ابوظبی، ۹ نوامبر ۲۰۲۶ (وام) – ابتکار آب محمد بن زاید در حال آزمایش میدانی راهکارهای فینالیست چالش آب برای کشاورزی (Al Miyah Challenge for Agriculture) است؛ راهکارهایی که با بهره‌گیری از سامانه‌های مهندسی‌شده مدیریت اقلیم و فناوری‌های نگهداشت آب، امکان مصرف کارآمد و کنترل‌شده آب را فراهم می‌کنند و هدفشان کاهش مصرف آب در سرمایش گلخانه‌ها و آبیاری محصولات است.

گروه کرتا (CRETA Group) و شرکت رین‌کچر تکنولوژیز (Raincatcher Technologies)، مستقر در امارات، از فینالیست‌های چالش آب برای کشاورزی هستند؛ رقابتی که ابتکار آب محمد بن زاید راه‌اندازی کرده است. راهکارهای این شرکت‌ها به بارهای حرارتی درون گلخانه‌ها و هدررفت آب در خاک‌های شنی می‌پردازند. نتایج و اهداف بسته به اقلیم، محصول و روش آبیاری متفاوت است و هر دو رویکرد می‌توانند از زیرساخت‌های کشاورزی موجود استفاده کنند.

گروه کرتا به خبرگزاری امارات (وام) گفت که یک سامانه گلخانه‌ای چندمنطقه‌ای اختصاصی توسعه داده است که تبادل حرارت زیرزمینی، جریان هوای مهندسی‌شده، مدیریت اختلاف فشار و کاهش غیرفعال جذب گرمای خورشیدی را با هم ترکیب می‌کند. معماری دوپوسته این سامانه مناطق حرارتی و فشاری به‌هم‌پیوسته‌ای را تعریف می‌کند که مدیریت هماهنگ جریان هوا و بارهای حرارتی را همراه با تبادل حرارت و ذخیره‌سازی حرارتی در خاک زیر گلخانه ممکن می‌سازد.

این گروه توضیح داد که سامانه به‌جای سرمایش یکنواخت کل فضا، ریزاقلیم اطراف محصولات را در اولویت قرار می‌دهد. این امر گلخانه را به یک سامانه یکپارچه مدیریت اقلیم تبدیل می‌کند، وابستگی به سرمایش پرمصرف از نظر آب و انرژی را کاهش می‌دهد و از کشاورزی‌ای پشتیبانی می‌کند که هم در تابستان و هم در زمستان کمتر تحت تأثیر شرایط بیرونی قرار می‌گیرد.

این گروه خاطرنشان کرد که سامانه در اقلیم‌های مدیترانه‌ای و معتدل‌تری که در آنها آزمایش شده، بدون آب سرمایش تبخیری در تابستان و بدون گرمایش سوختی در زمستان کار کرده است. پروژه آزمایشی آن در العین در حال آزمودن سازگاری‌هایی برای شرایط بیابانی است که دما در آن ممکن است به ۵۰ درجه سانتی‌گراد نزدیک شود.

اهداف طراحی برای اوج تابستان شامل حفظ دمای ۲۸ تا ۳۲ درجه سانتی‌گراد در منطقه کشت و کاهش ۸۵ تا ۹۰ درصدی مصرف آب سرمایش در مقایسه با سامانه‌های متعارف فن و پد است. این ارقام اهداف طراحی هستند و نه نتایج نهایی صرفه‌جویی آب که در پروژه آزمایشی اندازه‌گیری شده باشد.

بر اساس برآوردهای مصرف متعارف آب سرمایش به میزان ۸ تا ۱۵ لیتر در هر متر مربع در روز، گلخانه‌ای به اندازه پروژه آزمایشی ممکن است طی ۱۲۰ روز اوج تابستان به حدود ۵۰۰ تا ۹۳۶ متر مکعب آب نیاز داشته باشد. این رقم مبنای فصلی برای ارزیابی هدف صرفه‌جویی در آب است.

این سامانه دما و رطوبت هوا را پیش از رسیدن به محصولات از طریق پیش‌سرمایش کنترل‌شده‌ای مدیریت می‌کند که با تبادل حرارت زیرزمینی، طراحی حرارتی و مسیرهای جریان هوا یکپارچه شده است. هدف صرفه‌جویی آب شامل آب مصرفی برای پیش‌آماده‌سازی هوا است، در حالی که آبیاری به‌طور جداگانه ارزیابی می‌شود.

این گروه اعلام کرد که پروژه آزمایشی ۵۲۰ متر مربعی آن در العین کاهش دمای هوا به میزان حدود ۱۲ تا ۱۵ درجه سانتی‌گراد و مصرف برق مرتبط با سرمایش حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد کمتر از سامانه‌های متعارف را ثبت کرده است. این تأسیسات برای کار با تقاضای برقی حدود ۷ تا ۸ کیلووات پیکربندی شده است.

این سامانه را می‌توان بسته به ساختار و شرایط محل در گلخانه‌های موجود ادغام کرد یا هنگام طراحی گلخانه‌های جدید به‌طور کامل در آنها گنجاند. این گروه برآورد می‌کند که هزینه‌های اولیه نصب، بسته به اندازه، شرایط زمین و سازگاری‌های لازم، حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد بیشتر از یک سامانه متعارف مشابه است. این تفاوت با هزینه‌های کمتر بهره‌برداری و نگهداری، از جمله حذف نگهداری و تعویض دوره‌ای پدهای مرطوب، جبران می‌شود. زیرساخت زیرزمینی برای عمر مفید بیش از ۲۰ سال طراحی شده است.

این گروه توضیح داد که دوره بازگشت سرمایه به هزینه‌های نصب، قیمت آب و برق و ساعات کارکرد بستگی دارد. این گروه افزود که در صورت اثبات، فصل‌های رشد طولانی‌تر یا افزایش تولید می‌تواند بازده را بهبود بخشد و تأکید کرد که ارزش سامانه باید در طول عمر بهره‌برداری آن ارزیابی شود.

شرکت رین‌کچر تکنولوژیز مستقر در دبی به وام گفت که محصول آن یک بهساز خاک زیست‌تخریب‌پذیر است که پلیمرهای سوپرجاذب و مواد مغذی را ترکیب می‌کند. این محصول در نزدیکی ریشه‌ها تزریق می‌شود تا آب آبیاری یا باران را ذخیره کرده و با خشک شدن خاک به تدریج آزاد کند.

این شرکت اعلام کرد که هدررفت آب از طریق زهکشی به زیر ریشه‌ها یا تبخیر در خاک‌های شنی می‌تواند به ۹۰ درصد برسد. فرمول آن چند صد برابر وزن خود آب جذب می‌کند و حفره‌های ژلی تشکیل می‌دهد که ریشه‌ها را جذب کرده و به شکل‌گیری سامانه ریشه‌ای عمیق‌تر و متراکم‌تر کمک می‌کند.

این شرکت از ابزارهای تزریق ویژه برای محافظت از محصول در برابر نور خورشید و تبخیر سطحی استفاده می‌کند. شرایط خاک، اقلیم و محصول برای تعیین دوز مناسب و عمق قرارگیری تحلیل می‌شود، در حالی که پایش لحظه‌ای رطوبت، آبیاری را بر اساس اینکه اولویت با صرفه‌جویی آب یا بهبود تولید باشد، هدایت می‌کند.

رویکرد این شرکت در سال ۲۰۲۳ نشان راهکار کارآمد بنیاد سولار ایمپالس را دریافت کرد. این راهکار بدون نیاز به تغییر محصول یا زیرساخت جدید با سامانه‌های آبیاری موجود کار می‌کند و یک محصول مصرفی را با خدماتی فنی مبتنی بر تجهیزات و تخصص ویژه ترکیب می‌کند. فرمول پتاسیم‌پایه آن هیچ سدیمی به خاک‌های در معرض شوری اضافه نمی‌کند و در جریان تجزیه، پتاسیم گیاهان را تأمین می‌کند.

به گفته این شرکت، یک آزمایش منتشرشده در مرکز بین‌المللی کشاورزی شورزیست (ICBA) در دبی بر روی ۲۷ نخل خرما به صرفه‌جویی ۸۵ درصدی در آب دست یافت. این تیمار در آغاز فصل ۲۰۲۰-۲۰۲۱ در ۵۰ سانتی‌متر بالایی خاک اعمال شد و آبیاری با حسگرهای رطوبت هدایت می‌شد. نخل‌های تیمارشده هر هفت روز یک بار آبیاری شدند، در حالی که نخل‌های تیمارنشده روزانه آبیاری می‌شدند.

در آزمایشی روی ذرت شیرین در واحه نوآوری سلال در العین، که بخشی از ارزیابی چالش بود، مصرف آب حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد کمتر از قطعات تیمارنشده بود. این شرکت توضیح داد که محصولات یک‌ساله‌ای که با آبیاری قطره‌ای کارآمد کشت می‌شوند از مبنای کارآمدتری آغاز می‌کنند، در حالی که صرفه‌جویی در شرایط تنش آبی و در محصولات چندساله و خاک‌های شنی افزایش می‌یابد.

این شرکت از صرفه‌جویی ۴۰ تا ۸۵ درصدی آب در آزمایش‌های میدانی انجام‌شده در ترکیه، مراکش و قرقیزستان طی پنج سال و نیز افزایش عملکرد از ۲۰ درصد تا بیش از ۹۰ درصد در شرایط تنش آبی خبر داد.

این شرکت میانگین هزینه‌ها، شامل محصول و تزریق، را ۷ دلار آمریکا برای هر نخل خرما در سال، ۵ دلار آمریکا برای هر درخت باغی و ۶۰۰ دلار آمریکا در هر هکتار برای محصولات زراعی برآورد می‌کند. این شرکت از صرفه‌جویی بیش از ۸۰ درصدی آب برای درختان آبی و ۲۰ تا ۶۰ درصدی برای محصولات زراعی آبی و همچنین حمایت از بقا و تولید درختان در زمان کمبود بارندگی خبر داد.

سرمایه‌گذاری از طریق کاهش هزینه‌های آب و انرژی پمپاژ، طولانی‌تر شدن فواصل آبیاری و بهبود عملکرد در شرایط تنش آبی بازگردانده می‌شود. به گفته این شرکت، اثربخشی محصول بسته به نوع محصول کشاورزی از یک تا سه فصل رشد متغیر است و خود محصول به‌طور میانگین طی حدود هفت سال تجزیه می‌شود.

(منبع: WAM.ae)