استفاده از فناوری‌های نوین در بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی

پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که جمعیت کره زمین در اواسط قرن جاری تا ۹ میلیار نفر افزایش خواهد داشت. افزایش جمعیت همراه با افزایش تقاضای آب سالم برای نوشیدن و غذا خواهد بود. کشاورزی مهمترین رکن تامین مواد غذایی خوراکی است. از طرف دیگر افزایش میزان تولیدات کشاورزی می‌تواند مصرف آب در این صنعت را افزایش دهد.آمارهای جهانی نشان می‌هد که ۷۰% از آب جهان در صنعت کشاورزی مصرف می‌شود که حجم بالایی به حساب می‌آید. افزایش تقاضای غذا و آب از یک طرف و افزایش جمعیت از طرف دیگر ما را بر آن می‌دارد که مقدار مصرف آب در صنایع کشاورزی را کنترل کنیم.در این مقاله سعی داریم به بررسی فناوری‌هایی بپردازیم که از طریق آن می‌توان مصرف آب در حوزه کشاورزی را کنترل کرد.بهینه سازی مصرف آب در صنعت کشاورزی سیستم آبیاری با آهنگ متغیر (VRI)مهمترین مسئله مصرف آب در کشاورزی، آبیاری است. یکی از روش‌های مرسوم در آبیاری، استفاده از سیستم کنترل مرکزی است که در آن آب به صورت ۳۶۰ درجه به همه جا پخش می‌شود. معضل این روش، آبیاری کورکورانه زمین کشاورزی است به این معنا که تمامی قسمت‌های زمین بدون در نظر گرفتن شرایط آن به طور یکسان آبیاری می‌شوند.گروهی از محققین در دانشگاه جورجیا سعی کرده‌اند تا سامانه‌ای را عرضه کنند که این مشکلات را نداشته باشد. این سامانه با نام آبیاری با آهنگ متغیر (VRI) توسعه پیدا کرده است. این سامانه به کشاورزان امکان خاموش کردن انتخابی بعضی نواحی از زمین کشاورزی را می‌دهد. بعنوان مثال اگر قسمتی از زمین کشاورزی نیاز به آبیاری نداشته باشد، می‌توان با قطع کردن نازل‌ها در آن قسمت، مانع از هدر رفتن آب شد.علاوه بر این ویژگی مهم، این گروه بر روی اضافه کردن ویژگی‌های مهمی به این سامانه هستند تا بتوانند میزان آب مصرفی را بهینه کنند:کنترل فشار آببا کاهش فشار آب در یک خط آبیاری مشخص می‌توان کنترل بیشتری در میزان آب مصرفی آن ناحیه داشت. کشاورزان با استفاده از فشار کمتر آب می‌توانند رطوبت را در نزدیکی سطح نگه داشته و فرسایش خاک را کاهش دهند. همچنین با این عمل خط آبیاری کنترل شده و از زمین کشاورزی خارج نمی‌شود.برنامه ریزی آبیاریاستفاده از سنسورهای کنترل رطوبت در خاک امکان مانیتورینگ از طریق سیستم‌های بی سیم را فراهم می‌کند. با مانیتور کردن میزان رطوبت خاک بسته به روز و ساعت می‌توان آبیاری را به صورت کاملاً خودکار برنامه ریزی کرد. این گروه سعی دارند با اضافه کردن این ویژگی‌ها مصرف آب را تا حد ممکن کاهش داده و بهینه کنند.شرکت Smart Dropletمحصول شرکت Smart Droplet یک ربات کوچک مخصوص آبیاری باغچه‌ها و مزارع کوچک است. این ربات می‌تواند براساس نوع گیاه، وضعیت آب و هوایی و شرایط و نوع خاک، برنامه آبیاری را کنترل کند. محدوده عملکردی هر ربات در حدود ۱۰ متر است و قادر است هر گلدان، گیاه یا درختی که در این محدوده است را آبرسانی کند.فناوری آبیاری شرکت Droplet یکی از ویژگی‌های مهم این فناوری تلفیق آن با سامانه‌های هوشمند مثل موبایل، تبلت و رایانه است. با تنظیم نوع خاک، نوع گیاه و شرایط آب و هوایی می‌توان عملکرد این ربات را کنترل کرد. محاسبات نشان می‌دهد استفاده از این فناوری می‌تواند تا ۹۰% مقدار آب مصرفی مورد نیاز برای آبیاری را کاهش دهد.شرکت Rachioسامانه ارائه شده توسط شرکت Rachio نرم افزار تحت وب هوشمند و اتوماسیون آبیاری است. این نرم افزار امکان کنترل فرایند آبیاری از طریق تلفن‌های هوشمند و دستیار شخصی هوشمند مانند الکسا (دستیار هوشمند آمازون) را برای شما فراهم می‌کند.این نرم‌افزار با جمع آوری اطلاعات آب و هوایی منطقه، می‌تواند میزان آبیاری را بر مبنای میزان بارندگی یا خشکی هوا تنظیم کند. یکی از سیستم‌های همراه این بسته نرم‌افزاری، جریان سنج بی سیم آب است. این جریان سنج با کنترل میزان آب عبوری از لوله‌ها امکان نشت یا ترکیدگی لوله‌ها را به صورت آنلاین کنترل و مدیریت می‌کند.شرکت Arableسنسورهای کنترل هوشمند شرایط آب و هوایی محیطی و نیاز گیاهان، محصول اصلی شرکت Arable است. سنسورهای ساخت این شرکت بیش از ۴۰ پارامتر و داده مهم را ثبت و ارزیابی کرده و براساس آن‌ها برنامه‌ریزی می‌کند. از جمله داده‌هایی که توسط این سنسورها ثبت می‌شود عبارتند از شرایط آب و هوا، میزان نور خورشید، میزان رطوبت خاک، آهنگ تبخیر آب، سلامتی گیاهان و … .فناوری کنترل وضعیت زمین کشاورزی شرکت Arable کشاورزان می‌توانند با در دست داشتن این اطلاعات فعالیت‌های اصلی خود مانند آبیاری، برداشت و کوددهی را برنامه‌ریزی کنند. یکی از مزیت‌های این سیستم در لحظه بودن آن است که کشاورزان را قادر می‌سازد پارامترها را به صورت آنی و با استفاده از سیستم‌های هوشمند خود مثل گوشی موبایل، تبلیت یا رایانه بررسی کنند.فناوری هواپیمای بدون سرنشینیکی از فناوری‌هایی که امروزه در توسعه کشاورزی بسیار موثر بوده، استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین است. این هواپیماها قابلیت‌های مختلفی دارند که می‌توانند برای عملیات مختلف در کشاورزی استفاده شوند.یکی از قابلیت‌های معرفی شده برای این هواپیماها استفاده از آن‌ها برای آبیاری و اسپری کردن آب در سطح زمین‌های زراعی است. یک شرکت چینی با نام Eagle Brother سعی کرده با استفاده از این فناوری مقدار آب مصرفی در زمین‌های زراعی را کاهش دهد.اسپری کردن آب بوسیله هواپیماهای بدون سرنشین بازدهی را تا ۵ برابر بیشتر نسبت به اسپری کردن تراکتور افزایش می‌دهد. مطالعات و آزمایش‌های این شرکت حاکی از اینست که استفاده از این فناوری می‌تواند مقدار مصرف آب را نزدیک به ۹۰% کاهش داده و همچنین بهره‌وری تولید محصول را تا ۵۰% افزایش دهد.کشاورزان می‌توانند با استفاده از این فناوری و وارد کردن اطلاعات مربوط به زمین زراعی خود مقدار آب مصرفی برای نواحی مختلف را به خوبی کنترل کنند. یکی دیگر از مزیت‌های این فناوری، اسپری کردن آفت‌کش‌ها در حد نرمال و کنترل شده است.استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای آبیاری مزارع شتاب دهنده واتک به عنوان مرکز تخصصی شتاب دهی حوزه آب، بستری مناسب برای پرورش و تجاری‌ سازی ایده‌های خلاقانه و نوآورانه حوزه آب می باشد. جهت کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.منبع مقاله