وقد أدى تغير المناخ إلى تسريع مخاطر خسائر المحاصيل بسبب الآفات الضارة؛ حيث يقوم المزارعون بحماية محاصيلهم بالمبيدات الحشرية.
لسوء الحظ، وفقا لمنظمة الصحة العالمية، فإن المبيدات الحشرية “سامة بطبيعتها” لصحة الإنسان والبيئة. وإذا امتنع المزارعون عن استخدام المبيدات الحشرية، فسوف يتراجع الإنتاج الزراعي وتتفاقم مشكلة الأمن الغذائي العالمية. وهكذا، أصبحت الحماية المستدامة للمحاصيل محورًا رئيسيًا للابتكار في القطاع الزراعي.
وقد اعتمد المزارعون على مجموعة من الأدوات لمكافحة هذه التهديدات المستمرة التي تهدر ما يصل إلى 30% من المحاصيل السنوية، أو 550 مليون طن، أو ما يعادل الغذاء لأكثر من ملياري شخص. وبدون حلول موثوقة لحماية المحاصيل، يمكن أن تكون هذه الخسائر أعلى بكثير وتهدد استقرار الإمدادات الغذائية العالمية.
والخبر السار هو أن العديد من الابتكارات تتحرك بالفعل في هذا الاتجاه. دعونا نلقي نظرة على بعض الابتكارات التي تمكن المزارعين من مكافحة التهديدات التي تواجه محاصيلهم مع زيادة الإنتاجية وتقليل البصمة الكربونية.
الابتكار الزراعي: 10 اتجاهات تكنولوجية يجب مراقبتها في عام 2024
لا يوجد نهج واحد يناسب الجميع لحماية المحاصيل. يستخدم المزارعون اليوم مجموعة متنوعة من التقنيات لحماية محاصيلهم، بما في ذلك أحدث المواد الكيميائية (مبيدات الأعشاب ومبيدات الفطريات والمبيدات الحشرية) والمواد البيولوجية والبذور والصفات المتقدمة والمعلومات الميدانية المستندة إلى البيانات وتقنيات التطبيق الدقيقة.
وفي حين أن هذه الأدوات قوية بشكل فردي، فإنها تصبح أكثر قوة عندما يتم دمجها بطريقة تلبي الاحتياجات وتحسن الإنتاجية، من ناحية، وتقلل من البصمة الكربونية للزراعة، من ناحية أخرى.
وفي هذا السياق، تجدر الإشارة إلى بعض التقديرات التي أشارت إليها دراسة للأمم المتحدة، والتي تفيد بأن الطلب على الغذاء بحلول عام 2050 سيزيد بنسبة 70%، وذلك تماشياً مع النمو السكاني السريع، ثم بنحو 9.9% من إجمالي السكان. سيعاني سكان العالم من الجوع. وبالتالي فإن فكرة إطعام ما يقرب من 10 مليارات شخص هي فكرة مخيفة. ونظرا لصعوبة التنبؤ بالتغيرات البيئية، هناك حاجة للتحرك نحو الابتكار في مجال التكنولوجيا الزراعية.
ولحسن الحظ، فإن العلامات حتى الآن توفر الأمل. لا نحتاج إلى الانتظار ثلاثة عقود لنرى كيف يمكن للحلول الزراعية المبتكرة أن تؤثر على حياة الإنسان في المستقبل؛ هناك العديد من التقنيات التي تساعد المزارعين على حماية محاصيلهم، وهي:
1- تقنيات توجيه النحل
وعندما يتعلق الأمر بالإنتاج الزراعي في الولايات المتحدة، تبلغ قيمة إنتاج نحل العسل حوالي 20 مليار دولار؛ وبما أن هذه الحشرات ضرورية لبقاء الإنسان على قيد الحياة، فإن الابتكارات في المعدات الزراعية تتزايد للمساعدة في حماية النحل وزيادة قدراته على التلقيح والإنتاج. وفي هذا الصدد، تستخدم شركة BVT النحل المربى تجاريًا لتوفير التحكم المستهدف في المحاصيل من خلال التلقيح، واستبدال المبيدات الحشرية الكيميائية بنظام حماية المحاصيل الصديق للبيئة.
لا يتطلب النظام رش الماء أو استخدام الجرارات. وبدلاً من ذلك، فإن خلية النحل الطنانة المصممة بشكل علمي تسمح للنحل بالتقاط كمية صغيرة من مسحوق مكافحة الآفات على أقدامه ونشرها أثناء تحركه عبر الحقل. ويدعم هذا الابتكار في التكنولوجيا الزراعية تحسين الزراعة المستدامة وإنتاجية المحاصيل وجودة التربة. يعتبر حل BVT مناسبًا للعديد من المحاصيل، بما في ذلك التوت الأزرق وعباد الشمس والتفاح والطماطم، ويعمل في المزارع بجميع أحجامها.
2- الزراعة الدقيقة
الزراعة الدقيقة هي استراتيجية لإدارة الموارد الزراعية تقوم بجمع البيانات ومعالجتها وتقييمها وتوفير المعلومات لمساعدة المزارعين على تحسين جودة التربة وزيادة إنتاجية التربة (الاستدامة والربحية والإنتاجية والجودة).
ويستخدم هذا الابتكار في التكنولوجيا الزراعية البيانات الضخمة، وأنظمة الاستشعار عن بعد، والطائرات بدون طيار، والروبوتات، والأتمتة للمساعدة في اتخاذ القرارات الإدارية، مما يسمح للمزارعين بالتحكم في متغيرات إنتاجية المحاصيل مثل مستوى التربة ورطوبة التربة وحالتها؛ تحسين صحة المحاصيل والموارد الزراعية، مما يؤدي إلى زيادة الإنتاجية.
وفي هذا الصدد، تتوقع شركة Grand View Research أن يصل سوق الزراعة الدقيقة العالمي إلى 16.35 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2028، وهو معدل نمو سنوي مركب يبلغ 13.1%. وتعتقد الشركة أن زيادة الدعم الحكومي والحاجة المتزايدة لمراقبة صحة المحاصيل بشكل فعال سيدفع نمو السوق.
3- الزراعة العمودية الداخلية
تقوم هذه الزراعة العمودية الداخلية بزراعة منتجات زراعية مكدسة فوق بعضها البعض في بيئة مغلقة وخاضعة للرقابة. تستخدم هذه التقنية وسائط نمو مثبتة رأسياً لزيادة إنتاجية المحاصيل في مساحات محدودة. في كثير من الأحيان لا تحتاج الأرفف إلى تربة، فهي إما مائية أو هوائية:
الزراعة المائية: وهي زراعة المحاصيل في محاليل المياه والمغذيات.
الزراعة الهوائية: عن طريق تعليق جذور المحاصيل في الهواء، تقوم الباعثات برشها بشكل متقطع بالماء والمواد المغذية.
تسمح المزارع العمودية الداخلية للمزارعين بالتحكم في المتغيرات مثل الضوء ودرجة الحرارة والماء وأحيانا مستويات ثاني أكسيد الكربون، مما يسمح لهم بتحقيق عوائد صحية. وتشمل المزايا الأخرى لهذه التكنولوجيا استهلاك أقل من 70% من المياه وتوفير الطاقة وخفض تكاليف العمالة من خلال استخدام الروبوتات في الحصاد والزراعة.
4- تكنولوجيا تربية الماشية
توفر تقنيات الثروة الحيوانية الناشئة للمزارعين رؤى تعتمد على البيانات، مما يمكنهم من تبسيط إدارة المزرعة وتحسين رعاية الحيوانات وزيادة الإنتاجية. فيما يلي بعض الابتكارات العديدة التي تعيد تعريف الزراعة:
– تقوم مصانع الألبان الآلية بمعالجة الأبقار تلقائيًا دون تدخل بشري، كما تساعد مستشعرات الحليب المزارعين على مراقبة جودة الحليب.
تعمل أنظمة التنظيف الآلي على إزالة النفايات، مما يساعد على خلق بيئة أنظف وخالية من الأمراض.
يستخدم علاج أرمينتا تقنية النبض الصوتي (APT) لعلاج التهاب الضرع البقري، وهو مرض يصيب الأبقار مسؤول عن خسائر سنوية تزيد عن 6 مليارات دولار في الولايات المتحدة وأوروبا.
توفر أنظمة التغذية الآلية للحيوانات خلطات علفية مخصصة لتلبية احتياجاتها الخاصة وبالكمية المناسبة.
يستخدم علم الصيدلة الروبوتات والذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة لتحسين رعاية الحيوان والإنتاجية الزراعية.
5- فزاعات الليزر
يمكن أن تشكل الطيور الحشرية أو القوارض تهديدًا للمحاصيل الحقلية. في الماضي، استخدم المزارعون الفزاعات التقليدية لصد الغزاة الجائعين. لكن اليوم، يلجأ أصحاب المزارع ومديروها إلى أجهزة عالية التقنية مزودة بأجهزة استشعار للحركة لمنع الطيور من مهاجمة المحاصيل.
بعد اكتشاف أن الطيور حساسة للون الأخضر، ساعد أحد الباحثين في جامعة رود آيلاند في تصميم فزاعة ليزر تنبعث منها ضوء الليزر الأخضر. لا يستطيع البشر رؤية ضوء الشمس، لكن يمكنه إطلاق النار لمسافة 200 متر عبر الحقل لإخافة الطيور وإبعادها قبل تدمير المحاصيل.
وجدت الاختبارات المبكرة باستخدام فزاعات الليزر أن الأجهزة يمكن أن تقلل من تلف المحاصيل عن طريق تقليل عدد الطيور حول الأراضي الزراعية بنسبة تصل إلى 70-90٪.
6- الأتمتة الزراعية
تجمع الأتمتة الزراعية بين الآلات الزراعية وأنظمة الكمبيوتر والإلكترونيات وأجهزة الاستشعار الكيميائية وإدارة البيانات لتحسين تشغيل المعدات واتخاذ القرار، وفي النهاية تقليل التدخل البشري والخطأ.
يؤدي تقليل وقت العمل وزيادة الغلة والاستخدام الفعال للموارد إلى اعتماد التكنولوجيا على نطاق واسع. ويستخدم المزارعون الآن الحصادات الآلية، والطائرات بدون طيار، والجرارات المستقلة، والبذر وإزالة الأعشاب الضارة لتغيير الطريقة التي يزرعون بها محاصيلهم. تدعم التكنولوجيا المهام البسيطة والمتكررة، مما يسمح لهم بالتركيز على المهام الأكثر أهمية.
7- التكنولوجيا الحركية…
