دراسة لـ"إيجي إن".. التكنولوجيا الزراعية، ثورة حديثة لتحقيق تنمية زراعية مستدامة

الثلاثاء، 14 يناير 2025 01:43 م

التكنولوجيا الزراعية

كريم قنديل

تمثل التكنولوجيا الزراعية، أحد أهم التطورات الحديثة، والتي ساهمت في إحداث ثورة في القطاع الزراعي على مستوى العالم، حيث تهدف هذه الابتكارات إلى زيادة الإنتاجية، وتحسين جودة المحاصيل، وتقليل استهلاك الموارد الطبيعية مثل المياه والطاقة، من خلال تطبيقات تشمل الذكاء الاصطناعي، والطائرات بدون طيار، والأقمار الصناعية، وأنظمة الري الذكية.

وأصبحت الزراعة التقليدية، أكثر كفاءة واستدامة، ما يعزز قدرتها على مواجهة التحديات العالمية، مثل تغير المناخ والنمو السكاني المتزايد، علاوة على أن هذه التكنولوجيا، أصبحت وسيلة فعالة لتقليل الفجوة بين العرض والطلب في القطاع الزراعي، مع تعزيز قدرات المزارعين وتحقيق الاستدامة البيئية.

هدف الدراسة

تهدف هذه الدراسة، إلى تسليط الضوء على دور التكنولوجيا الزراعية في تحقيق تنمية زراعية مستدامة، مع التركيز على كيفية تحسين الإنتاجية الزراعية وجودة المحاصيل، وتقليل استهلاك الموارد الطبيعية، مثل المياه والطاقة، كما تسعى الدراسة إلى استعراض أحدث التقنيات المستخدمة في الزراعة، مثل الذكاء الاصطناعي، وإنترنت الأشياء، والطائرات بدون طيار، والروبوتات، مع تحليل تأثيرها في مواجهة التحديات العالمية مثل تغير المناخ، والنمو السكاني، وتحقيق الأمن الغذائي.

نبذة عن التكنولوجيا الزراعية

وتمثل التكنولوجيا الزراعية، أحد أهم التطورات الحديثة، والتي ساهمت في إحداث ثورة في القطاع الزراعي على مستوى العالم، حيث تهدف إلى زيادة الإنتاجية، وتحسين جودة المحاصيل مع تقليل استهلاك الموارد الطبيعية، مثل المياه والطاقة.

كما تعتمد هذه التكنولوجيا، على تطبيقات متعددة تشمل الذكاء الاصطناعي، الطائرات بدون طيار، الأقمار الصناعية، وأنظمة الري الذكية، والتي تعمل على تحسين إدارة التربة والمياه، وتعزيز كفاءة العمليات الزراعية، وهذه الابتكارات، ليست فقط وسيلة لتحسين الزراعة التقليدية، بل تُعد أيضًا استجابة حيوية للتحديات العالمية، مثل تغير المناخ، النمو السكاني المتزايد، والحاجة إلى تحقيق الأمن الغذائي.

علاوة على ذلك، تساهم التكنولوجيا الزراعية، في تطوير ممارسات زراعية مستدامة من خلال تقليل الهدر وتحسين إدارة المخلفات الزراعية، فضلًا عن دورها في تعزيز قدرة المزارعين على التكيف مع الظروف المناخية القاسية وزيادة العائد الاقتصادي لهم، كما أن استخدام الهندسة الوراثية، لتطوير محاصيل مقاومة للأمراض والجفاف، يمثل نقطة تحول في تحسين الإنتاج الزراعي، وتوفير الغذاء بجودة عالية، في ظل انتشار هذه التقنيات في العديد من الدول، فإنها تشكل ركيزة أساسية، لتحقيق تنمية زراعية شاملة ومستدامة، تلبي احتياجات الحاضر والمستقبل.

التقنيات الجديدة

إن التقنيات الجديدة في الزراعة، تلبي الطلب المتزايد على "الأتمتة" الزراعية، والرقمنة، والاستدامة، كما تشير الاتجاهات الزراعية الناشئة، إلى تحول نحو الزراعة الذكية والاستغلال الأمثل للوقت والموارد، مع تقليل خسائر المحاصيل، حيث تعد الزراعة الذكية، اتجاهًا مستقبليًا يعتمد على تقنيات مثل إنترنت الأشياء (IoT)، والرؤية الحاسوبية، والذكاء الاصطناعي للزراعة، كما تُسرّع الروبوتات والطائرات بدون طيار من عملية الأتمتة الزراعية، من خلال استبدال العمليات اليدوية، مثل قطف الفواكه، مكافحة الأعشاب الضارة، أو رش المياه.

تقوم الشركات الناشئة في مجال التكنولوجيا الزراعية، بتطوير أجهزة إنترنت الأشياء المدعومة بتقنيات الاستشعار، لجمع بيانات ميدانية في الوقت الفعلي، حيث يتيح ذلك للمزارعين، اتخاذ قرارات مستندة إلى البيانات، إضافة إلى ذلك، أدى الانتشار الواسع للزراعة الدقيقة والزراعة الداخلية في السنوات الأخيرة، إلى تعزيز نمو إنترنت الأشياء في الزراعة.

وبشكل عام، تُحدث هذه الاتجاهات في التكنولوجيا الزراعية، تغييرات جذرية ومستدامة في الممارسات الزراعية، حيث لا تركز الجهود على تحسين الجودة والكمية العامة للمحاصيل وتعزيز إدارة الثروة الحيوانية فقط، بل أيضًا على تحقيق الهدف النهائي المتمثل في مستقبل مستدام.

إضافة إلى ذلك، تساهم الطائرات بدون طيار في توفير الوقت اللازم لمراقبة المحاصيل، وتعمل التطورات في الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي (ML)، على تعزيز دقة التنبؤ وتوفير رؤى حول الأحوال الجوية، وتصنيف المحاصيل، والأمراض التي تصيب النباتات والحيوانات، كما تُعد الزراعة الدقيقة، اتجاهًا رئيسيًا آخرًا منتشرًا في الصناعة، وأخيرًا، تعمل الشركات الناشئة على تطوير حلول زراعية مستدامة، وتقديم تقنيات زراعة جديدة، مثل الزراعة المائية (Hydroponics)، والزراعة المائية المتكاملة (Aquaponics).

حجم الإنفاق العالمي على التكنولوجيا الزراعية

طبقًا لتقريرData Bridge، شهد الإنفاق العالمي على التكنولوجيا الزراعية، زيادة ملحوظة خلال السنوات الأخيرة، ويعكس هذا الاتجاه التصاعدي، اهتمامًا متزايدًا بتوظيف التقنيات الحديثة، لتحسين الإنتاجية الزراعية، وزيادة كفاءة العمليات الزراعية.

ففي العام 2019، بلغ حجم الإنفاق حوالي 10 مليارات دولار أمريكي، وهو تقدير تقريبي بناءًا على الاتجاهات السابقة، ورغم أن هذا العام، لم يكن يحمل طفرة كبيرة في تبني التقنيات الحديثة، إلا أنه أشار إلى بداية التحول نحو تحسين كفاءة الإنتاج الزراعي، عبر استخدام التكنولوجيا.

وفي العام 2020م، شهد القطاع الزراعي نقلة نوعية، حيث ارتفع الإنفاق إلى 12,5 المليار دولار أمريكي، نتيجة لتأثير جائحة كورونا التي دفعت إلى تبني أوسع لتقنيات مثل إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي، حيث أصبحت هذه التقنيات أساسية، لتحسين الإنتاج الزراعي في ظل القيود التي فرضتها الجائحة على القطاع، وتُظهر البيانات، أن عام 2021، شهد زيادة أخرى في الإنفاق ليصل إلى 14,2 مليار دولار أمريكي، حيث أدت الحاجة المستمرة، لتحسين كفاءة الإنتاج إلى تسريع الاستثمارات في التكنولوجيا الزراعية.

وبحلول العام 2022، ارتفع الإنفاق إلى 16,1 مليار دولار أمريكي، مع تسارع استخدام الزراعة الذكية، والطائرات بدون طيار، كما تزايد الاعتماد على البيانات الضخمة، ما ساهم بشكل كبير في تحسين القدرة على التنبؤ بالحصاد ورصد مشاكل المحاصيل، إلا أنه في 2023، استمر النمو ليصل الإنفاق إلى 18,3 مليار دولار، مع استمرارية الابتكار في مجال الزراعة الدقيقة، واستخدام البيانات الضخمة بشكل أوسع، ما يعكس اعتمادًا أكبر على التكنولوجيا، لتحسين الكفاءة الإنتاجية.

توقعات حجم الإنفاق العالمي على التكنولوجيا الزراعية حتى عام 2030

وبالنظر إلى المستقبل، يتوقع أن يستمر هذا الاتجاه التصاعدي في السنوات القادمة، فمن المتوقع أن يصل الإنفاق العالمي على التكنولوجيا الزراعية في 2024 إلى 20,01 مليار دولار أمريكي، نتيجة لتحسين البنية التحتية لتكنولوجيا الاتصال، خاصة مع الانتشار المتوقع للشبكات، وبناءًا على معدل النمو السنوي المركب 13,23%، ومن المتوقع أن يصل الإنفاق إلى 22,7 مليار دولار في 2025، ويستمر النمو ليصل إلى 32,7 مليار دولار في 2027، وأخيرًا إلى 50 مليار دولار في 2030، كما يُظهر هذا التوجه العالمي أن الابتكار التكنولوجي في الزراعة، ليس مجرد خيارٍ، بل ضرورة لضمان استدامة الإنتاج الزراعي في مواجهة التحديات المستقبلية.

أهم 10 اتجاهات وابتكارات في مجال التكنولوجيا الزراعية

طبقًا لبيانات StartUs Insights، تشير البيانات إلى أن اتجاهات الابتكار في التكنولوجيا الزراعية، تختلف من حيث تأثيرها الاقتصادي والعملي على القطاع، ما يعكس الأولويات الحالية والاحتياجات المتغيرة في الزراعة الحديثة، ويتصدر إنترنت الأشياء (19%) قائمة الابتكارات الأكثر تأثيرًا، حيث يعزز الكفاءة الإنتاجية من خلال جمع وتحليل بيانات دقيقة عن التربة، المياه، والنباتات، ما يتيح للمزارعين اتخاذ قرارات مبنية على معلومات دقيقة.

كما أن هذه التقنيات، تسهم في تقليل الهدر في الموارد مثل المياه والأسمدة، ما يخفض التكاليف التشغيلية على المدى الطويل،حيث أن اعتمادها يزيد الإنتاجية، ويقلل من التأثيرات البيئية السلبية، ما يجعلها أداة أساسية لتحقيق استدامة اقتصادية وبيئية في القطاع الزراعي.

تأتي الروبوتات الزراعية (17%) في المرتبة الثانية، حيث تلعب دورًا رئيسيًا في مواجهة تحديات العمالة الزراعية، التي تعاني من ندرة في العديد من المناطق، حيث تساهم الروبوتات في أتمتة عمليات أساسية مثل الحصاد، والبذر، وإزالة الأعشاب الضارة.

الأمر الذي أدي إلى تسريع العمليات الزراعية، وتقليل الأخطاء البشرية، من الناحية الاقتصادية، توفر الروبوتات حلولًا طويلة الأجل، تقلل من الاعتماد على العمالة البشرية المكلفة، مع تحسين الإنتاجية، وتقليل الزمن اللازم لإتمام المهام الزراعية.

أما الذكاء الاصطناعي والذي وصلت نسبته إلى (14%)، فيمثل أداةً قويةً لتحليل البيانات الزراعية، والتنبؤ بالمخاطر مثل تقلبات الطقس وانتشار الأمراض، ما ساعد في تحسين إدارة المزارع وزيادة الإنتاجية، من خلال خوارزميات التعلم الآلي، حيث يمكن تحسين قرارات المزارعين، بشأن اختيار المحاصيل، وتوقيت الزراعة، وإدارة الموارد، مما يؤدي إلى تعزيز العائد على الاستثمار الزراعي، كذلك، يبرز دور الطائرات الزراعية بدون طيار (13%)، في تحسين دقة العمليات الزراعية، مثل توزيع المبيدات والأسمدة، حيث تسهم في تقليل التكاليف التشغيلية، من خلال تحسين استخدام الموارد وزيادة الإنتاجية.

إن الابتكارات الأخرى مثل الزراعة الدقيقة مثلت (11%)، والبيانات الضخمة (6%)، حيث توفر أدوات تحليلية متقدمة تتيح للمزارعين تخصيص الموارد بدقة، لتحسين إنتاجية المحاصيل، كما أن التكنولوجيا الحيوية الزراعية بلغت (7%)، والزراعة البيئية الخاضعة للرقابة (6%)، تسهمان في تطوير محاصيل أكثر مقاومة للتغيرات المناخية والآفات، ما يقلل الخسائر ويعزز الاستدامة.

وأخيرًا، على الرغم من أن تأثير تكنولوجيا الاتصال (3%) يبدو محدودًا، إلا أنه يمثل عاملًا أساسيًا في ربط جميع هذه التقنيات وتسهيل تبنيها، ما يعزز تحول القطاع الزراعي، نحو مزيد من الرقمنة والكفاءة.

إنترنت الأشياء

تتطلب مراقبة المحاصيل والحقول التقليدية الكثير من العمل اليدوي، والمعدات المادية، والوقت، ولكن إنترنت الأشياء (IoT)، يوفر بديلًا مبتكرًا، حيث تقوم أجهزة إنترنت الأشياء، المزودة بمستشعرات متعددة، بجمع ونقل البيانات في الوقت الفعلي عبر تطبيقات الهواتف المحمولة، أو الأجهزة المتطورة، أو وسائل أخرى، حيث تؤدي هذه المستشعرات مهامًا متنوعة مثل تتبع درجة حرارة التربة، والرطوبة، والمواشي، والنباتات.

كما يسهل إنترنت الأشياء أيضًا، مراقبة المزارع عن بُعد، ما يعزز راحة المزارعين، علاوة على أن أنظمة الري المدعومة بتقنية إنترنت الأشياء تعمل على دمج المستشعرات لري المحاصيل بشكل آلي، مثل مستشعرات التبخر والنتح، ورطوبة التربة، والأمطار، والشركات الناشئة المبتكرة، تعد حلول استشعار رائدة تدمج تقنية إنترنت الأشياء مع الطائرات بدون طيار، والروبوتات، والتصوير بالكمبيوتر، وهذا يعزز دقة الزراعة، والمرونة، والقدرة على الاستجابة، مع تقديم تنبيهات فورية للمناطق التي تحتاج إلى اهتمام.

الروبوتات الزراعية

تشكل ندرة العمالة الزراعية، خاصة في العمليات الكبيرة، تحديًا كبيرًا للمزارعين، لمواجهة هذه المشكلة، كما تعمل الشركات الزراعية الناشئة على تطوير روبوتات مصممة للمساعدة في مختلف المهام، تشمل العمليات قطف الفواكه، والزراعة، والزراعة البديلة، والحصاد، والبذر، والرش، وإزالة الأعشاب الضارة.

كما تقوم هذه الروبوتات الزراعية، بأتمتة الأعمال الحقلية المتكررة، بأن يقوم المزارعون بتبني الآلات الزراعية الذكية، بما في ذلك الجرارات الذاتية والنصف ذاتية المزودة بتقنية التوجيه التلقائي، لتسهيل الحصاد والملاحة، بالإضافة إلى ذلك، يجد الروبوتات فائدة في أنظمة إدارة الماشية الآلية، حيث تدير مهام مثل الوزن، والحضانة، والحلب، والإطعام، من خلال دمج الروبوتات في عملياتهم، بما يعزز للمزارعين الإنتاجية الإجمالية، ويقلل من الأخطاء البشرية، ما يحسن في النهاية كفاءة الزراعة.

الذكاء الاصطناعي

إن دمج الذكاء الاصطناعي في الزراعة، يمكّن المزارعين من الحصول على رؤى في الوقت الفعلي، ما يعزز اتخاذ القرارات الاستباقية، كما يوفر الذكاء الاصطناعي، تحليلات تنبؤية لتوقعات الطقس، وتقديرات غلة المحاصيل، واتجاهات الأسعار، الأمر الذي يتيح للمزارعين، اتخاذ قرارات مدعومة بالبيانات، تساعد الدردشة الذكية المدعومة بالذكاء الاصطناعي المزارعين من خلال تقديم اقتراحات وتوصيات مخصصة، كما تقوم خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، بأتمتة اكتشاف الحالات الشاذة والأمراض في النباتات والماشية.

وهذا الأمر يتيح اتخاذ إجراءات تصحيحية سريعة عند الحاجة، في مجال التكنولوجيا الحيوية الزراعية، وتساعد خوارزميات التعلم الآلي، في تقديم توصيات لاختيار الجينات، كما يفتح الذكاء الاصطناعي، أبوابًا جديدة لتصنيفات الائتمان البديلة، الأمر الذي يتيح الوصول أيضًا، إلى التمويل للمزارعين الذين لا تشملهم البنوك التقليدية، كما تستفيد الشركات الناشئة المبتكرة أيضًا من الذكاء الاصطناعي، لتحسين جودة الحصاد، على سبيل المثال، تكنولوجيا رؤية جودة الحصاد (HQV)، والتي تقوم بمسح وتقييم جودة وكمية الفواكه والخضروات.

الطائرات الزراعية بدون طيار

تعمل الطائرات بدون طيار (UAVs) على جمع البيانات الخام، والتي تتحول إلى رؤى قيمة، لتحقيق مراقبة شاملة للمزارع، ومزودة بالكاميرات، تعمل الطائرات بدون طيار علي التصوير الجوي، ومسح الحقول الواسعة، حيث يستخدمها المزارعون لتحسين الاستخدام المستهدف للأسمدة والمياه والبذور والمبيدات الحشرية.

ويعزز ذلك الزراعة الدقيقة، حيث تتمتع الطائرات بدون طيار، بقدرات جوية تتيح التقاط مجموعة واسعة من الصور، بدءًا من الصور الضوئية التقليدية، إلى التصوير متعدد الأطياف، لدعم تحليل المحاصيل والتربة والحقول، علاوة على ذلك، تسهل الطائرات بدون طيار، مهام مثل تتبع الماشية، وتحديد المناطق الجغرافية، ومراقبة الرعي.

ورغم عدم ملاءمتها لمراقبة الدواجن بسبب الإزعاج المحتمل للطيور، فإنها تعد فعالة للغاية في مراقبة الماشية والرعي وزراعة المحاصيل، كما يستكشف العديد من الشركات الناشئة، تكنولوجيا الطائرات بدون طيار لقياس مستويات الكلوروفيل، وتقييم ضغط الأعشاب الضارة، وتحليل التركيب المعدني والكيميائي للتربة.

البيانات الضخمة والتحليلات

وتشمل مؤشرات الزراعة الحيوية، معلومات حول مساحة المحاصيل، والإنتاج، واستخدام الأراضي، والري، وتسعير المنتجات الزراعية، وتوقعات الطقس، وصحة المحاصيل، ما يجعلها عوامل حاسمة للمواسم الزراعية القادمة، حيث تعمل أدوات البيانات الضخمة والتحليلات على تحليل البيانات المتعلقة بالظروف الجوية، والآلات الزراعية، ودورات المياه، وجودة المحاصيل وكميتها، لاستنباط معلومات دقيقة تدعم العمليات الزراعية.

ويوفر هذا النهج القائم على البيانات للمزارعين، القدرة على اكتشاف الأنماط والعلاقات الخفية، بما يساعد في تحسين اتخاذ القرارات، حيث تقدم الشركات الآن، حلولًا لتحليلات المزارع، تتيح للمزارعين استخدام بيانات الحقول بكفاءة أكبر، فعلى سبيل المثال، توفر تحليلات المزارع، رؤى حول مستويات مغذيات التربة، والحموضة، والقلوية، واحتياجات الأسمدة، مما يمكّن من اتخاذ قرارات مبنية على البيانات.

تكنولوجيا الاتصال

تعتمد الزراعة الذكية بشكل كبير، على تقنيات الاتصال مثل 5G، وLPWAN، والنطاق العريض الريفي، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، حيث تلعب تقنية 5G على وجه الخصوص دورًا محوريًا في دمج أجهزة إنترنت الأشياء، والروبوتات، وأجهزة الاستشعار، مما يسهل الاتصال عالي السرعة للأصول المنتشرة في الموقع.

ويمكن للمزارعين بذلك، مراقبة البيانات في الوقت الفعلي بشكل أكثر دقة، واتخاذ الإجراءات الفورية عند الضرورة، كما يعزز الإنترنت عالي السرعة عبر الألياف البصرية، تبادل البيانات الحقلية في الوقت الفعلي، وهو عنصر حاسم للمعاملات الزراعية الدقيقة والمبنية على أسس صحيحة، كما توفر هذه التقنيات للاتصال، الأساس اللازم لتقنيات إنترنت الأشياء، وغيرها من التكنولوجيا الذكية، لتساعد في إنشاء مزارع مترابطة وذكية.

ختامًا، يشهد قطاع الزراعة، تقدمًا تقنيًا كبيرًا، خاصة في الدول المتقدمة، بينما تقوم الدول النامية بالتقدم تدريجيًا، حيث تعزز الزراعة الذكية، ربحية المزارعين من خلال توفير الوصول إلى بيانات محددة للموقع، وتوقعات الطقس، وتنبؤات الإنتاج، كما تعمل مجموعة من التقنيات معًا، لتبسيط العمليات الزراعية، ما يضمن الكفاءة والدقة، حيث تتيح الزراعة الحديثة للمزارعين حتى إدارة عملياتهم عن بُعد، عبر أجهزة إنترنت الأشياء، وأجهزة الاستشعار، والأنظمة الآلية، مما يعزز الإنتاجية والراحة.

Short Url

أخبار متعلقة