إمكانات الدفيئات الصحراوية

 

 

إيجابيات وسلبيات للأعمال الزراعية الخاصة بك

ملخص

وفي حين كانت السعودية أكثر أمنا من أجزاء أخرى من العالم في سلاسل إمداداتها الغذائية خلال ذروة الوباء، لا يزال الأمن الغذائي وندرة المياه من المواضيع المهمة للحكومة. والأكثر من ذلك، تنبؤ منظمة الصحة العالمية بأنه بحلول عام 2025 سيعيش نصف سكان العالم في مناطق تعاني من نقص المياه. ويؤكد ذلك  كذلك الحاجة إلى حماية المورد. ومع تزايد عدد سكان المملكة، لا يزال الضغط على المياه النظيفة الصالحة للاستخدام مرتفعا. إن ابتكار إمدادات المياه، وخاصة للزراعة، هو حاجة ملحة.

وحلول بعض هذه القضايا الملحة لا تكمن في الحصول على المزيد من المياه العذبة – وهو مورد شح أصلا في السعودية – بل في استخدام الموارد المائية الموجودة بطرق أكثر ذكاء. وهنا الدفيئة الزراعية، وخاصة الدفيئات الصحراوية لها إمكانات هائلة من خلال استخدام المياه المالحة بطرق جديدة.

في هذه المقالة، نناقش إيجابيات وسلبيات تشغيل البيوت الزجاجية الهجينة (وخاصة الدفيئات المائية المالحة)، وتسليط الضوء على مجالات الربحية والنمو في هذه الصناعة.

 

فهرس

1. الزراعة البيئية الخاضعة للرقابة
2. الدفيئات الهجينة
3. استخدام مياه البحر لتشغيل الدفيئات الصحراوية
4. إيجابيات الدفيئات الصحراوية
5. سلبيات الدفيئات الصحراوية

 

 

إمكانات الدفيئات الصحراوية: مزايا وعيوب للأعمال التجارية الزراعية الخاصة بك

وفي حين أن الأمن يشكل قضية مهمة لجميع البلدان، وليس للسعودية فقط، إلا أن رؤية 2030 تضعها على جدول الأعمال بشكل كبير. تتبع استراتيجية التنمية الزراعية في إطار رؤية 2030 نهجا متعدد القطاعات يهدف إلى ضمان الأمن الغذائي، وإنتاج سلع زراعية مقارنة وتنافسية، وتطوير زراعة نظيفة وآمنة ومستدامة. كما تقوم بتحول تدريجي إلى طرق أكثر حداثة لزراعة المحاصيل لبناء اقتصاد زراعي محلي مرن ومنتج يرتبط بالتنمية الريفية ونمو المزارعين.

لم يسلط وباء كوفيد-19 الضوء على ضعف سلاسل التوريد الزراعية الدولية فحسب، بل أكد أيضا على أهمية الأمن الغذائي الذاتي للسعودية. وفي حين لا يمكن تغيير مناخ المنطقة، فإن البلاد  تجري أبحاثا واسعة النطاق وتستثمر بكثافة في تحسين بنيتها التحتية الزراعية، بحيث يستخدم المزارعون والشركات الزراعية الموارد القائمة بشكل أكثر ذكاء.

وفي هذا الصدد، تستخدم السعودية جميع التطورات المتاحة في مجال التكنولوجيا لتأمين مستقبل زراعي أكثر مرونة. وتشمل هذه الخطوات ما يلي:

• استخدام أكثر كفاءة للمياه الزراعية من خلال أساليب ري أكثر ذكاء
• الأتمتة الزراعية، ودمج تقنية المعلومات وأجهزة الاستشعار الذكية والطائرات بدون طيار والاستخدام الأمثل للبيانات عبر المؤسسات الزراعية وسلاسل التوريد
• استثمارات كثيفة في البنية التحتية في محطات تحلية المياه
• الزراعة البيئية الخاضعة للرقابة والزراعة المائية والزراعة الهوائية

تلبية الطلب على المياه من الدفيئة الزراعية

المملكة العربية السعودية لديها مصدر وافر لمياه البحر. وبحلول عام 2050 يأمل البلد بالإنتقال إلى نظام قائم على الطاقة المتجددة بنسبة 100٪ من خلال دمج قطاع الطاقة مع قطاع تحلية المياه المتنامي. وبهذه الطريقة، لن تتمكن المملكة من تحقيق أنظمة الطاقة المتجددة بنسبة 100٪ بحلول عام 2040 فحسب، بل يمكنها أيضا تلبية الطلب المتزايد على المياه من خلال التناضح العكسي لمياه البحر ومحطات تحلية المياه متعددة التأثيرات.

من خلال احتساب كل قطرة من المياه المتاحة من خلال منهجيات زراعية جديدة، يمكن للقطاع الزراعي السعودي إنتاج ما بين ضعفين وثلاثة أضعاف، وتوفير الطاقة، وتحسين الموارد. وأفضل طريقة للقيام بذلك هي من خلال الدفيئات الصحراوية الخاضعة للرقابة البيئية.

1. الزراعة البيئية الخاضعة للرقابة

الزراعة البيئية الخاضعة للرقابة هو نظام للزراعة ينظم جوانب معينة من البيئة بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون والضوء وتركيز المغذيات،  للحد من الآفات والأمراض النباتية، مع توفير ظروف النمو المثلى للمحاصيل.

تشمل دفيئات الزراعة البيئية الخاضعة للرقابة أيضا:

• زيادة الكفاءة
• إنتاج المزيد من المحاصيل
• هي طريقة أكثر استدامة للزراعة ايضا

الجمع بين التكنولوجيات مثل الألواح الشمسية لكفاءة الطاقة، وتقنيات مياه البحر، والتبريد المجفف منخفض الطاقة، والنباتات الصالحة للأكل التي تتحمل الملح، والتكنولوجيا الحيوية لـ الزراعة البيئية الخاضعة للرقابة، يمكن للمزارع إنشاء مجمعات خضراء من الجيل الجديد التي لديها القدرة على إنتاج ما يصل إلى 20 مرة من كمية المحاصيل بالمقارنة مع قطعة أرض التربة ذات الحجم المماثل.

من خلال الجمع بين التشغيل الآلي، وشاشات الحماية، وأنظمة الري، والطاقة المتجددة، والتبريد والتدفئة، فإن البيوت الزجاجية البيئية الخاضعة للرقابة لديها القدرة على تقديم حلول زراعية خارج الصندوق للمزارعين السعوديين.

2. الدفيئات الهجينة

الدفيئات التي يتحكم فيها المناخ هي هياكل تسمح بجميع الضوابط البيئية لنظام بيئي داخلي بالإضافة أشعة الشمس الطبيعية وخفض تكاليف التبريد. ويمكن أن تعمل على حد سواء كمزارع عمودية وكدفيئة، اعتمادا على ما إذا كان السقف إلى الهيكل مفتوحا أو مغلقا. ويمكن أيضا أن يبنى دفيئة هجينة مع نظام التعتيم للسماح بسيطرة إضافية على أشعة الشمس. وإلى جانب النظم الذكية التي يمكنها رصد مستويات النتح والرطوبة في النباتات، يمكن برمجة الدفيئات الهجينة لاستخدام الطاقة بكفاءة.

في درجات الحرارة القصوى في السعودية، لا تحافظ الدفيئات الهجينة على جو يحاكي واحة رطبة باردة فحسب،  بل توفر أيضا غطاء من الرياح العاتية والحرارة المفرطة.وهذا يسمح بظروف حيث يمكن زراعة أصناف متعددة من النباتات والخضروات. الفواكه اللحمية مثل البابايا والمانجو وأوراق السلطة والباذنجان، من بين أمور أخرى،  يمكن بسهولة أن تزرع في الدفيئات الزراعية الخاضعة للرقابة بسبب الحماية الهيكلية والبيئية المقدمة. وبدون ذلك، تتطلب المحاصيل مثل تلك المذكورة أعلاه كميات كبيرة من المياه لتنمو، مما يجعلها غير مناسبة للزراعة في المملكة العربية السعودية.

• تعقيد الوظائف

أصبحت الدفيئات الزراعية الحديثة أكثر تعقيدا. في السعودية خاصة، بناء الدفيئة والمنشآت التقنية تحتاج إلى تنفيذ تماما لضمان أنها محددة لزراعة الظروف المناخية والاحتياجات من المحاصيل. وهذا يعني دمج المرافق التالية في هياكل الدفيئة:

• شاشات المناخ: تساعد شاشات المناخ على توفير الطاقة وحماية المحاصيل من أضرار الشمس وخلق المناخ المناسب للمحاصيل.
• أنظمة الطاقة المتجددة: من أجل التخلص من استهلاك الطاقة وخفض التكاليف، تستخدم البيوت الزجاجية الحديثة مصادر طاقة بديلة، مثل الألواح الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية لتشغيل نفسها.
• نظم الري: بما أن المياه مورد ثمين، تستخدم البيوت الزجاجية الهجينة أو التقليدية الري الدقيق، مع وظائف إعادة تدوير المياه.
• التدفئة والتبريد: توفر أنظمة الدفيئات الحديثة رقابة مناخية لخلق ظروف بيئية تسهل نمو النبات الأمثل.
• أتمتة العمليات: تعمل البيوت الزجاجية من خلال التشغيل الآلي – من الري والمناخ إلى توليد الطاقة. كما يمكن إضافة رقمنة إضافية إلى عملية الحساسات على النباتات في أنظمة المياه ، ويمكن للهواء زيادة تحسين وظائف التشغيل الآلي.

 

 

• أنواع الهياكل الدفيئة المناسبة للزراعة الصحراوية

اعتمادا على النباتات التي تزرع، وتشمل بعض الخيارات الدفيئة في الهواء الطلق ما يلي:

• الدفيئات متعددة الأنفاق: تم تصميم الدفيئات متعددة الأنفاق (أو الدفيئات متعددة الامتدادات / الأنفاق) للمناخات المعتدلة إلى الأكثر برودة. ومع ذلك، فإنها تسمح بإجراء تعديلات يمكن أن تجعلها مناسبة لجميع الظروف الجوية. الهياكل سهلة التركيب، توفر التهوية الجيدة، وحماية البيئة،  ومقاومة الرياح العاتية.
• البيوت الزجاجية القوطية: تم تصميم هذا النوع من الدفيئات للمناخات المتطرفة وجميع المحاصيل، وخاصة بالنسبة للبستنة المعلقة. وينتشر هذا النوع من الدفيئات على نطاق واسع في مزارع الزراعة المائية، ويرجع ذلك أساسا إلى القدرة الكبيرة التي يوفرها للسيطرة على المناخ.
• البيوت الزجاجية الاستوائية: تعتبر البيوت الزجاجية الاستوائية مثالية لزراعة المحاصيل في مناخ استوائي مع درجات حرارة دافئة ورطوبة عالية. يوفر تصميم السقف المائل تهوية فعالة للسقف وعادة ما يتم إصلاحها لحماية المحاصيل من الرياح القوية.
• دفيئات النفق: دفيئات النفق مصممة خصيصا للمناطق الصغيرة هنا المحاصيل القصيرة مثل الخضروات يجري زراعتها على ارتفاع منخفض. هذه الدفيئات الاقتصادية سهلة التركيب والنقل.
• البيوت الزجاجية: البيوت الزجاجية ذات الصفائح مثل هياكل المستودعات التي يمكن استخدامها لتطبيقات زراعية متعددة – من الاستخدام كأكواخ ري، وترشيح المساكن، وخزانات الأسمدة، إلى زراعة المحاصيل من خلال منهجيات الزراعة الهوائية أو المائية.

 

3. استخدام مياه البحر لتشغيل وري الدفيئات الصحراوية

حقيقة واحدة أصبحت واضحة. اذا طمحت السعودية في بناء اقتصادا زراعيا محليا ومستقلا وقادرا على الصمود، سيتعين عليها القيام بذلك بدعم من البيوت الزجاجية والأدوات الزراعية الذكية. وحتى مع توفر مياه البحر كمورد لا نهائي، يحتاج المزارعون في المملكة إلى استخدامها بطرق جديدة ومبتكرة لخفض تكاليفها وبصمة الكربون.

هذا هو المكان الذي تبشر فيه مشاريع مثل المرفق التجريبي للمياه المالحة في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية الذي تم إطلاقه مؤخرا بوعد كبير. تقوم المؤسسة بزراعة الطماطم الكرزية غير المعدلة وراثيا والمتقبلة للملح من خلال تقنيات التهجين والتطعيم في دفيئة المياه المالحة المهندسة. يستخدم مرفق الدفيئة تقنيات فريدة للتحكم في المناخ والتبريد مدعومة بالمياه المالحة وأنظمة التحكم الذكية لتوفير المياه العذبة بنسبة 80-90٪. كما تستهلك الشركة  طاقة أقل بمرتين إلى ست مرات من الدفيئة المبردة تقليديا وتستخدم كنموذج للاستخدام على نطاق أوسع في جميع أنحاء المملكة.

وفيما يلي بعض النقاط البارزة الرئيسية والتعلم من المشروع التي يمكن تطبيقها على المشاريع الزراعية الأخرى.

• استخدام أكثر كفاءة للمياه

ما يجعل الدفيئات المائية في البحر مثالية بشكل خاص للسعودية هو الطريقة التي يعيدون بها استخدام المياه مع تكنولوجيا الوسادة والمروحة المكيفة. تنتج هذه العملية بخارا لا يضيف الرطوبة إلى الدفيئة فحسب ، بل يساعد أيضا على انخفاض درجات الحرارة بمقدار 15 درجة. ويعتقد الخبراء أن مياه البحر أكثر فعالية من المياه العذبة حيث أن المحلول الملحي له نقطة غليان وتجميد أعلى من المياه العذبة مما يجعله أكثر فعالية كمبرد.

• انخفاض البصمة الكربونية

ليس فقط يمكن استخدام مياه البحر لتبريد الدفيئة مع المحلول ملحي، ولكن بالإضافة إلى العملية هي أيضا صديقة للبيئة. وتحلية المياه التقليدية مكلفة على حد سواء وتعيد كميات هائلة من المياه المالحة إلى البحر، مما يعطل النظم البيئية الهشة. كما تساعد هذه العملية المزارعين على استخراج عناصر مثل الليثيوم والكوبالت والمغنيسيوم من المحلول الملحي.

كما يجري إنشاء دفيئات المياه المالحة كمؤسسات تعمل بالطاقة الشمسية ، مما يقلل من تأثير الكربون على المزارعين.

• الجدوى الاقتصادية

وبالإضافة إلى فوائدها البيئية، يمكن أن توفر الدفيئات الزراعية للمياه المالحة دفعة اقتصادية هائلة للمزارعين. استخدام المياه العذبة المنتجة من مياه البحر والمحلول الملحي كمبرد الآن يجعل من الممكن زراعة الفواكه والخضروات في السعودية.    وكان من المستحيل في السابق الحفاظ على هذه المحاصيل في المناخات الصحراوية دون تكاليف بيئية ومالية ضخمة. الخضروات مثل الخيار والطماطم وأوراق السلطة والأعشاب والفلفل والجزر والباذنجان يمكن زراعتها بسهولة وتزرع بكميات كبيرة في الدفيئات الزراعية. وبالمثل، فإن زراعة الفراولة والتوت الأحمر والفواكه للاستهلاك المحلي هي الآن خيار قابل للتطبيق بالنسبة للمزارعين السعوديين. ويحتمل أن يكون هذا الاحتمال هائلا لنمو المزارعين والاكتفاء الذاتي الزراعي. فهو يعطي  البلد فرصة لبناء القدرات المحلية والاعتماد بدرجة أقل على الواردات.

4. إيجابيات الدفيئات الصحراوية

ومما لا شك فيه أن الدفيئات المائية في مياه البحر هي وسيلة مستدامة لإنتاج المحاصيل في المناطق الحارة والجافة. كما أن لديها ميزة إضافية تتمثل في:

 

• الإنتاج المستمر

يمكن أن تساعد الدفيئات المائية في مياه البحر المزارعين على إنتاج المحاصيل على مدار السنة دون القلق بشأن درجة الحرارة.

 

• متطلبات الموارد المنخفضة

تعمل دفيئات مياه البحر على مياه البحر وأشعة الشمس، وكلاهما متوفر في السعودية. يعمل نظام التحكم والمضخات ومراوح الطاقة الكهربائية المنتجة بالكامل بواسطة الطاقة الشمسية.

 

• صديقة بيئية

تعمل دفيئات مياه البحر على نظام مستدام نظيف وفعال وأنيق في التصميم. مرشحات تبخر قرص العسل تساعد بشكل طبيعي المياه على دخول الغلاف الجوي. وبما أنها  تمنع أيضا حبوب اللقاح والآفات التي تقتلها المياه المالحة، فإن الدفيئات الصحراوية لا تحتاج إلى أي مبيدات لحماية المحاصيل. وهذا يجعلها خيارا قابلا للتطبيق للزراعة العضوية.

 

• الاقتصاد الدائري

ويمكن للصوبات الزراعية الصحراوية أن تضخ المواد الغذائية التي يتم حصادها من المحلول الملحي لتسميد المحاصيل أو صنع بلورات ملحية لبيعها في الأسواق الاستهلاكية.

 

• اقتصاديه

وبما أن البيوت الزجاجية الصحراوية تنتج مياهها العذبة الخاصة بها ولا تستخدم الوقود الأحفوري أو المبيدات الحشرية،  فإن تكاليف تشغيلها تقل بنسبة تتراوح بين 10 و25٪ عن تكاليف الاحتباس الحراري التقليدي. وبالمثل، فإن التكاليف الثابتة هي أيضا أقل بنسبة 10 إلى 15٪ لأن هذه الدفيئات لا تحتاج إلى شراء معدات التبريد أو التدفئة أو تحلية المياه. وأخيرا، لأنها عادة ما تبنى على أرض رخيصة حيث لا يمكن أن تنمو إلا قليلا، فإنها يمكن أن تساعد في جلب الأراضي القاحلة في المملكة إلى الزراعة.

 

5. سلبيات الدفيئات الصحراوية

على الرغم من إيجابيات الدفيئات الصحراوية، لا تزال هناك العديد من التحديات التي تحتاج إلى معالجة، بما في ذلك:

• المشاريع باهظة الثمن

لكيتكون مؤسسة قابلة  للحياة تستفيد من وفورات الحجم، يجب أن تكون الدفيئات الصحراوية عمليات واسعة النطاق، مع آبار مياه تخزين مياه البحر في الموقع وحقول شمسية ضخمة. وهذا يتطلب استثمارات ضخمة في الموارد المالية والوقت – وكلاهما ليس سهلا على المؤسسات الزراعية الصغيرة.

 

• نقص التدريب والمشغلين ذوي الخبرة في الموقع

يتطلب تجميع الألواح الشمسية ومنصات مياه البحر خبرة من المشغلين في الموقع. هذه هي المهارات التقنية المطلوبة بالإضافة إلى الخبرة الزراعية. كما أن نقص التدريب والخبرة يشكل رادعا لانتشار الدفيئات الصحراوية على نطاق واسع.

 

 

• تحديات التضاريس والمناخ

ولا يمكن بناء دفيئات الصحراء في أي مكان. أحد أكبر التحديات في السعودية هو الغبار والعواصف الرملية التي تغطي باستمرار الألواح الشمسية والدخول في الآلات المكشوفة. وهذا يمكن أن يرفع التكاليف العرضية.

 

• التغلب على العقليات

في حين يتفق الخبراء والأكاديميون على أن الخيار الأكثر قابلية للتطبيق للمرونة الذاتية الزراعية في المملكة العربية السعودية يجب أن يشمل الدفيئات الزراعية، فإن ترجمة هذه الرؤية إلى المزارعين والزراعة على مستوى القاعدة الشعبية لا تزال يشكل تحديا. ويتطلب الابتعاد عن الممارسات الزراعية التقليدية تثقيفا جماعيا وتوعية وحوافز. وبالإضافة إلى ذلك، ينظر إلى الدفيئات الزراعية الصحراوية أيضا على أنها تشكل تهديدا للممارسات والسياسات الزراعية القائمة.

 

يتفق معظم الخبراء على أن مستقبل الزراعة السعودية يجب أن يكون أكثر اعتمادا على المياه العذبة. ومع محدودية الموارد المائية وتزايد عدد السكان الذين يطالبون بالمزيد من الغذاء، نحتاج إلى حلول ذكية يمكن أن تأخذنا بنجاح إلى المستقبل. هذا هو المكان  الذي يمكن أن تقدم فيه الدفيئات الصحراوية نتائج للمملكة. ويمكنها أن تعزز الإنتاجية وتعزز التنمية الاجتماعية والاقتصادية للمزارعين. فهي لا تساعد السعودية على الوفاء بجدول أعمالها للوصول إلى الاكتفاء الذاتي الغذائي فحسب، بل يمكنها أيضا خلق المزيد من فرص العمل مع كونها جيدة للبيئة.

لمزيد من المعلومات حول الدفيئات الصحراوية ونطاقها وإمكاناتها، اتصل بـ اجري أو البريد الإلكتروني  hello@agri.com.sa.