الزراعة الزراعية المتكاملة للمناطق القاحلة: نموذج الزراعة الدائرية للأمن الغذائي الصحراوي

الخلاصة:

تواجه المناطق القاحلة والصحراوية ندرة حادة في المياه، ومحدودية الأراضي الصالحة للزراعة، والاعتماد الكبير على الواردات الغذائية. تبحث هذه الورقة في نظام زراعي متقدم (براءة اختراع أمريكية رقم 12356905B2) يدمج بين تربية الأحياء المائية والزراعة المائية مع المراقبة التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتمكين إنتاج المحاصيل المستدامة في مثل هذه البيئات. تقوم هذه التقنية بإعادة تدوير المياه وإعادة تدوير المغذيات من المخلفات الحيوانية (الأسماك) في نموذج بيئي دائري مغلق الحلقة، مما يوفر محلولاً غذائيًا طبيعيًا غنيًا للنباتات مع تنقية المياه لإعادة استخدامها. نحن نصف تصميم النظام، بما في ذلك شبكات الاستشعار وعناصر التحكم في التغذية المرتدة بالتعلم الآلي، ونفصّل عملية التشغيل التجريبي التي استمرت 5 سنوات في الإمارات العربية المتحدة. وأظهر المشروع التجريبي إنتاجية عالية وكفاءة في استخدام المياه، حيث تم زراعة مجموعة واسعة من المحاصيل على مدار العام بمياه أقل بنسبة تصل إلى 80-90% من طرق الزراعة التقليدية. نحن نحلل الفوائد الواسعة النطاق للزراعة الصحراوية، مثل تمكين زراعة الخضروات والفواكه وحتى الحبوب محلياً بأقل قدر من المياه، وبالتالي تعزيز الأمن الغذائي والمرونة الاجتماعية والاقتصادية. ينتج عن تصميم الحلقة المغلقة للنظام منتجين (البروتين السمكي والمحاصيل) مع تجنب الأسمدة الاصطناعية والمبيدات الحشرية، بما يتماشى مع مبادئ الزراعة العضوية ويوفر طريقاً للحصول على شهادة الزراعة العضوية. نقارن النهج الزراعي الحاصل على براءة اختراع مع الزراعة المائية التقليدية والزراعة المائية، ونسلط الضوء على مزاياها في تنوع المغذيات والاستدامة البيئية والقدرة على التنبؤ بالمحصول في ظل الظروف المناخية القاسية. أخيراً، نناقش إمكانية توسيع نطاق هذه التكنولوجيا في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا وأفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، ونتوقع دورها في الحد من الاعتماد على الواردات، وخلق فرص عمل ريفية، وبناء نظم زراعية قادرة على التكيف مع المناخ في المناطق الجغرافية الجافة غير الخصبة.