编者按：水盒子以其简单而科学的构造旨在解决干旱地区种植的一大难题，其发明者的社会责任感和创造力令人敬佩，而水盒子的问世也标志着绿色设计即将上位。
每天，沙漠都在吞噬着我们的土地。一些日韩的同学和同事总是不停地向我嘟囔：我们的沙尘暴不仅横扫北京，还刮到了他们的国家。汗颜之余，更多的是无奈。众所周知，在干旱的土地里植树，一直都是个大难题，一是植物成活率低，二是耗水。倘若有这样一个机会，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，沙化问题似乎就会有转机，不是吗？事实上，已经有人实验成功并开始推广了。Pieter Hoff，就是这个“转机”故事的主人公。
图1：Pieter正接受一家西班牙电视台的采访。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
Pieter Hoff，这位有着农学教育背景的荷兰老人，是AquaPro公司的CEO。过去的他是一位花商，做着育种、生产和销售花卉的生意。他在2003年卖掉了自己的花卉公司，之后发明了专利水盒子——Waterboxx。Waterboxx是一个专为干旱地区设计的种植装置，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。Pieter的心愿就是通过水盒子绿化全世界（种两百亿棵树）。
水盒子科学原理
首先，来推敲一下水盒子背后的科学支撑。Pieter Hoff认为，干旱地区之所以无法让植物生长，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。
图2：干旱环境中种子缺乏持续的雨水而枯死。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
那么这个水盒子又是如何避免植物枯死的呢？在这里要先介绍一下土壤里的一种水体——毛细水（Capillary Water）。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，随后长出胚根（Radicle Root），形成主根（Primary Root）。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。
图3：毛细水的存在与蒸发。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
而苗圃里的树苗一般难以具备这种能力：因为在苗圃里生长的树苗，由于容器尺寸的限制，主根在生长到一定程度后便停止生长，再长出来的则为次根（Secondary Root）（情况1）；在室外土壤里生长的树苗，长到一定程度后根系便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，新长的根也为次根（情况2）。
图4：为什么许多人工栽植的植物无法长出主根？Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
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（是主根的十分之一）。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。
图5：主根与次根的力量比较。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
水盒子运行
有了以上这套论证，再来看看这个水盒子是如何运作的。原理非常简单，它来源于对自然界种子生长的模拟：种子通过鸟类的粪便降落在大地上，此时，土壤表层供毛细水作用的通道（Canal）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。
图6：原理来源于大自然母亲。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
水盒子就像是罩在种子之上的“粪便”。它是一个高25厘米，直径为50厘米的圆筒形盒子，将种子或幼芽轻轻地放在中空的筒腔里让其生长。
图7：水盒子构造。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
最后，置入15升(4加仑)的水，便一劳永逸了。完美的构造设计，不仅让盒子内的水不会蒸发，而且，在夜间，通过缩合作用（Condensation）盒子会产生水分 （露水）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，盒内的水为中央管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。
图8：水盒子工作原理。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
一根导入土壤的滴芯每天可提供约50毫升的水，这些水可以湿润水盒子以下两米深的毛细水水体。当根系具有自己找水的能力后，植物便开始了它的成长期。如此一来，水盒子便完成了它的使命，将其移走后，即可以开始承担下一任“粪便”的角色。
图9：每日供水。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
图10：使命的循环。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
没有复杂的机关，也没有附加的维护，这个发明就是这么简单。水盒子经历了四年的测试和原型的改进，Pieter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，并取得了不错的成效。
图11：长势良好的树苗，里维埃拉，法国。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
图12：水盒子里的阿甘树（Argania spinosa），阿加迪尔，摩洛哥。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
图13：南瓜，加西维，加利福尼亚。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
图14：水盒子实验，萨拉戈萨，西班牙最干旱的地区。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
四年的时间，对于植物实验来说也许不算长，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 Bèta Dragons科学大奖（Bèta Dragons Science Award）。评委们认为水盒子对解决生态问题和贫困问题上有着积极潜力。直至今年年底，会有共计一万五千棵水盒子树在20个研究示范区被种植。
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，大家可以在www.groasis.com中找到。关于植物的选择，老人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，详见www.groasis.com。
结语
昨天，Pieter Hoff写信告诉我，水盒子击败了包括Apple iPad、Porche 916、Spyder Green Supercar、Sony Playstation在内的 117 个竞争者，获得了权威杂志《科技新时代》（Popular Science）评选的2010年最佳设计大奖（Best Invention 2010）。多么振奋人心！在这个娱乐设计、工业设计大行其道的时代，绿色设计终于上位！追赶潮流时尚、玩转娱乐游戏的莘莘学子们，是不是该停下手中的娱乐键了?
Pieter Hoff如此的将社会责任当成自己事业前进的动力，着实令人敬佩。当然其最终成果也同样令人期待。水盒子在中国的实验仍是空白，真希望哪位政府领导或大商人，看上它，豪掷万金，绿了一片旱地。
图15：白水，加利福尼亚，2010年11月。Photos and Images Courtesy: AquaPro – Holland
小钟，谢谢，这是个很棒的东西！问下：费用上大概需要多少？（单价）
@danyuki,
水盒应该申请专利了吧？单从造价上来说我觉得费用不大。
@danyuki, 恩，就是个塑料盒子，成本应该不高；刚上他们网站查了一下，若论单价，一个大概10欧，100人民币的样子。。这是贵还是不贵？应该是贵也不贵，看谁买，怎么用，在哪里用。。
盒子专利了，但Ipod、Iphone也专利了。。。
@钟惠城, 这个绿色装置很有想法，虽然难以大规模使用，但是在促进生态设计的意识上很有意义（比如成都活水公园），在下不才代表实践派感谢钟。
有意思~科学技术果然是生产力~
首先，这是个好东西，非常的棒！
其次，说点不是很对题的话——关于荒漠化
中国荒漠化的原因我没有深入研究过，说说肤浅的认识，不对的地方其他同志尽管拍砖
我认为荒漠化原因不外乎
1.气候变化
2.人类活动的干扰
气候变化我们基本没招儿，全球气候趋于变暖、变干旱似乎地球自己的气候周期变化（道听途说）
人类活动的干扰是我们关注最多的，耳熟能详的。很多干旱地区采用了多种治沙措施，我不列举了，花了很多人力、物力效果并不明显。原因多种，很大一部分是我们的措施并不完全符合自然规律，我们的知识还没有完善到那个程度。
我倒是听过媒体报道过的西部某县治沙的成功经验，很简单，把以前用在工程措施上的钱花在外迁牧民方面，叫做——人退沙退，人走了以后让大自然自己恢复。在没有人类生产生活活动干扰情况下，3~5年之内当地的植被系统会慢慢恢复，沙漠会被固定下来，逐步进入良性循环，形成稳定的生态群落。
但是，在中国目前地少人多的国情下，想要把人迁走，是最最最难的！！！
@程鹏,恩，中国的问题主要还是政策问题，说的更直接就是经济利益博弈的问题。
@jingyanxin,
也甭夸大和考虑那么多嘛。
能种一棵树，或者是一颗小树苗也是好的。
另外我觉得沙化和环境原本的承载力有关，当大大超过时，如你说说的弹性回归就变得不太可能。
与其引渤海水入疆，不如干点实事
谢谢钟惠城！
一种很有启发性的装置。
有可能大规模应用于干旱地区。
只是专利费……
制作成本会很低……
玩意儿很不错
看到安老师的话令我不经意想起了几个故事：
1.昌平某厂区生产的“美国玻璃钢快速取水阀门箱”，名为高仿，实在山寨，价格低廉，用途广泛；
2.工信部鼓励山寨，称“模仿也是创新”；
3.我曾经在河南省郑州市火车站前买到过一瓶“司口司乐”碳酸饮料。
安老师笑而不语
安老师，
基于这个东东我想请教您一下，我们在面对一个场地的条件时，往往应该侧重于场地的自然条件来设计，但是否还可以像上述设计一样，提出一下能够改变场地的设计？这样的“反”思维有发展的前景么？是不是实现起来比较困难？
另外一个方面，是水盒子的推敲逻辑，怎么看都与我们做设计的过程思路惊人的相似，因此，很启发人。。
这个案例让我想起了几年前看的一段治理荒漠化的纪录片，西北拓荒植树的士兵就是将树苗插到盛满水的瓶子中，留部分根系在外面，然后一并埋入土中。等到瓶中的水被耗尽时，根系也强壮到足以保证树苗成活了。当时看到他们使用的都是一些废旧的酒瓶饮料瓶，很简陋，更没有什么理论上的研究（比如具体的水量、瓶子的材质及根系与瓶体的关系等等），但是也一定程度上提高了恶略荒漠环境下的植树成活率。（至少当时的记录片中是这样叙述的）
这与钟师兄的文中介绍的方法也有相似之处。相信 如果加以深入研究的话会更有前景。
但重点是当我看到这篇文章兴奋之余，想起之前看到的报道，想要在网上搜索是否国内也就当时的“土办法”研究出什么新装置时 我却什么也没有找到。。。有点惋惜
相比这位荷兰老人我想我们缺的更多的不是创造力而是社会责任感。。。
有意思 把这种发明做到方案里去也是一种推广吧
很棒！还可以再改进一下….做成两个半圆的，这样树苗长大后移走盆子时方便些，也不容易伤到小树苗。盆子的模具小一半成本更低。
小东西大智慧，从源头上找原因才能找到最根本的解决之道
以前只知道，鸟的粪便给种子提供了养分，却不知道还保持了土壤中毛细水。
真是感叹，常识的问题也值得怀疑。
这让我想起了一个日本大叔在中国北方沙漠种树的事情，他每年打工攒钱然后来中国种树。如果这个在我国沙漠片区加以适当实施，应该会有远见的受益吧，