پیوند آب، غذا و انرژی: کشاورزی هوشمند، تضمین­ امنیت غذایی

بر اساس تعریف سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد :(FAO) امنیت غذایی زمانی وجود دارد که همه ­ی افراد همیشه به غذای کافی، سالم و مغذی که تمام نیازهای رژیم غذایی و سلامتشان را تامین کند؛ دسترسی فیزیکی، اجتماعی و اقتصادی داشته باشند در سال 2017 تعداد افرادی که دچار سوء تغذیه شدند به 821 میلیون نفر رسید(یعنی یک نفر از هر نه هزار نفر در جهان)، در حالیکه بیش از دو میلیارد نفر در جهان نیز از اضافه وزن و چاقی رنج می ­بردند. با توجه به افزایش جمعیت و رشد اقتصادی جوامع، تقاضا برای آب، غذا و انرژی با افزایش چشمگیری روبه ­رو خواهد بود. طبق مطالعات صورت گرفته شده، جمعیت جهان در سال2050 برابر با 10 میلیارد نفر خواهد شد . بنابراین تامین آب، غذا و انرژی یکی از چالش های اساسی پیش روی جوامع بشری است. سازمان فائو طی گزارشی اعلام کرد که برای تامین غذای جمعیت 10 میلیارد نفری جهان در سال 2050، باید دوبرابر میزان کنونی تولید کرد و برای رسیدن به این هدف موانعی مانند محدودیت زمین کشاورزی، کمبود آب، قیمت بالای انرژی، افت سرمایه گذاری در زمینه تحقیقات کشاورزی و افزایش ضایعات غذایی را در نظر داشت. از این رو رقابت بر سر زمین­های کشاورزی و منابع آب، قیمت بالای انرژی و تغییرات آب و هوایی همگی نشان م­ی دهد که باید با منبع کمتر، غذای بیشتری برای مردم سراسر جهان تولید شود. حال یکی از بزرگ­ترین نگرانی­های امنیت غذایی پاسخ به این پرسش است که آیا واقعا می­توانیم غذای 10 میلیارد نفر را تامین کنیم؟!!!! کشاورزی یکی از بخش ­هایی است که باید هم در کشورهای توسعه یافته و هم در کشورهای درحال توسعه مورد حمایت قرار گیرد، فلذا همه کشورهای جهان به منظور داشتن محصولات کشاورزی پایدار، از بخش ­های کشاورزی با ابزارهای سیاستی مختلف حمایت می­کنند. یکی از روش­های نوین، کشاورزی متراکم(کشت گلخانه­ ای است). کشت گلخانه‌ای که در سال‌های اخیر رشد قابل توجهی داشته است، به دلیل ماهیت تولید در خارج فصل، دارای مصرف بالای انرژی می‌باشد. مزیت‌های فراوان شرایط کنترل شده گلخانه‌ای برای توليد از يك سو و تاثيرات مثبت اقتصادی (ثبات قيمت) باعث شده است كه بررسی روش‌های مديريت بهينه گلخانه‌ای در اولويت‌های برنامه چهارم توسعه قرار گيرد. علی رغم تمامی مزيت‌های كشت گلخانه‌ای، مصرف بالای انرژی در گلخانه‌ها، به ويژه در فصل سرما از مواردی است كه نياز مبرم به بررسی‌های علمی دارد. ضعف عمده این روش، مصرف بی­رویه انرژی توسط تولیدکنندگان است، به نحوی­که تولید کننده با صرف انرژی زیاد اقدام به کشت محصول نموده که در کشور ما به دلیل استفاده کشاورزان از انرژی یارانه ­ای مصرف انرژی از دیگر نقاط جهان بیشتر است. بنابراین با توجه به قیمت پایین انرژی کشاورزان هیچگونه اقدامی در جهت کاهش مصرف انرژی نمی­کند.، علاوه براین سالانه میزان زیادی از محصولات گلخانه‌ای به دلیل استفاده از سیستم‌های سنتی از بین رفته و همچنین بسیاری از محصولات تولید شده از عملکرد قابل قبولی برخوردار نیستند. طبق مطالعات صورت گرفته شده طی سال1398، سطح زیر کشت گلخانه ­ای در کشور برابر با 18000 هکتار می­باشد که معادل با % 0.6سطح گلخانه­ های جهان می ­باشد و عمده گلخانه­ ها در داخل کشور بصورت سنتی اداره می ­شوند. طبق گزارشات آژانس بین المللی انرژی( IEA)، میزان مصرف انرژی در بخش کشاورزی ایران معادل با 7823Ktoe می­ باشد که این مقدار دو برابر مصرف انرژی در کشور پیشرفته ­ای نظیر هلند استمیزان مصرف انرژی در صنعت کشاورزی بنابراین با هدف توسعه، بکارگیری تکنولوژی­ های نوین و حل این چالش ­ها، گام جدیدی در عرصه حرکت به سمت کشاورزی هوشمند برداشته شده است.کشاورزی هوشمند: همانطور که تکنولوژی دائماً در حال تغییر و به روزرسانی است، گلخانه‌ها نیز به مرور زمان تکامل پیدا کرده‌اند. با این حال سهولت در رشد گیاهان هدف نهایی همه گلخانه‌هاست. گلخانه‌های هوشمند در پاسخ به محدودیت منابع بوجود آمدند. هوشمندسازی گلخانه‌ها با استفاده از فناوری اینترنت اشیا به کاربران امکان می‌دهد که محیط کشاورزی خود را از راه دور و به شکل بهره‌ورتر یعنی با صرف مدت زمان و انرژی بسیار کمتری برای مراقبت آنها مدیریت نمایند. گلخانه‌های هوشمند یک محیط خود بخود تنظیم شونده هستند که با پایش پیوسته دما، رطوبت محیط و خاک، روشنایی، غلظت کربن دی اکسید و سایر پارامترهای تعریف شده توسط تجهیزات مدرن ارتباطی و سنسورهای حساس نظارت می‌شوند تا محیط گلخانه در نزدیکترین حالت به محیط ایده‌آل رشد گیاهان باشد. هنگامی که سنسورها تغییراتی را حس نمایند، پس از ارزیابی، اقدامات اصلاحی و اطلاع‌رسانی برای حفظ شرایط مطلوب رشد گیاهان انجام می‌شود. به علاوه در سال‌های اخیر به دلیل افزایش هزینه‌های جاری از جمله انرژی و نیروی انسانی تولیدکنندگان را برآن داشته که به روش‌های مکانیزه و مدرن روی آورند. در گلخانه‌های مدرن هزینه سوخت تا میزان %70 کاهش می­ یابداز عمده مزایای گلخانه‌های هوشمند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:اندازه‌گیری پارامترهای مهم در خاک، مانند میزان رطوبت در اعماق مختلف، PH، EC، میزان مواد معدنی، دما و...تنظیم شرایط اقلیمی گلخانه با توجه به نوع محصولات کشت شدهافزایش تولید محصول با کنترل نوسان دما و افزایش کیفیت محصول با کنترل رطوبتتشخیص به موقع و اطلاع‌رسانی در صورت بروز هشدارهای از پیش تعیین شده یا خرابی در تجهیزاتامکان تولید مستمر محصولات در تمام فصول سالبهینه‌سازی مصرف منابع مانند آب، انرژی، کود و...پیشگیری از خطاهای انسانی علاوه بر موارد فوق، بدلیل اینکه داده‌های جمع‌آوری شده از محیط، اقدامات انجام شده و میزان تولید محصولات نگهداری می‌شوند، قابلیت تحلیل و مقایسه با دوره‌های قبل برای یادگیری و بهینه‌سازی سیستم وجود دارد