الصفحة الرئيسية / المدونة / 4 ابتكارات تكنولوجية تغير من وجه الزراعة في السعودية
بدون فئة
ملخص
لن يعتمد النشاط الزراعي في المملكة على الممارسات التقليدية فقط و المتمثلة في استخدام المياه والأسمدة والمبيدات عبر الحقول ومناطق الزراعة. وبدلاً من ذلك ، سيحصل المزارعون على غلات أكبر ومنتجات أكثر صحة بالرغم باستخدام كميات اقل
سيكون من الممكن أيضًا زراعة المحاصيل في المناطق الجافة.
إذا كنت تتساءل عن كيفية القيام بذلك ، فاعلم بأنه تم إعداد عمليات التكامل التكنولوجي عبر الزراعة لإحداث ثورة في الصناعة. يعني استخدام التكنولوجيا أن المزارع ستدار بشكل مختلف تمامًا في المستقبل. ستكون أكثر اتصالاً وأتمتة ومعرفة من خلال أجهزة الاستشعار والأجهزة والآلات وتكنولوجيا المعلومات التي يمكن أن تقدم بشكل أكثر دقة وكفاءة. هذا يعني أن المزارع مثل مزرعتك ستصبح أكثر ربحية وكفاءة وأمانًا وصديقة للبيئة.
تفتح الابتكارات التكنولوجية في منهجيات الزراعة أنظمة توصيل وسبل أكثر ذكاءً للمنظمات الزراعية. في حين أن الابتكارات مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد للأطعمة واللحوم المستزرعة والتعديل الوراثي والزراعة بمياه البحر لا تزال في المراحل الأولى من التنفيذ على المستوى الدولي ، إلا أنها تنطوي على إمكانات هائلة للاستخدام في السعودية.
فهرس
4 ابتكارات تكنولوجية تغير وجه الزراعة السعودية
الزراعة البيئية المتحكم بها
الأتمتة الزراعية
تقنية البلوك تشين
التعديل الوراثي
4 ابتكارات تكنولوجية تغير وجه الزراعة السعودية
وفقًا لمنظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة ، يتم استخدام 70٪ من إجمالي المياه العذبة في جميع أنحاء العالم عبر التطبيقات الزراعية. وحيث انه مع عدم اليقين الذي يلوح في أفق تغير المناخ في المنطقة ، هناك حاجة ملحة إلى حلول زراعية مبتكرة.
وبشكل خاص في المملكة العربية السعودية ، فإنه مع تزايد عدد السكان ومحدودية مصادر الري الطبيعي ، يحتاج المزارعون إلى التفكير بشكل مبتكر إذا كانوا يريدون المساعدة في تلبية طلب البلاد على الغذاء في المستقبل.
مع توقع نمو عدد سكان البلاد إلى 35.46 مليون في عام 2021 ، فإن التقدم التكنولوجي هو مفتاح مستقبل الزراعة السعودية. حيث أنه كجزء من رؤيتها الأكبر لعام 2030 ، أصبحت الزراعة في المملكة جاهزة للتحول بالإعتماد على العلم والتكنولوجيا. يمكن للمزارع المبتكرة والممارسات الزراعية باستخدام أجهزة الاستشعار والأجهزة والآلات وتكنولوجيا المعلومات أن تجعل الأعمال الزراعية أكثر ربحية وكفاءة وصديقة للبيئة.
الزراعة البيئية المتحكم بها
الزراعة البيئية المتحكم بها هي نظام زراعي ينظم جوانب معينة من البيئة بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون والضوء وتركيز المغذيات من أجل الحد من الآفات والأمراض النباتية. تعمل زراعة البيئية المتحكم بها أيضًا على زيادة الكفاءة وإنتاج المحاصيل وهي طريقة أكثر استدامة للزراعة.
الجمع بين تقنيات مثل الألواح الشمسية لكفاءة الطاقة ، والتبريد منخفض الطاقة ، والنباتات الصالحة للأكل التي تتحمل الملح ، والتكنولوجيا الحيوية الطحلبية إلى تقنيات الزراعة البيئية المتحكم بها ، يمكن للمزارع إنشاء مجمعات خضراء من الجيل الجديد لديها القدرة على إنتاج ما يصل إلى 20 ضعف كمية المحاصيل مقارنة إلى مساحة تربة مماثلة الحجم.
في السعودية ، تشمل تطبيقات الزراعة البيئية الخاضعة للرقابة ما يلي:
الزراعة العمودية
الزراعة العمودية هي إنتاج المحاصيل التي تزرع النباتات في أبراج طويلة أفقية أو صواني مكدسة في كثير من الأحيان تصل الى 30 طبقة. تستخدم المزارع العمودية الزراعة الهوائية لرش جذور الخضر بالمغذيات والماء والأكسجين ، حيث يعمل النظام في حلقة مغلقة. من المفيد ملاحظة أن الري الهوائي يستخدم مياه أقل بنسبة 95٪ من الزراعة الحقلية و 40٪ أقل من الزراعة المائية.
كما تسمح المزارع المكدسة بمراقبة أكبر لجميع المغذيات الدقيقة والصغرى ، مما يمكّن المحاصيل من النمو في نصف الوقت مقارنة بالنباتات الموجودة في الحقول. من خلال تقاطع البستنة مع الهندسة وسلامة الأغذية وعلوم البيانات والتغذية ، يمكنك مراقبة الملايين من نقاط البيانات في كل عملية حصاد. علاوة على ذلك ، تسمح المزارع العمودية بالتكامل مع الرؤية الآلية والتعلم الآلي وإنترنت الأشياء ، مما يتيح لك الانتقال بمؤسستك الزراعية إلى مرحلة مستقبلية جديدة.
تسمح المزارع العمودية أيضًا بالبذر المتحكم به والإنبات والنمو والحصاد ، حيث تم تحسين كل جانب من جوانب عملية النمو لتقليل وتخفيف انتشار الآفات.
في حين أن كل شيء يتعلق بالبيئة الداخلية محكوم بأجهزة الاستشعار والأتمتة ، فإن العنصر الأساسي في المزارع الرأسية للبيئة الخاضعة للرقابة هو الإضاءة الاصطناعية. تستخدم جميع المزارع العمودية التي تعمل اليوم نوعًا من إضاءة الـ إل إي دي التي تحددها متطلبات واحتياجات المصنع. على سبيل المثال ، تفضل الخضروات الورقية والمحاصيل النباتية الأخرى إضاءة الطيف الأزرق ، بينما تفضل المحاصيل المثمرة والمزهرة الطيف الأحمر للإضاءة. كل مجموعة متنوعة من النباتات لها نوع إضاءة خاصة بها تتيح لها التمثيل الضوئي لفترات طويلة – تصل حتى 18 ساعة في المرة الواحدة. من الناحية العملية هذا يعني أن غلة محصولك تزداد. في الواقع ، أثبتت الزراعة العمودية على المستوى الدولي أنها تنتج 75 مرة طعامًا لكل قدم مربع أكثر من الزراعة التقليدية.
بينما تركز معظم المؤسسات الزراعية في المنطقة حاليًا على إنتاج سلع قابلة للتلف مثل خضروات السلطة (المحاصيل التي تتطلب تقليديًا كميات كبيرة من المياه) ، يعتقد خبراء الزراعة الرأسية أنه حتى المواد الأساسية مثل البطاطس والقمح يمكن زراعتها داخل المملكة.
الدفيئة الزراعية
الدفيئة الزراعية عبارة عن هياكل زجاجية أو كربونات كبيرة متعددة تستخدم بشكل استراتيجي الإضاءة الطبيعية لتسهيل إنتاج المحاصيل. عبر التحكم في المتغيرات مثل درجة الحرارة والرطوبة من خلال أنظمة التبريد بالبطاريات والمراوح ، تُظهر الزراعة الدفيئة في السعودية إمكانات كبيرة للنمو المستدام للمحاصيل. تعمل أتمتة الري من خلال الأنظمة الرقمية ، وتخفيف درجات الحرارة القصوى من خلال آليات التبريد ، الدفيئات الزراعية الذكية تعمل على تمكين المزارعين مثلك من زراعة المحاصيل مثل الطماطم والخيار والفلفل ونباتات الفراش.
في الواقع ، يشكل مجمع البيوت البلاستيكية على مساحة 44 هكتارًا في منطقة الخرج مستقبل البيوت البلاستيكية في السعودية. يحتوي على مرافق مدمجة لتجميع مياه الأمطار من سقف الصوبة الزجاجية لتسهيل احتياجات الري.
الزراعة المائية
الزراعة المائية وهي جزء من الزراعة البيئية المتحكم بها وهي طريقة لزراعة النباتات بدون تربة باستخدام محاليل المغذيات المعدنية في مذيب مائي. إنها تقدم حلاً طويل الأجل للمملكة العربية السعودية حيث يمثل المناخ القاسي تحديًا كبيرًا لزراعة المحاصيل.
باستخدام التكنولوجيا التي تستخدم الطاقة الشمسية لتحلية المياه ، تمكّنك طرق الزراعة المائية للزراعة البيئية المتحكم بها من مساعدتك على زراعة الطعام في أي مكان. يستخدم النظام المساحة بكفاءة ، ويقلل من نفايات النقل والتكاليف ، وعندما يتم ذلك بشكل صحيح ، فإن الزراعة المائية توفر عليك أي خسائر زراعية من الآفات والأمراض النباتية. في الواقع ، تقنيات التغذية الذكية المستخدمة في الزراعة المائية لديها القدرة على تقليل دورة النمو بنسبة 50٪ مما يسمح لك بزراعة محاصيل صحية بشكل أسرع. (لمعرفة المزيد عن استخدامات الزراعة المائية عبر الزراعة انقر هنا).
الزراعة المائية المركبة
تقنيات الزراعة المائية المركبة ، التي تربي الأسماك والنباتات في بيئة مفيدة للطرفين ، لها فوائد كبيرة للمزارعين في السعودية. في نظام الاستزراع النباتي والسمكي ، يوجد حوض كبير يضم عددًا كبيرًا من الأسماك. وحيث أنه مع نمو الأسماك ، يتم ترشيح المياه التي تحتوي عليها باستخدام تقنية التغذية بالجاذبية للحفاظ على الماء خاليًا من الجسيمات الكبيرة مثل الأوساخ ثم يتم ضخ المياه إلى قنوات طويلة تزرع فيها النباتات المائية.
في نهاية القناة ، تقوم مضخة صغيرة بإعادة الماء إلى حوض السمك. خلال هذه الدورة ، توفر فضلات الأسماك الغذاء للنباتات ، والتي بدورها تنظف الماء من السموم للأسماك (مثال السموم نيتروجين الأمونيا) . من خلال تنظيف المياه من خلال أساليب الزراعة المائية ، يكون التصريف النهائي خاليًا من سموم الأسماك وهو افضل للبيئة.
النظام فعال للغاية للمزارعين مثلك ، حيث يمكنه إنتاج ما يصل إلى ثماني مرات الغلة من الخضار والأسماك. تحتفظ الزراعة المائية أيضًا بالغالبية العظمى من المياه التي تستخدمها ، ولا تتطلب سوى إعادة تعبئة بسيطة حيث يتم فقدان القليل منها بسبب التبخر. ونظرًا لأن غالبية تدفق المياه يتم بوساطة الجاذبية ، فإن أنظمة الزراعة المائية المركبة تستخدم طاقة أقل بكثير. علاوة على ذلك ، بالمقارنة مع أنظمة الزراعة المائية التقليدية ، فإن النباتات في نظام الزراعة المائية تتغذى من الأسماك ، مما يقلل التكاليف. توفر طريقة الزراعة البيئية المتحكم بها هذه فرصًا هائلة للمزارعين الذين يتطلعون إلى زراعة الطحلب البطي (المستخدم لتغذية الأسماك والأبقار والأغنام والإبل) وكذلك الشعير لتقليل واردات هذه المحاصيل.
باعتبارها بعدًا صغيرًا ولكن متناميًا للزراعة ، تمتلك الزراعة البيئية المتحكم بها إمكانات هائلة للمملكة العربية السعودية. في المناطق الساحلية في المملكة التي تتمتع بإمكانية الوصول إلى مياه البحر وأشعة الشمس الوفيرة ، تم تحديد أنواع جديدة من الطماطم والخضروات الخضراء تتحمل الملوحة من خلال أساليب الزراعة الخاضعة للرقابة لتحقيق نجاح كبير. تستفيد هذه المزارع أيضًا من أنظمة الري المختلطة الذكية ، مثل تجميع المياه العذبة من الهواء الرطب ، ليكون لها تأثير أقل على الإمدادات البلدية.
الأتمتة الزراعية
أدى ظهور الزراعة الرقمية والتقنيات المرتبطة بها إلى فتح ثروة من فرص البيانات الجديدة. يمكن لأجهزة الاستشعار عن بعد والأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار جمع المعلومات على مدار 24 ساعة في اليوم عبر حقول كاملة ومناطق واسعة النطاق. يمكن للعمليات الزراعية الآلية مراقبة صحة النبات ، وحالة التربة ، ودرجة الحرارة ، والرطوبة ، وما إلى ذلك. يمكن أن تساعد البيانات التي تم إنشاؤها من أجهزة الاستشعار المزارعين على اكتساب فهم أفضل للوضع على الأرض وجعلهم يخططون للاحتياجات الزراعية بشكل أكثر كفاءة.
أجهزة الاستشعار عن بعد والعمليات الرقمية
نظرًا لأن كل صناعة تتضمن المزيد من الرقمنة عبر الأنظمة ، فإن قطاع الزراعة في المملكة العربية السعودية أيضًا في وضع يعرضه للاضطراب الرقمي. من خلال دمج العمليات الرقمية مثل الزراعة الدقيقة التي يتم إنشاؤها من خلال البيانات المشتركة والطائرات بدون طيار وأجهزة الاستشعار وبرامج إدارة المزارع ، يمكنك أيضًا رفع مستوى مشروعك الزراعي.
تقنيات الاستشعار المستخدمة في الزراعة لديها خوارزميات مدمجة تسمح لك بتفسير بيئة المجال. يمكن لأجهزة الاستشعار عن بُعد التي تم إنشاؤها كبيانات إحصائية الاتصال بأجهزة متعددة مثل الأقمار الصناعية وشبكات الطقس والأنظمة السحابية. وهذا يساعدهم على المعالجة والتكيف والتعلم بشكل أسرع لتقديم حلول أكثر ذكاءً يمكن أن تساعدك على اتخاذ قرارات زراعية أفضل.
يمكن لرقمنة المياه أن تحقق فوائد كبيرة في الإدارة الزراعية. يمكن لأجهزة الاستشعار الموجودة في أنابيب المياه تحديد موقع التسريبات ، مما يساعد على تسريع الإصلاحات. يمكن أن توفر العدادات الذكية بيانات قيمة لإدارة العرض والطلب. نظرًا لأن كل هذه التقنيات تتواصل مع بعضها البعض من الأجهزة الذكية المتصلة عبر نظام إدارة مركزي ، فلديك رؤية بانورامية لمؤسستك بأكملها. يمنحك هذا تحكمًا أكبر لاتخاذ قرارات مستنيرة.
الطائرات بدون طيار
من المتوقع أن تمنح تكنولوجيا الطائرات بدون طيار الزراعة في المملكة العربية السعودية تحولًا عالي التقنية. يمكن لاستخداماتها عبر تطبيقات متعددة تغيير طريقة عمل المزارع التقليدية. من خلال إنتاج خرائط ثلاثية الأبعاد لتحليل التربة في وقت مبكر ، يمكن للطائرات بدون طيار أن تلعب دورًا في التخطيط لزراعة البذور وفي جمع البيانات لإدارة ري النباتات ومستويات النيتروجين. في الواقع ، أظهر زرع البذور من خلال الطائرات بدون طيار خفض التكاليف بنسبة 85٪. يمكن للطائرات بدون طيار أن تطلق القرون بالبذور والمواد المغذية في التربة بشكل أسرع وأكثر كفاءة من العمل البشري. علاوة على ذلك ، أظهر استخدام الطائرات بدون طيار في رش المحاصيل والري أن الرش الجوي أسرع بخمس مرات وأكثر كفاءة من خلال الطائرات بدون طيار.
يمكن أن تساعد مراقبة المحاصيل وتقييمات صحة النبات من خلال التصوير الجوي للطائرات بدون طيار وأجهزة المسح التي تحملها الطائرات بدون طيار (من خلال الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة) على تتبع نمو النبات وتنبيهك إلى أوجه القصور بشكل أسرع
الطاقة الشمسية
هناك اتجاه آخر في الزراعة السعودية يمكن أن يزيد من كفاءة استخدام المياه في الزراعة وإنتاج الغذاء وهو استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة لتحلية المياه. إن استخدام الطاقة الشمسية لتزويد منظمات الزراعة بالطاقة لديه القدرة على توفير المياه النظيفة للصوبات الزراعية المائية والري الريفي التقليدي والمزارع الحضرية.
تقنية البلوك تشين
في حين أن معظم الناس يعرفون البلوك تشين لتطبيقاتها في تمويل العملات المشفرة ، بدأ العالم الزراعي في التعرف على هذه التكنولوجيا الجديدة المبتكرة. تُظهر الاستخدامات الدولية لـ البلوك تشين في الزراعة إمكاناتها مع سلاسل التوريد وإمكانية التتبع. يمكن لدفتر الحسابات الخاص بالبلوك تشين الزراعي تسجيل وتحديث حالة المحاصيل من الزراعة والحصاد والتخزين إلى التسليم. يتمثل الجانب الإيجابي لعمليات الزراعة الكبيرة في أنها توفر دفتر حسابات آمن وغير قابل للتغيير يضمن لك عدم فقد أي حمل – مما يوفر لك حالة جميع المحاصيل في الوقت الفعلي.
وهذا يعني أنه يمكن استخدام بلوك تشين لتتبع سجلات الملكية ومقاومة العبث لحل المشكلات العاجلة مثل الاحتيال في الغذاء ، وعمليات السلامة ، وعدم كفاءة سلسلة التوريد ، وإمكانية تتبع الأغذية في النظام البيئي الزراعي في السعودية.
يجعل إطار الاتصال الحالي إمكانية التتبع مهمة تستغرق وقتًا طويلاً نظرًا لأن بعض الأطراف المعنية لا تزال تتعقب المعلومات على الورق. يضمن هيكل بلوك تشين أن يقوم كل لاعب على طول سلسلة القيمة الغذائية الزراعية بإنشاء نقاط بيانات ومشاركتها بشكل آمن لإنشاء نظام مسؤول وقابل للتتبع. يمكن تسجيل نقاط البيانات الضخمة ذات الملصقات التي توضح الملكية على الفور دون أي تغيير. ونتيجة لذلك ، فإن سجل رحلة أحد المواد الغذائية ، من المزرعة إلى المائدة ، متاح للمراقبة.
بالنسبة للسعودية ، فإن استخدامات بلوك تشين في الزراعة تتجاوز ضمان سلامة الغذاء. كما أنه يضيف قيمة إلى السوق الحالية من خلال إنشاء دفتر حسابات في الشبكة وموازنة أسعار السوق. تعتمد آلية السعر التقليدية للشراء والبيع على أحكام اللاعبين المعنيين ، بدلاً من المعلومات المقدمة من سلسلة القيمة بأكملها. إن إتاحة الوصول إلى البيانات من شأنه أن يخلق صورة شاملة للعرض والطلب.
أخيرًا ، تقدم بلوك تشين أيضًا استخدامات لإدارة الموارد في تتبع سجلات صيانة الآلات ، أو لتتبع أجهزة الاستشعار والمعدات الأخرى
التعديل الوراثي
توفر أدوات التعديل الجيني تقنيات حيوية متقدمة تتيح التعديل المستهدف الدقيق والفعال لجينوم الكائن الحي. تم استخدام أنظمة التعديل الجيني في مجموعة متنوعة من أنواع النباتات لتوصيف وظائف الجينات وتحسين السمات الزراعية.
لمعالجة مخاوف الأمن الغذائي المستقبلية في المملكة ، يعمل خبراء البستنة وباحثو الأحياء في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا في المملكة العربية السعودية على تحسين غلة المحاصيل وتحمل النبات للإجهاد الحيوي وغير الحيوي من خلال التعديل الجيني الدقيق . لقد عملوا على جعل المحاصيل أكثر قدرة على التكيف مع الظروف المناخية ، مع محاولة زيادة محتويات الغذاء من العناصر الغذائية أيضا. يعمل العلماء أيضًا على هندسة المحاصيل لتتطلب كميات أقل من المياه ، وتكون أكثر ثباتًا وقدرة على مقاومة الآفات.
في حين أن الاستخدام الواسع النطاق للبذور المعدلة جينيا يمكن أن يكون نعمة كبيرة للمزارعين السعوديين ، إلا أن هذه الممارسة لا تزال قيد الاستخدام في المملكة. بعض المحاصيل التي تم تحسينها عن طريق التعديل الجيني يتم تطويرها واختبارها ميدانيًا ، بما في ذلك الفطر ذو العمر التخزيني الأطول ، والبطاطس منخفضة مادة الأكريلاميد (مادة لها احتمالية ان تسبب السرطان) ، وفول الصويا الذي ينتج زيتًا صحيًا. ومع ذلك ، لا يزال التطبيق طويل الأجل عملاً قيد التنفيذ ويتطلب مزيدًا من المعلومات والتعليم ليكون متاحًا بسهولة للمزارعين.
وغني عن القول أن مستقبل الزراعة يجب أن يعتمد بدرجة أكبر على التكنولوجيا. مع محدودية الموارد المائية وتزايد عدد السكان الذين يطلبون المزيد من الغذاء ، تحتاج المملكة العربية السعودية إلى حلول ذكية تنقلها بنجاح إلى المستقبل. هذا يعني أنك بحاجة إلى التفكير في أتمتة العمليات بحيث تقدم مزرعتك زراعة دقيقة تكون على دراية أفضل من خلال البيانات والتقنيات السحابية المدعومة. لن يؤدي دمج التطورات في مؤسستك إلى تسريع العمليات فقط بحيث تستمر في تحقيق الربحية ، بل إنها أيضًا أكثر استدامة على المدى الطويل.
