ندا اظهری، مترجم:دومین انقراض بزرگی که در دنیا رخ داد و بسیاری از گونه‌های جانوری منقرض شدند، به‌دنبال یخبندان عظیمی بود که سراسر دنیا را دربرگرفت. حالا که قرن‌ها از آن می‌گذرد، تغییرات آب‌وهوایی به‌سمتی رفته است که هرسال میانگین دمای هوای دنیا گرم‌تر از سال قبل می‌شود. از این رو کارشناسان پیش‌بینی کرده‌اند انقراض سومی که درپیش خواهد بود به‌احتمال بسیار زیاد گرمایش بسیار بالای کره زمین خواهد بود که به نابودی دوباره حجم بالایی از انسان‌ها و گونه‌های جانوری و گیاهی می‌انجامد. بالا رفتن دمای هوا، کاهش بارش‌ها و تغییر الگوهای بارشی و وقوع بارش‌های سیل‌آسا همگی جزء نشانه‌های گرم شدن کره زمین است که خود را در قالب این قبیل نوسانات دمایی نشان می‌دهد.
آب آشامیدنی منبعی است که حیات بشر به وجود آن بستگی دارد و تنها 3 درصد از منابع آب کره زمین را آب آشامیدنی تشکیل می‌دهد که معمولا در یخچال‌های طبیعی و آب‌های زیرزمینی یافت می‌شود اما از این مقدار تنها 0.5 درصد از آن برای ما قابل‌استفاده است. به‌عبارت دیگر، اگر منبع آب جهان 26 گالن باشد، منبع قابل‌استفاده از آب آشامیدنی برای ما تنها نصف قاشق چای‌خوری است. در این بین تغییرات آب‌وهوایی به‌شدت می‌تواند این منابع آبی را تحت‌تاثیر قرار دهد، به‌طوری‌که نفوذ آب‌شور و رقابت مصرف‌کنندگان جدید برای بهره‌مندی از آب شدت یافته است. به‌رغم وجود این چالش‌ها، کشاورزان و دامداران آمریکایی برای ادامه تولید و رشد برای تغذیه جمعیت رو به رشد در آمریکا و سایر کشورهای دنیا تلاش می‌کنند. به گزارش آکادمی ملی علوم آمریکا، حدود 85 درصد کل منابع آبی در دنیا در مصارف کشاورزی مورداستفاده قرار می‌گیرد. تنها 30 درصد از آب مصرفی در صنعت کشاورزی صرف دامداری و مابقی صرف کشاورزی می‌شود. این درحالی است که در ایران آمارها بالاتر است و حدود 90 درصد از آب مصرفی در بخش کشاورزی به هدر می‌رود و با توجه به قرار گرفتن کشور ما در منطقه گرم و خشک و نیز کاهش چشمگیر بارندگی‌ها، مدنظر قرار دادن راهکارهایی که بتواند تا حد امکان در مصرف آب در بخش کشاورزی کم کند، اهمیت بالایی دارد. به‌دلیل تامین موادغذایی برای بشر، تقاضا برای تولید موادغذایی به‌ویژه محصولات، میوه‌ها و سبزیجات بالاست، بنابراین به‌دلیل آبیاری ضعیف نیاز به آب بالاست. در این بخش، حجم زیادی از آب حدود 40 درصد به هدر می‌رود. گیاهان از زمان کاشت دانه تا برداشت برای هر مرحله به آب نیاز دارند. حفاظت از گیاهان مستلزم عملیاتی است که به بیشترین مصرف آب نیاز دارد. محلول‌های ترکیبی آفت‌کش‌ها که برای محافظت از گیاهان داخل تانکرها ریخته می‌شود حاوی 98 تا 99 درصد آب است و تنها درصد کمی از آن را موادشیمیایی آفت‌کش‌ها تشکیل می‌دهند. از بهترین راهکارهایی که می‌توان مصرف آب را در صنعت کشاورزی کاهش داد، به‌دست آوردن اطلاعات لازم پیرامون سلامت و وضعیت خاک گیاهان است، درنتیجه مدیریت آب و موادی که به خاک داده می‌شود باید بهبود پیدا کنند. کشاورزان با به‌دست آوردن اطلاعات دقیق درباره این حوزه‌ها، می‌توانند حوزه دقیق استرس واردشده و دیگر مشکلات ایجادشده را شناسایی کنند و اقدامات لازم را برای حل مشکلات این حوزه انجام دهند. کلید مدیریت کارآمد آب، استفاده از موادمغذی یا اجرای یکنواخت آبیاری در کل مزرعه نیست، بلکه فقط در مقدار موردنیاز و در مناطقی است که به آب نیاز دارند.
تغییر در شیوه آبیاری مزارع
کشاورزان قادرند با بهبود و اصلاح سیستم‌های آبیاری، در مصرف آب صرفه‌جویی کنند و مصرف آن را به حداقل برسانند. خط لوله آبیاری، آب را چه برای ذخیره‌سازی و چه برای آبیاری زمین‌های زراعی انتقال می‌دهد. آنها می‌توانند خط لوله آبیاری جدید و سیستم آب‌پاشی گرانشی را جایگزین سیستم‌های آبیاری قدیمی شامل آبیاری غرقابی کنند که نه‌تنها با نیمی از حجم آب در سیستم‌های سنتی زمین را آبیاری می‌کند، بلکه سرعت آبیاری را هم افزایش می‌دهد. از سوی دیگر سیستم‌های آبیاری قطره‌ای نوع دیگری از آبیاری است که آب را به‌طور مستقیم به ریشه گیاه می‌رساند. از آنجا که هنگام آبیاری، بخش زیادی از آب از ریشه گیاه دور می‌شود و روی سطح خاک می‌ریزید، احتمال تبخیر و از دست رفتن آب افزایش می‌یابد. اما استفاده از شیوه آبیاری قطره‌ای تبخیر را کاهش می‌دهد و حتی از بین می‌برد. قرار گرفتن تایمر روی سیستم آبیاری قطره‌ای به کشاورز کمک می‌کند تا برای آبیاری برنامه‌ریزی کند و یک روز آبیاری را به‌تاخیر بیندازد تا خنک‌تر شدن هوا احتمال تبخیر آب را کمتر کند.
گیاهان پوشش‌دهنده خاک
به گزارش farmers، گیاهان پوششی با پوشاندن خاک، خنک کردن سطح زمین و خاک و نیز کاهش آب ازدست‌رفته زمین در اثر تبخیر، سلامت خاک را بهبود می‌بخشند. این گیاهان پوششی مواد ارگانیک خاک را افزایش می‌دهد که باعث بهبود ساختار خاک می‌شود و از فرسایش خاک جلوگیری می‌کند و تضمین‌کننده باقی‌مانده آب و موادمغذی درون خاک هستند. خاک‌هایی که از سلامت کافی برای رشد و پرورش گیاهان برخوردارند به گیاهان در استفاده بهتر و مفیدتر از آب کمک می‌کنند، به‌طوری‌که درصورت نیاز به حجم پایین آب، از آن مقدار استفاده بهینه می‌کند. کشاورزان معمولا برای محافظت از خاک و کاهش حجم آب مصرفی، بین فواصل کشت محصول اغلب گیاهانی چون علف، دانه‌های ریز و حبوبات در زمین‌های کشاورزی می‌کارند.
جمع‌آوری و ذخیره‌سازی آب باران
کشاورزان مناطقی که بارندگی زیادی دارند، می‌توانند با جمع‌آوری و ذخیره‌سازی آب باران بخشی از نیاز خود را تامین کنند. مزارع کوچک و بزرگ به این طریق به‌طور یکسان می‌توانند در مصرف آب صرفه‌جویی کنند و می‌توان بشکه‌هایی را برای ذخیره‌سازی آب باران تعبیه کرد یا حوضچه‌هایی ساخت تا آب باران را نگهداری کنند. آبی را که در بشکه‌ها ذخیره می‌شود هم می‌توان برای آبیاری زمین‌های کشاورزی و هم تامین آب دام‌ها استفاده کرد. اگر سیستم تصفیه آب در دسترس باشد نیز می‌توان همین آب باران ذخیره‌شده را به‌عنوان آب آشامیدنی یا برای شست‌وشوی ظروف، حمام کردن یا آب دادن به گل و گیاهان استفاده کرد. به‌کار بردن این آب‌های ذخیره‌شده، نیاز به برداشت از آب شهری را تا حد قابل‌توجهی کاهش می‌دهد که تاثیر انسان را بر حوزه آبخیز به حداقل می‌رساند.
کاشت محصولات کشاورزی مناسب محیط
خشکسالی در آمریکا و دیگر نقاط جهان صنعت کشاورزی و کشت محصول را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. محصولات مختلف برای رشد و تامین نیاز جمعیت بالای مردم یک کشور به مقادیر بالایی آب نیاز دارند. تغییر مسیر به‌سمت کشت محصولات کشاورزی مقاوم دربرابر خشکسالی می‌تواند به مصرف مدیریت آب کمک می‌کند. این قبیل محصولات شرایطی چون کم‌بارشی و دمای بالا را به‌خوبی تحمل می‌کنند. علاوه‌براین، این محصولات کشاورزی آب کمتری مصرف می‌کنند.
شیارکنی در زمین‌های کشاورزی
ایجاد شیار در خاک زمین‌های کشاورزی باعث تخلیه ساختار خاک شده و درنتیجه این خاک بیشتر مستعد فرسودگی است. همچنین این‌گونه زمین‌ها قادر به حفظ رطوبت خاک نیستند، به همین دلیل کشاورزان برای تامین آب و رطوبت موردنیاز خاک زمین زراعی سعی می‌کنند حجم آبیاری زمین را بیشتر کنند. ایجاد چنین شیارهایی که باعث پستی‌وبلندی در خاک می‌شود، به‌نوعی به خاک در حفظ ساختار آن کمک می‌کند که در حفظ رطوبت خام و نیاز به آبیاری کمتر نقش مهمی را ایفا می‌کند.
مدیریت خاک
یکی از راه‌های صرفه‌جویی در آب در مزارع، مدیریت و حفظ ساختار خاک خوب است. کمپوست و مالچ به‌عنوان عوامل کوددهی برای خاک شما عمل می‌کنند که باعث افزایش احتباس آب در خاک می‌شود. مالچ بعد از آبیاری محصولات، رطوبت را در خاک نگه می‌دارد و این بدان معناست که می‌توان زمان آبیاری را بیشتر کرد. علاوه‌براین مالچ به تجزیه کمپوست و کود و نیز به ماندگاری طولانی مدت‌تر آب در خاک کمک می‌کند.
بازیافت رواناب
تشکیل رواناب گاهی اجتناب‌ناپذیر است. برخی مواقع ممکن است بعد از آبیاری مزارع، بارش باران آغاز می‌شود و به همین دلیل ممکن است رواناب به‌دنبال آب بیش‌ازحد در مزارع ایجاد شود. بازیافت این آب که در معرض هدر رفتن قرار دارد، می‌تواند به صرفه‌جویی در مصرف آب کمک کند. سیستم‌های بازیافت شامل کانال‌های جمع‌آوری رواناب هستند که بتوانند آب را به حوضه‌های بزرگ هدایت کنند. سپس این آب از سیستم فیلتراسیون عبور کرده و کشاورزان می‌توانند از آب تصفیه‌شده برای آبیاری محصولات استفاده کنند.
ترکیب فناوری‌های کشاورزی (آکواپونیک)
آکواپونیک راه‌حلی جذاب برای کمبود آب ارائه می‌دهد. این سیستم از ترکیب آبزی‌پروری (پرورش ماهی) و هیدروپونیک (کشت گیاهان در آب بدون خاک) حاصل می‌شود. در برخی مزارع یکپارچه، این سیستم‌ها می‌توانند مصرف آب را تا 90 درصد در مقایسه با کشاورزی سنتی کاهش دهند. به‌طورکلی ترکیب دو شیوه پرورش ماهی و کشت گیاهان تاثیر بالقوه‌ای در صرفه‌جویی مصرف آب دارد و حتی توانسته مصرف آب را در مزارع پرورش ماهی با سیستم آکواپونیک تا یک‌پنجم هم کاهش دهد. بهبود وضعیت تولید ماهیان و گیاهان، بهبود کیفیت محصولات کشاورزی، کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی و کاهش هزینه‌های تامین آب و صرفه‌جویی در مصرف کودهای شیمیایی از مزایای این شیوه فناورانه جدید به‌شمار می‌رود.
فناوری‌های بی‌سیم و کمک به صرفه‌جویی در مصرف آب
به گزارش fastcompany، یکی از فناوری‌های نوین که می‌تواند در صنعت کشاورزی و برای کمک به مدیریت مصرف آب به کار رود، استفاده از فناوری اینترنت اشیا به‌عنوان یکی از فناوری‌های بی‌سیم است. این فناوری درواقع شبکه‌ای از اشیای مجهز به حسگرهایی است که قادر است از طریق اتصال به اینترنت، داده‌های موردنیاز خود را انتقال دهد که از نمونه‌های آن می‌توان به خودروهای خودران، ترموستات‌های خانه‌های هوشمند و وسایل ورزشی هوشمند اشاره کرد. اما این فناوری هوشمند در کشاورزی شامل استفاده از فناوری‌هایی چون ارتباطات زیرزمینی بی‌سیم، سنجش زیرسطحی و آنتن‌گذاری در خاک را شامل می‌شود. این سیستم‌ها به کشاورزان کمک می‌کند تا شرایط را در زمین‌های کشاورزی خود مدیریت کرده و آب، نهاده‌ها مانند کود را در زمان و مکان موردنیاز اعمال کنند. به‌ویژه نظارت بر شرایط خاک ازجمله مواردی است که به کشاورزان در صرفه‌جویی در مصرف آب کمک می‌کند. اکنون می‌توان حسگرها را به‌طور بی‌سیم در سیستم‌های آبیاری ادغام کرد تا کشاورز از میزان رطوبت خاک آگاهی لحظه‌ای پیدا کند. این استراتژی می‌تواند بدون ایجاد اختلال در عملیات آبرسانی و آبیاری مزارع، تقاضای آب را برای آبیاری از 20 درصد به 70 درصد کاهش دهد. درواقع اینترنت اشیا به ابزاری هوشمند برای سنجش میزان رطوبت خاک تبدیل‌شده تا کشاورزان بتوانند از این میزان رطوبت برای بهبود تولید محصول استفاده کنند. در اینترنت اشیا کشاورزی از شبکه‌ای از آنتن‌ها و حسگرهای رادیویی استفاده می‌شود که اطلاعات محصول و خاک را در زمین زراعی جمع‌آوری می‌کند. این حسگرها و آنتن‌ها برای جمع‌آوری اطلاعات به‌طور بی‌سیم با یکدیگر و با تجهیزات کشاورزی در ارتباط‌اند. این چهارچوب کامل با پردازش اطلاعات، دستورهای لازم را برای فعالیت ماشین‌آلات کشاورزی صادر می‌کند. ارتباط این حسگرها با هم به کنترل هرچه بهتر سیستم‌های آبیاری و حفظ خودکار آب کمک می‌کند. این سیستم همچنین میزان و زمان آبیاری را نیز تنظیم می‌کنند.
ایران و فناوری نانوحباب‌ها
فناوری نانوحباب از نوین‌ترین شیوه‌های مدیریت مصرف آب در صنایع مختلف کشاورزی و آبزی‌پروری به‌شمار می‌رود که تنها آمریکا و ژاپن به این فناوری دست پیدا کرده‌اند که ایران سومین کشوری است که به این فناوری دست پیدا کرده است. با پیشرفتی که محققان ما در چندسال اخیر در این فناوری به‌دست آورده‌اند، حتی قرار بر آن شده که از این فناوری در ایجاد تحول در تصفیه آب و فاضلاب کشور هم استفاده شود. این فناوری با تامین اکسیژن موردنیاز برای فرآیندهای هوادهی و تصفیه فاضلاب، علاوه‌بر اینکه مشکل کمبود اکسیژن را برای مصارفی چون پرورش ماهی حل می‌کند، بلکه کدر بودن پساب‌ها و مصرف آب اضافی را نیز رفع می‌کند. با استفاده از فناوری نانوحباب‌ها حتی میزان مصرف برقی که برای تصفیه آب به کار می‌رود تا 50 درصد کمتر می‌شود. استفاده از نانوحباب‌ها در مزارع کشاورزی به‌ویژه در سیستم گلخانه‌های هیدروپونیک مرسوم شده است. نانوحباب‌ها درواقع حباب‌های بسیار ریز در حدود 3هزار حباب ریز در مقیاس یک‌دانه نمک هستند که با تولید اکسیژن بیشتر و تجزیه میکروارگانیسم‌های آلی به بهبود کیفیت آب و صرفه‌جویی در مصرف آن کمک می‌کند. وجود اکسیژن بیشتر در آب علاوه‌بر افزایش جذب مواد مغذی، حفظ آب، رشد بیشتر گیاهان و سرکوب بیماری‌ها به بهبود سلامت گیاهان هم کمک می‌کند.