کشاورزی نوین، تحول در نوآوری‌ها و شیوه‌های زراعت (بخش پایانی)
استفاده از ظرفیت‌های داخلی برای مکانیزه کردن مـزارع
گالیا توانگر
با ظهور اینترنت اشیا نه‌تنها انسان‌ها با گجت‌های هوشمند می‌توانند ارتباط داشته باشند، بلکه اشیا هم با شبکه‌بندی و برنامه‌ریزی دقیق با زبان مشترکی می‌توانند با یکدیگر ارتباط بگیرند. در کشاورزی هوشمند و به عبارتی دیگر همان مزرعه هوشمند، تمامی عوامل، به هدف افزایش سوددهی و تولید بیشتر تحت کنترل قرار می‌گیرند. حذف خطرات زیست‌محیطی (بیماری و آفات) و مصرف کنترل‌شده آب و انرژی از اهداف مهم
هوشمندسازی کشاورزی است.
تفاوت مزرعه سنتی و مزرعه هوشمند چنین است: در مزرعه سنتی تمامی محصولات با یک شیوه و در سراسر منطقه کشت و برداشت می‌شوند، اما در کشاورزی هوشمند، خاک هر مزرعه برای شناسایی محصول مناسب و سودآوری تجزیه‌وتحلیل می‌شود.
در مزرعه سنتی معمولاً در مورد نوع کود و سموم برای دفع آفات، تحقیقات علمی صورت نمی‌گیرد و گاهی اوقات استفاده از کود و سم به‌جای بهره‌وری بیشتر باعث ازدست‌رفتن محصول و ضرر می‌شود.
در کشاورزیِ هوشمند تشخیص زودهنگام استفاده از کود و سم فقط در منطقه آسیب‌دیده علاوه بر صرفه‌جویی در خرید سم و کود، از آسیب‌زدن به محیط‌زیست جلوگیری می‌شود.
ربات‌های ایرانی در مزارع کشاورزی
ربات‌های کشاورزی در سال‌های اخیر به علت مزایای زیادی که نسبت به روش‌های سنتی داشته، از جمله در حوزه سم‌پاشی مزارع بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.
از مهم‌ترین مزایای ربات‌های سم‌پاش، افزایش سرعت سم‌پاشی، افزایش بازدهی سم‌پاشی، آسان‌شدن سم‌پاشی در مناطق صعب‌العبور، جلوگیری از لهیدگی گیاه و فشردگی خاک، کاهش مصرف آب و کاهش آلودگی‌های عفونی برای کاربران است.
با توجه به اینکه ایران حجم سطح کشت بالایی دارد، لذا باید از این تکنولوژی‌ها بهره جسته تا بتواند مسیر تولید کشاورزی خود را احیا کند.
جوکار مدیرعامل یکی از شرکت‌هایی که در زمینه تولید ربات‌های ایرانی برای به‌کارگیری آنها در مزارع، تلاش دارند، می‌گوید: «این شرکت در زمینه هوشمندسازی و در حیطه‌های مختلف از قبیل ورزشی، تفریحی، شهری و کشاورزی فعالیت می‌کند.»
وی درخصوص ربات کشاورزی این شرکت، توضیح می‌دهد: «این ربات هوشمند در مزرعه حرکت کرده و فقط نیاز است که مسیر حرکت برای بار اول در اختیار ربات قرار گیرد، پس از این ربات با بهره‌گیری از هوش مصنوعی بدون هیچ‌گونه تغییر در مسیر به‌صورت مداوم عملیات آب‌پاشی یا سم‌پاشی را صورت می‌دهد.»
به گفته جوکار، نازل‌های این ربات بر اساس نحوه چیدمان درخت‌ها حرکت کرده و کاملاً هوشمند است. وی ادامه می‌دهد: «این ربات این قابلیت را داشته که در مزارع، باغات و دامداری‌ها مورداستفاده قرار گیرد و از قابلیت ویژه این ربات تغییر کاربری آن به نوع باربری نیز هست.»
وی درخصوص مزیت این ربات نسبت به سم‌پاش‌های تراکتوری توضیح می‌دهد: «در سم‌پاش‌های پشت تراکتور مصرف سموم حداقل ۶۰۰ لیتر در هکتار است، ولی در این دستگاه حدوداً ۱۲۰ لیتر مصرف می‌شود. در واقع سم‌پاش‌های
پشت تراکتوری در حین چرخش، موتور سم‌پاش روشن بوده و در نتیجه سم مربوطه اتلاف می‌شود.»
این مدیرعامل یک شرکت تولید ربات‌های داخلی می‌افزاید: «از طرفی سم‌پاش‌های پشت تراکتور هوشمند نبوده و همین امر سبب اتلاف بیشتری می‌شود. درصورتی‌که در ربات به دلیل هوشمند بودن، فقط در نواحی که درخت قرار دارد، سم‌پاشی را انجام می‌دهد.»
به گفته جوکار تیم طراحی این دستگاه از دبیران پژوهشی مدارس کشور هستند. وی ادامه می‌دهد: «این تیم درگذشته ربات هوشمندی برای جلوگیری از سرمازدگی ساخته بود و تحقیقات درخصوص سم‌پاش‌ها نیز نشان داد که نمونه‌های خارجی این ربات وجود دارد.»
وی در انتها متذکر می‌شود: «ازآنجایی‌که امکان خرید ربات خارجی و مهندسی معکوس فراهم نبود، لذا تیم طراحی با تحقیقات جامع و بر اساس قطعات تولید شده درون کشور، این ربات را طراحی و پیاده‌‌سازی کرد.»
سیستم مدیریت آبیاری متمرکز
نظارت و کنترل تجهیزات آبیاری با استفاده از ایستگاه مرکزی که یک سیستم مدیریت آبیاری متمرکز است که از کامپیوتر دفتر مرکزی کنترل می‌شود و باتوجه‌به نیازهای محلی اجرا می‌شود. یکی از مزایای آن نظارت بر یک تا چند دستگاه آبیاری، از طریق ایستگاه مرکزی است و انعطاف‌پذیری و مکانیزم‌های گزارش‌دهی از دیگر مزایای آن است. ایستگاه مرکزی مدیریت آبیاری نوین یک بسته تجهیزات رایانه‌ای کامل با نرم‌افزار است که از قبل نصب شده و کشاورزان را قادر می‌سازد از راه دور بتوانند روی تجهیزات آبیاری نظارت داشته باشند. به طور مثال:
1- روشن یا خاموش‌کردن سیستم آبیاری از راه دور.
2- کنترل کلیدهای نهایی متصل به سوئیچ محوری.
3- تغییر سرعت محوری آبیاری.
4- تغییر عمق آبیاری.
5- دریافت سیگنال‌های آبیاری از طریق تلفن و یا کامپیوتر خود که نشان‌دهنده تغییرات در وضعیت تجهیزات آبیاری.
محب مجیدزاده یک کارشناس ارشد رشته آبیاری و زهکشی ضمن بیان مطالب بالا در ادامه می‌افزاید: «فناوری نوین کشاورزی در سیستم‌های هیدروپونیک و گلخانه‌ای نیز یکی دیگر از دگرگونی‌های نوین در شیوه‌های آبیاری است.
هیدروپونیک (آبکشت) علم و فن کاشت گیاهان بدون خاک است. ریشه‌ها در هوا باید بسیار مرطوب نگه داشته شوند یا در آب که باید خوب تهویه شود یا در برخی مواد جامد غیر از خاک که رطوبت را در خود نگه می‌دارد، رشد می‌کند. آب موجود در اطراف ریشه‌ها که غذا و اکسیژن موردنیاز گیاه را تأمین می‌کند، حاوی ترکیبات متعادلی از مواد غذایی است.
از این روش به دلیل کاهش چشمگیر مصرف آب می‌توان در مناطق کم آب کشور نیز استفاده کرد. همچنین این روش کشت، قابلیت انطباق با روش کشت آکوپونیک و سیستم‌های هیدروپونیک را نیز داراست.»
این مهندس آبیاری و زهکشی در تکمیل صحبت‌هایش می‌افزاید: «کیفیت بالای محصول تولید شده به جهت قرارگرفتن در ارتفاع و چرخش 360 درجه‌ای و سهولت کار در تمام مراحل کشت از دیگر مزایای این روش است.
سه روش اصلی و مناسب برای کشت هیدروپونیک عبارتند از:
الف ـ کشت در مواد دانه‌بندی‌شده: مواد دانه‌بندی‌شده شامل ذراتی کوچک باخاصیت شیمیایی خنثی است.
ب ـ کشت در پشم‌شیشه: پشم‌شیشه الیاف اسفنج‌مانندی است که منشأ مواد آن سنگ‌های آتشفشانی است.
ج ـ کشت در آب: در این روش ریشه‌ها در ترکیب آب با هوا و در داخل آب رشد می‌کنند.»
کشاورزی در مزارع خورشیدی
کشورمان دارای بیشترین تعداد روزهای آفتابی است و این موهبت الهی ظرفیت بالایی برای تأمین برق در بخش کشاورزی را دارد.
کشاورزی در مزارع خورشیدی و کشت محصولات زیر پنل‌های خورشیدی را اگری‌ولتائیک می‌نامند. در این ایده محصولات کشاورزی را که بهتر است تحت تابش مستقیم و شدید آفتاب نباشند، زیر پنل‌های خورشیدی کشت می‌دهند. در این حالت محصولات به‌صورت صددرصد در سایه قرار نخواهند داشت و از بین پنل‌ها، نور آفتاب تحت زوایای مختلف بر محصولات خواهد تابید. واقعیت این است که با وجود نیاز گیاهان به نور خورشید برای رشد، درعین‌حال، تابش آفتاب شدید باعث واردآمدن استرس به گیاهان می‌شود. همچنین وجود پنل‌های خورشیدی بر روی زمین کشاورزی از تبخیر آب سطح زمین جلوگیری می‌کند و نیاز محصولات به آبیاری نیز از این طریق کاهش پیدا می‌کند و این یعنی کمک به‌صرفه‌جویی در مصرف آب.
ماکان ایزدیان یک مهندس انرژی پاک برایمان توضیح می‌دهد: «قطعاً ایده مزارع خورشیدی در کنار مزارع کشاورزی تنها به سود زمین‌های کشاورزی و رشد محصولات نیست. اگری ولتائیک ازنقطه‌نظر بهبود راندمان نیروگاه‌های خورشیدی نیز بسیار موفق و مناسب است. به این معنا که تنها امتیاز ترکیب این دو مزرعه استفاده از مساحت ارضی زمین‌های کشاورزی برای پنل‌های خورشیدی نیست. قرارگیری پنل‌های خورشیدی بر روی محصولات کشاورزی، باعث کنترل دمای سطح پنل‌ها و افزایش راندمان تولید برق می‌شود. تبخیر آبی که توسط گیاهان صورت می‌گیرد و فضای خنکی که زیر پنل‌ها ایجاد می‌شود، سبب می‌گردد که دمای سطح پنل‌های خورشیدی بر اثر تابش آفتاب بالا نرود. همان‌طور که می‌دانیم یکی از عمده دلایل کاهش راندمان پنل‌های خورشیدی بالارفتن دماست و از روش‌های گوناگونی برای کنترل دمای سطح پنل‌ها استفاده می‌شود که البته چون اکثر این روش‌ها از بعد هزینه و زحمت توجیه ندارند، خیلی کم‌کاربرد هستند. مثلاً محققان حوزه خورشیدی برای کنترلر دمای سطح پنل‌های خورشیدی در مزارع خورشیدی معمولی، به فکر ایجاد جریان هوا و یا آب اجباری بر روی آنها افتادند؛ اما هر دوی این روش‌ها از هزینه‌های زیادی برخوردار است که باعث می‌شود سیستم خورشیدی دیگر توجیه اقتصادی نداشته باشد و هزینه خنک‌‌سازی پنل‌ها از هزینه تولید خود پنل‌ها بالاتر برود.»
این مهندس انرژی‌های پاک در ادامه می‌افزاید: «در پژوهش‌های جدیدتر از موادی موسوم به مواد تغییر فازی نیز برای کنترل دمای سطح پنل‌های خورشیدی استفاده کرده‌اند که این خود با وجود هزینه‌های کمتری که دارد باز هم یک کار اضافی و تک فایده‌ای در جهت کنترل دمای پنل‌های خورشیدی است؛ اما در ایده‌هایی مثل نیروگاه‌های خورشیدی شناور و یا همین ایده اگری‌ولتائیک و یا کشاورزی زیر پنل‌های خورشیدی، دمای سطح پنل‌ها به‌صورت خودبه‌خودی با قرارگیری در محیط کنترل می‌شود و این یعنی یک تیر و چند نشان است.
با استفاده از این ایده می‌توان به جز محصولات کشاورزی مورد مصرف انسان، فضای زیر پنل‌های خورشیدی را برای رشد گیاهان بومی که به‌صورت طبیعی رشد می‌کنند و یا رشد گیاهانی باشد که حشرات گرده‌افشان مثل زنبور از آنها استفاده می‌کنند رها کرد و این علاوه بر آنکه نسبت به کشت محصولات کشاورزی از هزینه و زحمت بسیار کمتری برخوردار است، بسیار پرسود و مهم نیز است و سایه ایجاد شده باعث رشد بهتر گیاهان خودرو می‌شود. این گیاهان بدون هیچ هزینه خاصی و به‌صورت خودبه‌خود با تأمین غذای دام‌ها دغدغه بزرگی را مرتفع می‌سازند. البته در این مورد نیز نیاز به انعطاف‌پذیری سازه پنل‌ها و تغییر شرایط قرارگیری آنها حین عبور دام باید در نظر گرفته شود.»
وی در پایان و در تکمیل صحبت‌هایش می‌گوید: «به‌طورکلی اگری ولتائیک نیز مانند مزارع خورشیدی ایده خوب و مناسبی است و می‌تواند در جهت رشد و توسعه در حوزه تولید برق خورشیدی بسیار مطلوب و موفق عمل کند.
البته که هر طرحی با محدودیت‌هایی مواجه است و اگری ولتائیک نیز با تمام امتیازاتش از این قاعده مستثنا نیست. در مزارع کشاورزی به‌عنوان امری طبیعی و رایج باید فضا برای عبور تجهیزات کاشت و برداشت وجود داشته باشد و اکثر این تجهیزات نیز بزرگ هستند و حین عبور با وجود پنل‌های خورشیدی، می‌توانند با محدودیت‌هایی مواجه شوند. در این شرایط پیشنهاد این است که با درنظرگرفتن امتیازات مثبت زیاد این ایده این محدودیت را نیز به نحوی برطرف کرد. طراحی ساختار و سازه پنل‌های خورشیدی مورداستفاده در مزارع باید به شکلی متحرک باشند و حین عبور تجهیزات بتوانند به‌صورت عمودی قرار بگیرند تا مانع عبور تجهیزات نشوند و پس از انجام کار این دستگاه‌ها، به حالت قبلی خود بازگردند.»