مع تزايد تأثير تغير المناخ العالمي على الإنتاج الزراعي، يسعى المزارعون في جنوب أفريقيا جاهدين إلى ابتكار تقنيات مبتكرة لمواجهة هذه التحديات. ويمثل الاعتماد الواسع النطاق لتقنيات استشعار التربة المتقدمة في أجزاء عديدة من جنوب أفريقيا خطوة مهمة نحو الزراعة الدقيقة في قطاع الزراعة بالبلاد.
صعود الزراعة الدقيقة
الزراعة الدقيقة هي أسلوب يستخدم تكنولوجيا المعلومات وتحليل البيانات لتحسين إنتاج المحاصيل. من خلال مراقبة حالة التربة آنيًا، يمكن للمزارعين إدارة حقولهم بطريقة علمية، وزيادة الغلة، وتقليل هدر الموارد. وقد تعاونت وزارة الزراعة في جنوب أفريقيا مع عدد من شركات التكنولوجيا لنشر آلاف أجهزة استشعار التربة في المزارع في جميع أنحاء البلاد.
كيف تعمل أجهزة استشعار التربة
تُدمج هذه المستشعرات في التربة، وهي قادرة على رصد مؤشرات رئيسية كالرطوبة ودرجة الحرارة ومحتوى العناصر الغذائية والتوصيل الكهربائي آنيًا. تُنقل البيانات لاسلكيًا إلى منصة سحابية، حيث يمكن للمزارعين الوصول إليها عبر هواتفهم الذكية أو أجهزة الكمبيوتر، والحصول على نصائح زراعية مخصصة.
على سبيل المثال، عندما ترصد المستشعرات انخفاض رطوبة التربة عن حد معين، يُنبه النظام المزارعين تلقائيًا للري. وبالمثل، إذا كانت التربة تفتقر إلى العناصر الغذائية الكافية، مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، يُنصح المزارعون باستخدام الكمية المناسبة من الأسمدة. هذه الطريقة الإدارية الدقيقة لا تُحسّن كفاءة نمو المحاصيل فحسب، بل تُقلل أيضًا من هدر المياه والأسمدة والموارد الأخرى.
الدخل الحقيقي للمزارعين
في مزرعة بمقاطعة كيب الشرقية بجنوب أفريقيا، يستخدم المزارع جون مبيليلي أجهزة استشعار التربة منذ عدة أشهر. يقول: "في السابق، كنا نعتمد على الخبرة والطرق التقليدية لتحديد مواعيد الري والتسميد. أما الآن، فبفضل هذه الأجهزة، أستطيع معرفة حالة التربة بدقة، مما يمنحني ثقة أكبر في نمو محاصيلي".
وأشار مبيلي أيضًا إلى أن استخدام المستشعرات يُقلل استهلاك مزرعته للمياه والأسمدة بنسبة 30% تقريبًا، مع زيادة إنتاجية المحاصيل بنسبة 15%. وهذا لا يُقلل تكاليف الإنتاج فحسب، بل يُقلل أيضًا من الأثر البيئي.
حالة التطبيق
الحالة 1: مزرعة الواحة في كيب الشرقية
خلفية:
تقع مزرعة أواسيس في مقاطعة كيب الشرقية بجنوب أفريقيا، وتغطي مساحة حوالي 500 هكتار، وتُزرع فيها الذرة وفول الصويا بشكل رئيسي. ونظرًا لتذبذب هطول الأمطار في المنطقة في السنوات الأخيرة، يبحث المزارع بيتر فان دير ميرفي عن سبل لزيادة كفاءة استخدام المياه.
تطبيقات المستشعر:
في أوائل عام ٢٠٢٤، قام بيتر بتركيب ٥٠ مستشعرًا للتربة في المزرعة، موزعة على قطع أراضي مختلفة لمراقبة رطوبة التربة ودرجة حرارتها ومحتواها من العناصر الغذائية بشكل آني. يرسل كل مستشعر بيانات إلى منصة السحابة كل ١٥ دقيقة، ويمكن لبيتر الاطلاع عليها آنيًا عبر تطبيق جوال.
النتائج المحددة:
1. الري الدقيق:
باستخدام بيانات المستشعر، وجد بيتر أن رطوبة التربة في بعض الأراضي انخفضت بشكل ملحوظ خلال فترة زمنية محددة، بينما ظلت مستقرة في أخرى. عدّل خطة الري بناءً على هذه البيانات، وطبق استراتيجية ريّ مناطقية. ونتيجةً لذلك، انخفض استهلاك مياه الري بنحو 35%، بينما زادت غلة الذرة وفول الصويا بنسبة 10% و8% على التوالي.
2. تحسين التسميد:
تراقب المستشعرات أيضًا محتوى العناصر الغذائية في التربة، مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم. عدّل بيتر جدول التسميد بناءً على هذه البيانات لتجنب الإفراط في التسميد. ونتيجةً لذلك، انخفض استخدام الأسمدة بنحو ٢٥٪، وتحسّنت القيمة الغذائية للمحاصيل.
3. تحذير من الآفات:
ساعدت المستشعرات بيتر أيضًا على اكتشاف الآفات والأمراض في التربة. ومن خلال تحليل بيانات درجة حرارة التربة ورطوبتها، تمكن من التنبؤ بظهور الآفات والأمراض واتخاذ تدابير وقائية للحد من استخدام المبيدات الحشرية.
ردود الفعل من بيتر فان دير ميوي:
باستخدام مستشعر التربة، تمكنتُ من إدارة مزرعتي بطريقة علمية أكثر. في السابق، كنتُ دائمًا أقلق بشأن الإفراط في الري أو التسميد، أما الآن، فأستطيع اتخاذ القرارات بناءً على بيانات فعلية. هذا لا يزيد الإنتاج فحسب، بل يُقلل أيضًا من الأثر البيئي.
الحالة الثانية: "مزارع الكروم المشمسة" في مقاطعة كيب الغربية
خلفية:
تقع مزارع كروم صن شاين في مقاطعة كيب الغربية بجنوب أفريقيا، وتشتهر بإنتاج نبيذ عالي الجودة. تواجه مالكة الكرم، آنا دو بليسيس، تحدي انخفاض إنتاج العنب وجودته بسبب آثار تغير المناخ على إنتاج الكروم.
تطبيقات المستشعر:
في منتصف عام ٢٠٢٤، قامت آنا بتركيب ٣٠ مستشعرًا للتربة في مزارع الكروم، موزعة على أنواع مختلفة من الكروم، لمراقبة رطوبة التربة ودرجة حرارتها ومحتواها من العناصر الغذائية بشكل آني. كما تستخدم آنا مستشعرات الطقس لمراقبة بيانات مثل درجة حرارة الهواء والرطوبة وسرعة الرياح.
النتائج المحددة:
1. الإدارة الجيدة:
باستخدام بيانات الاستشعار، تمكنت آنا من فهم ظروف التربة لكل كرمة بدقة. بناءً على هذه البيانات، عدّلت خطط الري والتسميد، وطبّقت إدارةً مُحسّنة. ونتيجةً لذلك، تحسّن إنتاج العنب وجودته بشكل ملحوظ، وكذلك جودة النبيذ.
2. إدارة الموارد المائية:
ساعدت المستشعرات آنا على تحسين استهلاكها للمياه. لاحظت أن رطوبة التربة في بعض الأراضي كانت مرتفعة جدًا خلال فترات زمنية معينة، مما أدى إلى نقص الأكسجين في جذور الكروم. بتعديل خطة الري، تجنبت الإفراط في الري ووفرت المياه.
3. القدرة على التكيف مع المناخ:
تُساعد أجهزة استشعار الطقس آنا على مواكبة آثار تغير المناخ على كرومها. واستنادًا إلى بيانات درجة حرارة الهواء والرطوبة، عدّلت آنا إجراءات التقليم والتظليل للكروم لتحسين قدرتها على التكيف مع تغير المناخ.
تعليقات من آنا دو بليسيس:
باستخدام أجهزة استشعار التربة والطقس، تمكنتُ من إدارة مزرعتي بشكل أفضل. هذا لا يُحسّن إنتاج العنب وجودته فحسب، بل يُتيح لي أيضًا فهمًا أعمق لآثار تغير المناخ. سيكون هذا مفيدًا جدًا لخططي الزراعية المستقبلية.
الحالة 3: مزرعة الحصاد في كوازولو ناتال
خلفية:
تقع مزرعة "هارفست" في مقاطعة كوازولو ناتال، وتزرع قصب السكر بشكل رئيسي. ومع تذبذب هطول الأمطار في المنطقة، يبحث المزارع رشيد باتيل عن سبل لتعزيز إنتاج قصب السكر.
تطبيقات المستشعر:
في النصف الثاني من عام ٢٠٢٤، قام رشيد بتركيب ٤٠ مستشعرًا للتربة في المزرعة، موزعة على قطع أراضي مختلفة لمراقبة رطوبة التربة ودرجة حرارتها ومحتواها من العناصر الغذائية بشكل آني. كما استخدم طائرات بدون طيار لالتقاط صور جوية ومراقبة نمو قصب السكر.
النتائج المحددة:
1. زيادة الإنتاج:
باستخدام بيانات المستشعر، تمكن رشيد من فهم حالة تربة كل قطعة أرض بدقة. عدّل خطط الري والتسميد بناءً على هذه البيانات، مطبقًا استراتيجيات الزراعة الدقيقة. ونتيجةً لذلك، زاد إنتاج قصب السكر بنحو 15%.
2. توفير الموارد:
ساعدت المستشعرات رشيد على تحسين استخدام المياه والأسمدة. واستنادًا إلى بيانات رطوبة التربة ومحتواها من العناصر الغذائية، عدّل خطط الري والتسميد لتجنب الإفراط في الري والتسميد وتوفير الموارد.
3. مكافحة الآفات:
ساعدت المستشعرات رشيد أيضًا في رصد الآفات والأمراض في التربة. واستنادًا إلى بيانات درجة حرارة التربة ورطوبتها، اتخذ احتياطات للحد من استخدام المبيدات الحشرية.
تعليقات من راشد باتيل:
باستخدام مستشعر التربة، تمكنتُ من إدارة مزرعتي بطريقة علمية أكثر. هذا لا يزيد من إنتاجية قصب السكر فحسب، بل يُقلل أيضًا من الأثر البيئي. أخطط لتوسيع استخدام المستشعرات مستقبلًا لتحقيق كفاءة إنتاج زراعي أعلى.
دعم الحكومة وشركات التكنولوجيا
تولي حكومة جنوب أفريقيا أهمية بالغة لتطوير الزراعة الدقيقة، وتقدم العديد من السياسات الداعمة والإعانات المالية. وصرح المسؤول الحكومي قائلاً: "من خلال تعزيز تكنولوجيا الزراعة الدقيقة، نأمل في تحسين كفاءة الإنتاج الزراعي، وحماية الأمن الغذائي الوطني، وتعزيز التنمية المستدامة".
تشارك العديد من شركات التكنولوجيا بنشاط في هذا المجال، مقدمةً أنواعًا متعددة من مستشعرات التربة ومنصات تحليل البيانات. لا تقتصر هذه الشركات على توفير المعدات، بل تقدم أيضًا التدريب الفني وخدمات الدعم للمزارعين لمساعدتهم على الاستفادة بشكل أفضل من هذه التقنيات الجديدة.
النظرة المستقبلية
مع التقدم المستمر وانتشار تكنولوجيا استشعار التربة، ستدخل الزراعة في جنوب أفريقيا عصرًا جديدًا من الزراعة الذكية والفعالة. في المستقبل، قد تُدمج هذه المستشعرات مع الطائرات بدون طيار والآلات الزراعية الآلية وغيرها من الأجهزة لتشكيل نظام بيئي زراعي ذكي متكامل.
قال الدكتور جون سميث، الخبير الزراعي الجنوب أفريقي: "تُعدّ مستشعرات التربة جزءًا أساسيًا من الزراعة الدقيقة. فبفضل هذه المستشعرات، يُمكننا فهم احتياجات التربة والمحاصيل بشكل أفضل، مما يُتيح إنتاجًا زراعيًا أكثر كفاءة. وهذا لن يُسهم فقط في زيادة إنتاج الغذاء، بل سيُقلل أيضًا من الأثر البيئي ويُساهم في التنمية المستدامة".
خاتمة
تشهد الزراعة في جنوب أفريقيا تحولاً تكنولوجيًا. ولا يقتصر الاستخدام الواسع لأجهزة استشعار التربة على تحسين كفاءة الإنتاج الزراعي فحسب، بل يعود أيضًا بفوائد اقتصادية ملموسة على المزارعين. ومع التقدم المستمر في التكنولوجيا ودعم السياسات، ستلعب الزراعة الدقيقة دورًا متزايد الأهمية في جنوب أفريقيا والعالم، مما يُسهم إيجابًا في تحقيق أهداف التنمية المستدامة.
وقت النشر: ٢٠ يناير ٢٠٢٥