د علي اسماعيل يكتب: الزراعة الذكية لزيادة الإنتاجية لمواجهة التغيرات المناخية ونقص الموارد الطبيعية
استاذ ادارة الاراضي والمياه – مركز البحوث الزراعية – مصر
تُعد الزراعة من الركائز الأساسية لأي اقتصاد، وعماد الأمن الغذائي للشعوب. ومع تصاعد التحديات البيئية والديموغرافية، أضحت الحاجة ملحة لتطوير القطاع الزراعي باستخدام أدوات ذكية ومستدامة. فقد باتت الزراعة التقليدية غير كافية لمواكبة التغيرات المناخية، النمو السكاني المتسارع، وتدهور الموارد الطبيعية. وفي هذا السياق، تقدم الزراعة الذكية (Smart Agriculture) أو الزراعة الذكية مناخيًا (Climate-Smart Agriculture) نموذجًا متكاملاً لمستقبل الزراعة.
وإن اعتماد الزراعة الذكية لم يعد خيارًا بل ضرورة حتمية لضمان الأمن الغذائي العالمي، وتحقيق التنمية الزراعية المستدامة، والتكيف مع تحديات تغير المناخ ونقص الموارد. ومن خلال دمج التكنولوجيا بالمعرفة الزراعية المحلية، يمكن للدول النامية والنامية أن تحقق قفزات نوعية في الإنتاج والجودة والاستدامة.
أولًا: الأراضي المنزرعة عالميًا
المساحة الإجمالية: تُقدّر الأراضي الزراعية عالميًا بحوالي 4.8 مليار هكتار، منها: 1.5 مليار هكتار أراضٍ صالحة للزراعة (أراضي تُزرع بمحاصيل مؤقتة)والباقي يُستخدم للمراعي الدائمة أو المحاصيل الدائمة كالأشجار المثمرة. وان التوزيع الجغرافي لأكبر الدول من حيث المساحة الزراعية تشمل: الهند، الولايات المتحدة، الصين، روسيا، البرازيل. وان
الاتجاهات الحديثة لاحداث التنمية الزراعية وزيادة الانتاج تعتمد علي وضع رؤيا مكاملة تخدم الاهداف الاستراتيجية من خلال تحديد الاولويات و تتلخص في توسع زراعي محدود بسبب محدودية الأراضي الصالحة للزراعة. وقف فقدان أراضٍ زراعية بسبب التمدد العمراني والتصحر والتغيرات المناخية.
ثانيًا: الموارد المائية (السطحية والجوفية)
• المياه السطحية: و تشمل الأنهار، البحيرات، المجاري المائية. تمثل المصدر الرئيسي للري في كثير من الدول.
• المياه الجوفية: و تمثل حوالي 30% من المياه العذبة المتاحة عالميًا، وتُعد مصدرًا رئيسيًا للري خاصة في المناطق الجافة.
• الاستخدام الزراعي: و تمثل الزراعة العنصر الرئيسي لاستخدمات المياه العذبة في العالم وتستهلك أكثر من 70% من إجمالي المياه العذبة المستخدمة عالميًا.
• اهم المحددات التي تقابل تنمية الموارد المائية وتعظيم استخدماتها ومجابهة مشكلة الاستنزاف:
استنزاف المخزون الجوفي في مناطق مثل الهند، الصين، الولايات المتحدة، وشمال إفريقيا.
انخفاض مناسيب الأنهار والبحيرات بسبب التغير المناخي والاستخدام الجائر وعدم ترشيد استخدمات المياه
ضعف الاستثمارات الموجهه الي تنمية الموارد المائية في البنية التحية.
ارتفاع اسعار الطاقة وارتفاع تكاليف التحلية والمعالجة للمياه العادمة او الملحية .
المشاكل الدولية والصراعات الناشئة علي الموارد في مناطق الانهار دول المنبع ودول المصب والدول المتشاطئة .
ثالثًا: تعداد سكان العالم ومعلات النمو السكاني :
• العدد الحالي (2025): يُقدّر عدد سكان العالم بحوالي 8.1 مليار نسمة وان النمو السكاني المتزايد علي مستوي العالم وخاصة في الدول النامية والفقيرة يمثل مشكلة كبيرة في الضغط علي الموارد ومن المتوقع أن يصل إلى 9.7 مليار نسمة بحلول عام 2050. وان أعلى معدلات النمو في إفريقيا جنوب الصحراء وآسيا. وبالعودة الي التوزيع السكاني فان أكثر من نصف السكان يعيشون في آسيا، خاصة في الصين والهند.
رابعًا: اهم التحديات المستقبلية التي تواجه العالم والتنمية الزراعية المستدامة
• الأمن الغذائي: حيث ان هناك زيادة في الطلب على الغذاء بنسبة قد تصل إلى 60% بحلول 2050 وان الحاجة اصبحت ملحة لزيادة الإنتاج دون التوسع الأفقي الكبير.
ندرة المياه: ازدياد حدة الشح المائي، خصوصًا في مناطق الشرق الأوسط وشمال إفريقيا والتنافس على المياه بين القطاعات (زراعة، شرب، صناعة).
تغير المناخ: تتمثل في ارتفاع درجات الحرارة وتغير نمط الأمطار و تهديد بإنتاجية المحاصيل وتدهور التربة الزراعية. ممثلة في تدهور الموارد الطبيعية من حيث التصحر، تملح التربة، تآكل التربة، والتلوث الزراعي. و التوسع العمراني والعشوائي الذي يظهر واضحا في تقليص مساحة الأراضي الزراعية وزيادة الضغط على الخدمات والمرافق .
ومن هذا المنطلق وتحت هذع الضغوط والصعاب التي تواجهه العالم فاصبح العلم والابحاث واستخدام التكنولوجيا هما الطريق الي ذيادة الانتاج بمعدلات تسهم في حل مشاكل الجوع والفقر وتحقيق الامن الغذائي وذلك من خلال مفهوم الزراعة الذكية التي سوف نستعرض اهم عناصرها في باقي المقال.
أولاً: مفهوم الزراعة الذكية
الزراعة الذكية هي نظام زراعي متكامل يوظف التكنولوجيا الحديثة والبيانات المتقدمة لتعزيز كفاءة استخدام الموارد، وتحسين الإنتاج الزراعي، وخفض الأثر البيئي. وتتميز بقدرتها على:
• التكيف مع التغيرات المناخية
• تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة
• رفع الإنتاجية وتحسين دخل المزارعين
• تحقيق الاستخدام الأمثل للموارد الطبيعية (مياه، تربة، طاقة)
وتشمل الزراعة الذكية تقنيات متعددة، منها:
• أنظمة الزراعة الدقيقة (Precision Agriculture): باستخدام الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار لمراقبة المحاصيل وتحديد أماكن الإصابة ونقص التغذية واستخدام نظم التسميد والمكافحة ونظم الري الحديثة
• الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي: لتوقع الأمراض والآفات والتنبؤ بالعائد الزراعي.
• الروبوتات الزراعية: لأداء عمليات مثل الزراعة والحصاد بدقة وكفاءة.
• الاستشعار عن بعد والمجسات: لقياس رطوبة التربة، درجات الحرارة، وحالة النباتات.
ثانيًا: مواجهة التغيرات المناخية :
تأثير التغير المناخي على الزراعة ويمكن تلخيصها في بعض العناصر الرئيسية مها:
• زيادة معدلات الجفاف والفيضانات
• تغير أنماط سقوط الأمطار
• تفشي الأمراض والآفات
• انخفاض في إنتاجية بعض المحاصيل الاستراتيجية (كالقمح والذرة والأرز)
كيف تسهم الزراعة الذكية في المواجهة؟
• التنبؤ المبكر بالتغيرات المناخية: من خلال نماذج تحليل البيانات والطقس الزراعي.
• تطوير أصناف مقاومة للجفاف والحرارة: باستخدام تقنيات التربية التقليدية والهندسة الوراثية.
• إدارة المياه بكفاءة: باستخدام الري بالتنقيط والري المحوري المرتبط بأجهزة استشعار.
• تقنيات التسميد الذكي: لتقليل استخدام الأسمدة وتوجيهها بدقة حسب حاجة النبات.
ثالثًا: اليات زيادة الإنتاج لمواكبة الزيادة السكانية
الحقائق السكانية: حيث اوضحنا في صدر المقال انه من المتوقع أن يصل عدد سكان العالم إلى 9.7 مليار نسمة بحلول 2050 ويتطلب ذلك زيادة الإنتاج الغذائي بنسبة لا تقل عن 60-70% ومن هنا ياتي دور الزراعة الذكية التي يمكن ان نوجزها في بعض النقاط السريعة :
• رفع كفاءة الإنتاج لكل متر مربع من خلال التوزيع المثالي للموارد.
• زيادة دورة الإنتاج في العام الواحد بفضل البيوت الذكية والزراعة المحمية.
• تقليل الفقد بعد الحصاد باستخدام الحساسات وأنظمة التخزين الذكية.
• تحسين جودة وسلامة الغذاء عبر تتبع سلسلة الإمداد الغذائي.
رابعًا: استدامة الموارد الطبيعية والعمل علي تنمية ذلك في ظل منظومة الاستدامة ونستعرض لها اهم التحديات مثل :
ندرة المياه العذبة (أقل من 1% من المياه على سطح الأرض صالحة للزراعة) وتآكل التربة وانخفاض خصوبتها مع تراجع الأراضي الزراعية بفعل التصحر والتوسع العمراني.
ومن هنا فان الامر يستتبع استخدام حلول الزراعة الذكية:
• الزراعة بدون تربة (Hydroponics, Aeroponics): توفر حتى 90% من المياه مقارنة بالطرق التقليدية.
• الزراعة الرأسية (Vertical Farming): استخدام مساحات عمودية في المباني والمناطق الحضرية.
• إعادة استخدام المياه الرمادية والمعالجة في الزراعة.
• تحليل التربة الذكي لاختيار المحاصيل المناسبة وتحديد مواعيد الزراعة الأمثل.
خامسًا: التحديات والفرص :
وكما اوضحنا ان الدول الفقيرة والتي يزداد بها معدلات النمو السكاني لديها العديد من المشاكل علي عكس الدول الغنية وهنا يمكن ان نستعرض التحديات الرئيسية:
1. تكاليف التكنولوجيا المرتفعة، خاصة للمزارع الصغيرة.
2. ضعف البنية التحتية الرقمية والاتصال بالإنترنت في المناطق الريفية.
3. الحاجة إلى بناء القدرات البشرية وتدريب المزارعين.
4. السياسات الزراعية التقليدية التي لا تشجع على الابتكار.
وتاني الفرص المتاحة ممثلة ايضا في مجموعة عناصر يمكن البناء عليها والاستفادة منها من خلال التعاون الدولي وصناديق استثمار بعض الدول :
• الاستفادة من التمويل الدولي والدعم الحكومي لمشروعات الزراعة الذكية.
• تعزيز الشراكة بين القطاعين العام والخاص.
• الاستثمار في المنصات الرقمية الزراعية والتسويق الإلكتروني.
• التوسع في التطبيقات الذكية الموجهة للمزارعين بلغات محلية.
ومن هنا يمكن ان نركز علي اهمية استخام الزراعة الذكية ودعم المعرفة في ها الاتجاه وانشاء اقسام جديدة بكليات الزراعة والمراكز البحثية لدعم هذا التوجة وصناعة البرامج والتقنيات الداعمة لذلك مع التحول الرقمي والاستفادة من الكوادر الشابة بالمراكز البحثية واتاحة فرص السفر والتدريب الخارجي لتعزيز تقنيات الزراعة الذكية والمستدامة وتطوير نظم الري الحديث وترشيد استخدام المياه مع دعم البحث العلمي الزراعي بالمراكز البحثية واعادة معمل النظم الخبيرة بمركز البحوث الزراعية للعمل في تطوير هذة المنظومة بالتعاون مع المعاهد والمعامل المركزية للاستفادة من رؤيا موحدة في اطار الهيكلة و التطوير .
المراجع
1. FAO. (2017). the future of food and agriculture – Trends and challenges. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://www.fao.org/3/i6583e/i6583e
2. World Bank. (2020). Harnessing the potential of digital technologies for agriculture. https://www.worldbank.org/en/topic/agriculture/brief/digital-agriculture
3. IPCC. (2022). Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Intergovernmental Panel on Climate Change. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/
4. Gebbers, R., & Adamchuk, V. I. (2010). Precision agriculture and food security. Science, 327(5967), 828–831. https://doi.org/10.1126/science.1183899
5. Zhang, C., & Kovacs, J. M. (2012). The application of small-unmanned aerial systems for precision agriculture: A review. Precision Agriculture, 13, 693–712. https://doi.org/10.1007/s11119-012-9274-5
6. Klerkx, L., Jakku, E., & Labarthe, P. (2019). A review of social science on digital agriculture, smart farming and agricultural innovation systems. NJAS – Wageningen Journal of Life Sciences, 90-91, 100315. https://doi.org/10.1016/j.njas.2019.100315
7. Godfray, H. C. J., et al. (2010). Food security: The challenge of feeding 9 billion people. Science, 327(5967), 812–818.
