的耗水量與現(xiàn)在的進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在灌溉用水量比原先減少了75%。另一個(gè)名為Dana Estates的酒莊自身?yè)碛?塊巨大的葡萄種植園，每一個(gè)葡萄園都接近8000平方米，其莊主在每一個(gè)葡萄園里都安上了傳感器，一年下來(lái)發(fā)現(xiàn)，每塊葡萄園的灌溉用水從原來(lái)的平均每株136升到242升銳減至38升，其生產(chǎn)總監(jiān)卡梅隆·沃特從總體成本上來(lái)預(yù)估：「這一年我們將會(huì)總共節(jié)水22000立方米?！?/p>

之后Ovid酒莊又把傳感器技術(shù)的節(jié)水?dāng)?shù)據(jù)制成了圖表，從圖表上可以顯而易見(jiàn)地看出，從出芽到收獲，4047平方米的土地就能節(jié)省大約25毫升的降水，換算成耕地用水就是101立方米。而來(lái)自《Wine Business Monthly》的一項(xiàng)調(diào)查表明，美國(guó)加州有差不多20億平方米土地在種植釀酒葡萄，依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)灌溉的面積占到68%，也就是13.6億平方米，如果按照Ovid酒莊的計(jì)算，把這68%的土地都運(yùn)用上傳感器技術(shù)，每季葡萄灌溉將會(huì)節(jié)省3434萬(wàn)立方米的水資源。

如此看來(lái)，傳感器技術(shù)的確是植物灌溉中的節(jié)水能手。

向更廣闊的領(lǐng)域進(jìn)軍

Fruition Sciences公司最近已經(jīng)開(kāi)始向傳統(tǒng)的葡萄種植大本營(yíng)大舉進(jìn)攻，波爾多地區(qū)已經(jīng)有四家頂級(jí)酒莊與其簽訂了合約。其中有一位名為米歇爾·羅蘭（Michel Rolland）的人，他是世界上最具影響力的釀酒商之一，同時(shí)也是傳感器技術(shù)的堅(jiān)定支持者，他說(shuō)：「利用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)法可能不會(huì)釀出劣質(zhì)的葡萄酒，但是利用傳感器技術(shù)卻一定能釀出品質(zhì)最佳的葡萄酒?！挂?yàn)橹挥欣每茖W(xué)技術(shù)才會(huì)更準(zhǔn)確地把握植物的生長(zhǎng)過(guò)程，即使是葡萄酒之鄉(xiāng)法國(guó)，只會(huì)墨守成規(guī)最終也肯定沒(méi)有什么出路。

著名的銀橡樹(shù)酒閣（Silver Oak Cellars）的釀酒商丹尼爾·巴倫（Daniel Baron）也說(shuō)，盡管已經(jīng)從事釀酒行業(yè)四十多年，但是傳感器技術(shù)的使用依舊給了他新的自信，「因?yàn)槿魏文茏屛覀冋莆掌咸烟賰?nèi)部動(dòng)態(tài)的技術(shù)都是了不起的發(fā)明」。

除此之外，一些葡萄酒行業(yè)相關(guān)公司也從液流傳感器技術(shù)深受啟發(fā)。Kwang-wi Park和Eun-ji Lim兩位設(shè)計(jì)師基于紅酒收藏家對(duì)葡萄酒存儲(chǔ)的要求，設(shè)計(jì)出了一款名為Digital Cork的裝有溫度傳感器的葡萄酒瓶塞，可以讓葡萄酒愛(ài)好者輕易讀取影響葡萄酒質(zhì)量的因素，包含環(huán)境溫度、開(kāi)瓶日期、有效日期等等。

作為液流傳感器的「同族兄弟」，Digital Cork也可以連接無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，而且通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以把傳感器探測(cè)到的信息發(fā)送到定制紅酒的客戶(hù)手機(jī)中，所以無(wú)論何時(shí)何地，只要安裝了Digital Cork，便可以知曉任何與葡萄酒相關(guān)的信息。

同樣被傳感器影響的還有一些國(guó)家性的機(jī)構(gòu)。近日美國(guó)國(guó)家基金會(huì)撥款365萬(wàn)美元用于研究水分是如何在基因組層面影響水稻的生長(zhǎng)的，而這個(gè)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人邁克爾·普魯格甘納（Michael Purugganan）十分看好傳感器技術(shù)，他希望水稻也能和葡萄一樣，在安裝了傳感器之后清楚地知曉其內(nèi)部的水分輸送情況。

而抱有這種想法的不只是普魯格甘納，目前紐約大學(xué)的研究人員正在設(shè)計(jì)各種液流傳感器設(shè)備，以便為大豆、葡萄柚、蘋(píng)果、梨乃至胡桃的種植提供幫助。還有一些研究人員正在把無(wú)線(xiàn)傳感器用于醫(yī)療領(lǐng)域。通過(guò)在病人身上安置傳感器來(lái)采集其體溫、呼吸、血壓等數(shù)據(jù)，以及時(shí)監(jiān)測(cè)到距離較遠(yuǎn)的病人的身體狀況。不僅如此，無(wú)線(xiàn)傳感器設(shè)備還可以用于環(huán)保監(jiān)測(cè)，來(lái)自英特爾的研究小組和加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家利用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)監(jiān)視大鴨島海鳥(niǎo)的棲息情況。通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器的數(shù)據(jù)分析，對(duì)保護(hù)海鳥(niǎo)生存環(huán)境作出了很大的貢獻(xiàn)。另外，傳感器技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)一些城市環(huán)境中的林木生長(zhǎng)也起到了功不可沒(méi)的作用。endprint