الزراعة قديمة قِدم الإنسان تقريبًا. إلى جانب الصيد وصيد الأسماك وجمع الثمار، مُورست الزراعة والاستزراع على نطاق واسع منذ الأزمنة السحيقة وكانت عماد اقتصاد جميع الحضارات القديمة. لا تزال طبيعة البشر كما هي، وبما أن الامتناع عن الطعام لا يناسب أغلبية الناس، فإن الزراعة لا تفقد أهميتها، إذ تواصل تزويد البشرية الآخذة بالنمو بالغذاء.
وباعتبارها نشاطًا ضاربًا في القِدم، تشهد الزراعة المعاصرة تغيرات سريعة وعميقة ناجمة عن عوامل اجتماعية عديدة واتجاهات تقنية. يؤدّي ازدياد سكان الأرض إلى طفرة في الطلب على الغذاء، وهو ما يتسبب بدوره في زيادة أسعار المنتجات الزراعية، وإعادة النظر في السياسات التجارية، وتحولات في سلاسل التوريد، وإعادة تشكيل مسارات توصيل الغذاء التقليدية.
على الرغم من النمو العام لعدد سكان العالم، فإن عدد العاملين في الزراعة في تراجع مطّرد، ما ينبئ بعجز أشد في اليد العاملة في هذا القطاع لعقود مقبلة. كما أن الميل العام نحو الأغذية العضوية والمستدامة — وهو أكثر وضوحًا في الدول الغربية — يعني توجيه اهتمام أكبر لعمليات الزراعة والحصاد، مضيفًا أبعادًا جديدة لتعريف الزراعة الحديثة.
في النهاية، تجد الزراعة الحديثة نفسها أمام معضلة. يطمح المزارعون لإنتاج محاصيل أعلى جودة وبكميات أكبر، لكن عدد الأيدي المتاحة اللازمة لذلك يتناقص باستمرار، مع احتمالات ضئيلة لتغير هذا الواقع قريبًا. ومع انحسار تدفق العمال إلى الزراعة، لا يبقى بديل سوى توظيف أدوات أكثر كفاءة.
الميكنة الزراعية والزراعة المؤتمتة
في عالم اليوم، تسود الأتمتة. ويتم الاستفادة منها في مجالات شتّى — من أثاث المكاتب وميكنة البيئة المنزلية إلى الطب والصناعات المختلفة. والزراعة ليست استثناءً، إذ تساعد الأدوات الزراعية الحديثة وأتمتة الزراعة في تبسيط دورة إنتاج المحاصيل وجعلها أكثر كفاءة وأقل استهلاكًا للعمالة.
أصبح هذا التوجه نحو أتمتة الزراعة جليًا على نحو خاص في الألفية الجديدة، مع ضخ مزيد من الأموال في الشركات الناشئة الزراعية وأنظمة المزارع المؤتمتة. قدّر TechCrunch حجم الاستثمارات في هذه الشركات عام 2017 بمبلغ مذهل قدره 1.5 مليار دولار، أي سبعة أضعاف ونصف عمّا كان قبل عشر سنوات. كما شهد عدد الشركات الناشئة نموًا ملحوظًا أيضًا، إذ تتنافس 160 شركة في أتمتة الزراعة على التمويل مقارنةً بـ 31 in 2007.
تشمل قائمة تقنيات الزراعة الحديثة جميع جوانب إنتاج المحاصيل. فبعض الشركات تقدّم برمجيات تتيح إدارة فعالة للبذور والأسمدة وكذلك التحكّم في التربة والري وصولًا إلى التنبؤ بالإنتاج. وتوفّر شركات ناشئة أخرى طائرات مسيّرة لا تقتصر على المراقبة، بل يمكنها تطبيق معالجات للمحاصيل من الجو مثل الأسمدة والمبيدات ومبيدات الأعشاب وغيرها. فيما تصمّم شركات أخرى وتستخدم معدات زراعية مؤتمتة مع مجموعة من التطبيقات — من مثاقب الحبوب والحصادات والجرارات المؤتمتة إلى روبوتات قطف الفاكهة.
ومهما بدت هذه الآفاق واعدة، يدرك المزارعون أن الزراعة المؤتمتة لا تبدأ بالمعدات الحديثة فحسب، بل بالاستخبارات والاستطلاع المناسبين، أي جمع البيانات.
إنترنت الأشياء: دع الآلات تعمل لأجلك
تصل إليك المعلومات الدقيقة عن حالة مزرعتك عبر الحساسات. فعلى سبيل المثال، توضع الحساسات البعيدة التي تصنعها CropX في أنحاء الحقل لإخطار المزارعين بالحالة غير الملائمة للتربة مثل نقص الرطوبة. ومع ذلك، تجعل الأتمتة في الزراعة التغذية الراجعة الفورية من المزارع غير ضرورية، إذ تتضمن أنظمة الزراعة المؤتمتة أجهزة أخرى متصلة بالحساسات والعدادات للاستجابة للبيانات المُستحصَلة وفق خطوات وإجراءات مُسبقة الإعداد. وهكذا يعمل نظام الريّ عندما وأينما كانت الحاجة للماء أكبر.
تُسمّى هذه التقنية الزراعية الحديثة بإنترنت الأشياء (IoT)، ولا تتطلب وجود الإنسان للتحكّم في العمليات الزراعية المختلفة. وبدلًا من ذلك، تعمل الحساسات والعدادات والآلات بصورة مستقلة، مترابطة عبر الشبكة الخلوية أو الإنترنت المتنقل أو البلوتوث أو أي نوع آخر من الاتصال اللاسلكي. يوفّر تطبيق إنترنت الأشياء في المزارع المؤتمتة تحسينًا لإيصال الموارد وأقصى كفاءة للزراعة الدقيقة، ما يعني غلالًا أكبر من محاصيل أعلى جودة.
من المتوقع أن تُظهر المعدات الزراعية المؤتمتة والمتصلة عبر الإنترنت نموًا بنسبة 20% خلال السنوات القادمة، نظرًا لإمكان توظيفها في كل خطوة ضمن سلسلة القيمة الزراعية.
التطبيقات الزراعية لإنترنت الأشياء
إدارة المزرعة نشاط معقّد ينطوي على عشرات العمليات التي تخضع في تنفيذها لعوامل عديدة. تؤثر هذه العوامل في قرارات المزارعين بشأن اختيار وتطبيق البذور والأسمدة والمبيدات، كما تتضمن معلومات عن أحوال الطقس والأمطار المتوقعة ودرجات حرارة الهواء والتربة وغيرها. توفّر هذه البيانات حساساتٌ تُطلق خوارزميات برمجية معينة لتحسين العمليات الزراعية المقابلة في المزارع المؤتمتة.
مجال محتمل آخر لتطبيق إنترنت الأشياء في الزراعة يتعلق بتتبّع الموارد وإدارتها. فمن خلال استخدام برمجيات مناسبة، سيتمكن المزارعون من تسجيل جميع تطبيقات الحقل ثم تتبع هذه الموارد وصولًا إلى مواقع التخزين والمصاعد. وبنتيجة هذا التحسين، يستطيع مصنعو الأغذية والمشروبات التميّز في ابتكار قيمة تسويقية لأعمالهم.
تستفيد التقنيات الزراعية الحديثة كثيرًا من تطبيق إنترنت الأشياء في أمان التخزين. فمثلًا، يتيح تجهيز الصوامع والمصاعد بحساسات OPI Systems مراقبة الظروف الداخلية وتنبيه الناس إلى الحرارة أو الرطوبة الزائدة التي قد تضرّ بالحبوب المخزّنة، أو إرسال إنذارات إذا كان ثمة خطر نشوب حريق.
لا تقتصر الأتمتة في الزراعة على إدخال أحدث التقنيات؛ بل تشمل أيضًا ترقية الأدوات والآلات الزراعية التقليدية وإدخال الحديثة منها.
الآلات الزراعية الحديثة
تقوم فكرة المزرعة المؤتمتة على تقليل مشاركة العنصر البشري قدر الإمكان، ما يفترض الاستفادة من آلات وروبوتات ذاتية التحكم. ويحول دون إدخال هذه المعدات الزراعية الحديثة المستقلة على نطاق واسع ارتفاع أسعارها ومحدودية توافرها تجاريًا. ومع ذلك، يدفع اتجاه الميكنة المعاصر كثيرًا من المصنّعين إلى تطوير آلات أتمتة زراعية موثوقة وذات كلفة معقولة.
ما هي الآلات الزراعية المؤتمتة الحديثة كما يتخيّلها معظمنا؟ على الأرجح صورة ذهنية لجرار أو حصادة أو ناقل حلزوني مزوّد بمحرك يقوم بكل العمل بنفسه بلا تدخل بشري. تشارك كثير من الشركات هذه الرؤية وتحاول تحقيقها عبر تطوير نماذج جديدة مع توظيف متزايد للخصائص الذاتية. على سبيل المثال، تتمتع الجرارات الحديثة من John Deere بوظائف مؤتمتة بالكامل للحفاظ على المسار وضبط العمق.
وتسير شركات الجرارات الكبرى الأخرى على نهج مشابه، ساعيةً لتصميم آلات يمكن التحكّم بها عن بُعد وبرمجتها مسبقًا لتمكين المستخدمين من خفض تكاليف العمالة والمدخلات. وقد أثمرت بعض مشاريعهم بالفعل. فقد أنتجت DOT Technology Corp آلة بذر تعمل بالديزل يمكنها زرع حقل كامل دون تدخل بشري باتباع مسارات محددة مسبقًا. وابتكرت Rowbot آلة زراعية حديثة يمكنها نثر النيتروجين بين صفوف الذرة وزراعة محاصيل التغطية قبل حصاد الذرة الناضجة في نهاية الموسم. ولتتويج هذه الجهود المتنوعة في أتمتة الزراعة، أُطلق مشروع Hands-Free Hectare في المملكة المتحدة حيث زرعت آلات زراعية مستقلة بالكامل هكتارًا من الشعير واعتنت به وحصدته دون أن يطأ إنسان الحقل.
وبعد أن أصبحت مزرعة القمح المؤتمتة واقعًا قريب المنال، يضع المصنّعون خططًا جريئة في مجالات زراعية أخرى، بما في ذلك تلك التي اعتُبرت تقليديًا صعبة الأتمتة. إحدى هذه المجالات هي البستنة، حيث يُعد قطف الفاكهة والخضروات عملية دقيقة يجب أن تمنع رضّ المحاصيل الحساسة وإتلاف النباتات معًا. وقد جاءت المحاولات الأولى في هذا المجال من شركتي Abundant Robotics وEnergid اللتين أنشأتا روبوتات لقطف التفاح والبرتقال على التوالي. وهذه ليست سوى نماذج أولية تحتاج إلى مزيد من التطوير لتصبح صالحة للاستخدام في ظروف البساتين الحقيقية.
الزراعة العلوية
الآلة الحديثة في الزراعة ليست مجرد آلة زاحفة على الأرض مثل الجرار أو ناقل الحبوب. فبعضها يراقب المحاصيل من أعلى موفّرًا معلومات عن حالتها ومحدّدًا مناطق المشكلة، ويرشّ المواد الكيميائية أو ينفخ الماء عن أشجار الكرز الجاهزة للحصاد لتجنّب تَشقُّق الثمار بعد هطول أمطار غزيرة. ويكون استخدام الطائرات المسيّرة مفيدًا بشكل خاص في ظروف ضيق المسافات بين الصفوف، والتي قد تتفاقم بسبب موقع المحاصيل على المنحدرات. وهذه الظروف واضحة في كروم نابا، ما يجعل تطبيق مبيدات الفطريات مهمة مرهقة للغاية. لذا، وبدلًا من إجبار عمال المزارع على حمل مرشّات ثقيلة على ظهورهم، أُوكِلَت المهمة إلى مروحية مُسيَّرة عن بُعد من Yamaha Precision Agriculture، ما بسّط الإجراء بشكل كبير وأعفى البشر من عمل مرهق بحق.
الخلاصة
مع إدخال الأتمتة، تصبح الزراعة أكثر وُدّية للمستخدمين، حيث يقضي المزارعون وقتًا أقل في الحقل ووقتًا أطول أمام الحواسيب لتحليل البيانات وتشخيص المشكلات. وحتى الآن، لا تزال المزارع المؤتمتة بالكامل حلمًا منشودًا، لكن التطور السريع وتنامي تعقيد الآلات الزراعية يمهّدان الطريق لظهور الزراعة المؤتمتة كاتجاه سائد في الاقتصاد الحديث.