بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی با تکنولوژی مدرن

(حمایت از جایگزینی کشاورزی سنتی با کشاورزی مدرن و تکنولوژیک)

آمار نشان می‌دهد که در حال حاضر حدود 70 درصد از مصرف آب در سرتاسر جهان در بخش کشاورزی اتفاق میافتد. گرم شدن زمین و افزایش مداوم جمعیت آن، باعث شده که منابع آبی تا حد زیادی با محدودیت روبرو شوند. تاجایی‌که تلاش می‌شود تا از روش‌های مدرن برای کاهش مصرف آب در هر بخش و به‌ویژه کشاورزی استفاده شود. در این روش‌ها تلاش این است که تا حد امکان هدر رفت آب در کشاورزی را به حداقل رساند.

فناوری‌های مدرن در کشاورزی برای کاهش مصرف آب وارد میدان شده‌اند. دانشمندان و محققان در سرتاسر جهان در حال تلاش برای ایجاد راه‌حل‌های هوشمند برای کاهش منابع آب مصرفی در این بخش هستند. در حال حاضر روش‌های مختلفی برای بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی مورداستفاده قرار می‌گیرد که در این مقاله به آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

اهمیت بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی

حفظ منابع آبی موجود

جمعیت جهان روزبه‌روز در حال افزایش است و درنتیجه نیاز به منابع غذایی نیز افزایش پیدا کرده است. اما کشاورزی سنتی نیازمند استفاده از آب فراوان است. در این شیوه کشاورزی از روش‌هایی مانند غرقابی برای آب‌رسانی به گیاهان استفاده می‌شود. این در حالی است که گیاه بیشتر این آب را مصرف نمی‌کند و مقدار زیادی از آن در اثر تبخیر سطحی یا دیگر عوامل هدر خواهد رفت. درنتیجه لازم است که آب را به‌طور هوشمندانه در کشاورزی مصرف کرد.

بهبود کیفیت و ارزش غذایی محصولات تولیدشده

بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی نه‌تنها می‌تواند منابع آبی را حفظ کند، بلکه در افزایش کیفیت محصولات نیز تاثیرگذار است. با کنترل و مدیریت میزان آب مصرف‌شده در کشاورزی، می‌توان دقیقا همان مقدار آبی را به گیاه رساند که به آن نیاز دارد. به‌علاوه می‌توان کلیه مواد غذایی موردنیاز گیاه را نیز از این طریق تامین کرد. در کنار این‌ها استفاده از شیوه‌های نوین در کشاورزی باعث شده که محصولات تحت شرایط کنترل‌شده‌تری رشد کنند. به‌این‌ترتیب مهندسان کشاورزی می‌توانند در همه مراحل، رشد گیاه را بررسی کرده و همواره بهترین شرایط را برای بهبود کیفیت آن فراهم کنند.

افزایش بهره‌وری

استفاده از شیوه‌های کشاورزی مدرن نه‌تنها می‌تواند منابع آبی را حفظ کند، بلکه با کاهش هزینه‌ها، بهره‌وری را نیز افزایش خواهد داد. کاهش استفاده از آب می‌تواند تا حد زیادی قیمت مواد غذایی تولیدشده را پایین آورد. زیرا در این صورت سرعت تولید مواد غذایی بیشتر شده و درنتیجه می‌توان مقدار بیشتری از نیازهای غذایی جهان را در مدت‌زمان کوتاه‌تری برطرف کرد.

حفظ سلامت محیط‌زیست

یکی دیگر از مواردی که باعث می‌شود بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی اهمیت پیدا کند، حفظ سلامت محیط‌زیست. در شیوه‌های کشاورزی سنتی، معمولا همه سموم و مواد استفاده‌شده در طی فرایند کشاورزی وارد آب می‌شوند. آب به داخل خاک نفوذ کرده و یا از طریق تبخیر سطحی وارد هوا می‌شود. درنتیجه این سموم می‌توانند تاثیرات منفی خود را بر روی کیفیت خاک، آب‌های زیرزمینی یا هوا به جای بگذارند. به‌علاوه بخشی از این آب‌ها وارد رودخانه‌ها شده و می‌توانند این منابع را نیز آلوده کنند.

جلوگیری از آسیب به محصولات

یکی دیگر از مواردی که استفاده از فناوری برای دنیای کشاورزی به ارمغان آورده است، جلوگیری از آسیب به محصولات است. استفاده از شیوه‌های سنتی آبیاری، به دلیل اینکه معمولا گیاهان را مرطوب نگه می‌دارند و حجم زیادی از آب را به آن‌ها منتقل می‌کنند، باعث سرمازدگی گیاهان خواهند شد. به‌این‌ترتیب بافت سلولی محصولات تخریب شده و گیاهان خاصیت خود را حتی در تولید بذر و تکمیل فرایند رشد از دست خواهند داد. به همین دلیل خسارت زیادی متوجه کشاورزانی می‌شود که اهمیت استفاده از این شیوه‌ها را در مدیریت آب داده‌شده به گیاهان نادیده گرفته‌اند.

روش‌های بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی با تکنولوژی مدرن

استفاده از سیستم‌های آبیاری با تکنولوژی بالا

برخی از شرکت‌های فعال در حوزه تولید فناوری‌های مورداستفاده در کشاورزی، سنسورهایی را طراحی کرده‌اند که قادر به اندازه‌گیری رطوبت خاک هستند. به‌این‌ترتیب کشاورزان می‌توانند با اندازه‌گیری میزان رطوبت موجود در خاک، زمان درست برای آبیاری را سنجیده و به‌این‌ترتیب مصرف آب را تا 30 درصد کاهش دهند. سیستم‌های آبیاری با تکنولوژی بالا می‌توانند هشدارهایی را در مورد شرایطی که ممکن است سلامت محصولات را تهدید کنند، به کشاورزان بدهند. درنتیجه آن‌ها می‌توانند برای رفع این موارد به‌موقع عمل کرده و از بروز خسارت جلوگیری کنند.

در کنار این‌ها برخی از شرکت‌ها نیز در حال توسعه دستگاه‌هایی برای آبیاری هوشمند هستند. با استفاده از این فناوری‌های کم‌هزینه، سیستم‌ها زمان مناسب برای آبیاری و مدت‌زمان موردنیاز برای این فرایند را بر اساس اطلاعات به‌دست‌آمده توسط حسگرها برنامه‌ریزی می‌کنند. سنسورها می‌توانند رطوبت خاک را کالیبره کرده و به‌طور خودکار زمان آبیاری یا دادن کود به محصولات را برنامه‌ریزی کنند. به‌این‌ترتیب این مواد مغذی و آب تنها زمانی به محصولات خواهند رسید که به آن‌ها احتیاج دارند. در این صورت می‌توان مطمئن بود که گیاه بخش زیادی از این مواد را جذب کرده و مقدار کمی از آن‌ها هد می‌رود.

استفاده از سیستم‌های آبیاری قطره‌ای

شاید استفاده از سیستم‌های هوشمند آبیاری برای برخی از مناطق کمی گران تمام شود. هرچند در درازمدت هزینه صرف شده برای مکانیزه کردن یک گلخانه برمی‌گردد، اما برای کسی که در مراحل ابتدایی کار است، صرف این هزینه ممکن است ریسک بزرگی به شمار آید. از سوی دیگر برخی از این سیستم‌ها را تنها می‌توان در گلخانه‌های پیشرفته مورداستفاده قرار داد. به همین دلیل کشاورزان سنتی که می‌خواهند مصرف آب خود را در زمین‌های کشاورزی کاهش دهند؛ نمی‌توانند از مزایای گفته‌شده بهره‌مند شوند.

در مناطق سنتی‌تر و برای صرف هزینه کمتر، یک راه‌حل ارزان و عملی برای بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی وجود دارد. سیستم‌های آبیاری قطره‌ای می‌توانند به‌صورت مکرر و هر بار در مقادیر کم و به‌صورت هدفمند، آب موردنیاز گیاهان و محصولات را تامین کنند. برای جایگذاری این سیستم‌ها باید لوله‌هایی در زیر زمین حفر کرده و سوراخ‌های کوچکی را در لوله‌ها و در ناحیه‌ای نزدیک به ریشه گیاهان ایجاد کرد.

به‌این‌ترتیب می‌توان مطمئن شد که مقدار آب هدررفته در اثر تبخیر سطحی به حداقل خواهد رسید. این لوله‌ها به‌طور مکرر و در فواصل کوتاه باز می‌شوند و می‌توانند آب گیاهان را در جایی که به آن نیاز دارند تامین کنند. این نوع از سیستم‌ها، یکی از بهترین روش‌های آبیاری و تولید سبزی‌ها در مناطقی با آب‌وهوای خشک و نیمه‌خشک هستند.

استفاده از روش‌های هوشمند برای ذخیره آب در مناطق خشک

در مناطق خشک برای حفظ منابع آبی، از روش‌های هوشمند استفاده می‌کنند. این روش‌ها درواقع نتایج تحقیقاتی هستند که بر اساس تغییرات اقلیمی برنامه‌ریزی شده‌اند. نتایج این تحقیقات به کشاورزان کمک می‌کند تا با تغییرات آب‌وهوا سازگار شده و تاثیر آن‌ها را بر روی محصولات خود به حداقل برسانند. در این شیوه‌ها تلاش می‌شود تا در زمان بارش باران آب آن با استفاده از روش‌های هوشمند جمع آوری شده و در محلی نگهداری شود. همچنین این روش‌ها به کشاورزان برای انتقال آب به مخازن، با کمترین میزان هدر رفت نیز کمک خواهند کرد. به‌این‌ترتیب در زمان گرم شدن هوا و عدم بارش باران می‌توان از این آب استفاده کرد.

بازیافت فاضلاب

یکی از روش‌هایی که امروزه در مناطق کویری برای تامین آب موردنیاز در کشاورزی مورداستفاده قرار می‌گیرد، بازیافت فاضلاب است. با استفاده از این روش می‌توان حتی تا 25 درصد آب مصرفی در کشاورزی را نیز تامین کرد. برای بازیافت فاضلاب معمولا از نانو ذرات مغناطیسی در جهان استفاده می‌شود. این نانو ذرات می‌توانند به‌طور انتخابی انواع مختلف آلاینده‌ها را از فاضلاب حذف کنند. به‌این‌ترتیب فاضلاب دوباره در کشاورزی مورداستفاده قرار می‌گیرد. استفاده از نانو ذرات باعث می‌شود که آلودگی‌های آب کاملا از بین رفته و درنتیجه جذب آن توسط گیاه هیچ مشکلی را ایجاد نکند.

استفاده از شیوه‌های کشاورزی احیاکننده

امروزه برای تطبیق هرچه بیشتر با تغییرات آب‌وهوایی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، محققان و کارشناسان از شیوه‌های کشاورزی احیاکننده استفاده می‌کنند. کشاورزی احیاکننده روشی برای پرورش محصولات با هدف افزایش تنوع زیستی، غنی‌سازی خاک و بهبود حوضه‌های آبخیز است. در این روش تمرکز بیشتر بر روی تامین سلامت خاک است. به‌این‌ترتیب می‌توان در زمان خشک‌سالی محصولات بیشتری را تولید کرده و شرایط را بهتر مدیریت کرد.

استفاده از شیوه‌های کشت بدون خاک یا هیدروپونیک

یکی از جدیدترین شیوه‌هایی که می‌تواند نقش بسیار موثری در کاهش مصرف آب در کشاورزی داشته باشد، استفاده از روش کشت بدون خاک است. در این روش برای تامین مواد مغذی محصولات از آب استفاده شده و محلول‌هایی در آن ریخته می‌شود. هرچند اسم این روش آب کاشت است اما آب زیادی در آن مصرف نمی‌شود. زیرا گیاهان در داخل محفظه‌هایی قرار گرفته‌اند و تنها به مقدار موردنیاز آب به آن‌ها داده می‌شود.

در کشت هیدروپونیک شرایط کاشت گیاهان به‌طور کامل کنترل می‌شود. درنتیجه گیاه تنها زمانی مواد مغذی دریافت خواهد کرد که به آن نیاز دارد. این شیوه علاوه بر اینکه کیفیت محصولات را بهبود می‌بخشد، می‌تواند در حفظ منابع آبی و خاک نیز موثر باشد. در کنار این‌ها کشت گیاه با این روش، سرعت کار را افزایش داده و بازدهی را نیز بالا می‌برد.

سخن پایانی

تجربه ثابت کرده که زمان استفاده از شیوه‌های سنتی در کشاورزی به سر آمده است. زیرا استفاده از این شیوه‌ها مستلزم استفاده از بخش زیادی از منابع طبیعی موجود است. در حال حاضر بخش زیادی از منابع آب جهان توسط کشاورزی تامین می‌شود. بنابراین برای حفظ این منابع باید از روش‌های نوین و فناوری‌های جدید برای بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی استفاده کرد. استفاده از شیوه‌های جدید کشت مانند هیدروپونیک و همچنین شیوه‌های نوین آبیاری مانند آبیاری قطره‌ای یا هوشمند در کنار بازیافت فاضلاب، روش‌هایی هستند که محققان برای حفظ منابع آب و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی تولیدشده توصیه می‌کنند. گلخانه های شیشه ای آتاویتا با بهرمندی از جدیدترین تکنولوژی روز دنیا با کمترین مصرف میزان آب بیشترین بهره‌برداری در محصولات خود نظیر گوجه فرنگی، فلفل دلمه ای و بادمجان را دارد. ما در آتاویتا برای حفظ محیط زیست ایران را در خط مشی خود قرار داده‌ایم.