آب و انرژی پژوهش سرخط سردبیر مقالات نگاه ویژه

ضرورت تحول دیجیتال؛ بحران آب و سهم دانش‌بنیان ها

1404-05-19 اخبار روزانه کشاورزی اینترنت اشیاء،بحران آب،حسگرهای نظارتی،دانشگاه سراوان،روش‌های نوین آبیاری،سیستم‌های آبیاری هوشمند،شرکت‌های دانش‌بنیان،فناوری‌های آبیاری

پایگاه خبری داوان نیوز: ایران با قرارگیری در کمربند خشک جهان، با میانگین بارش سالانه ۲۵۰ میلی‌متر و کاهش ۲۰ درصدی منابع آب تجدیدپذیر طی دو دهه اخیر، در وضعیت بحران آب ساختاری قرار دارد.

به گزارش اخبار روزانه کشاورزی، بخش کشاورزی با سهم ۸۰-۹۰% از مصرف آب کشور ، کانون اصلی اصلاحات است. در این میان، سیستم‌های آبیاری هوشمند به عنوان راهکاری تحول‌ساز و شرکت‌های دانش‌بنیان به عنوان بازیگران کلیدی در توسعه و بومی‌سازی این فناوری‌ها ظاهر شده‌اند. این گزارش به تحلیل فناوری‌های آبیاری هوشمند، نقش شرکت‌های دانش‌بنیان، چالش‌ها و راهبردهای سیاستی می‌پردازد.

۱. فناوری‌های محوری در آبیاری هوشمند
۱.۱. اجزای سیستم‌های هوشمند
– حسگرهای نظارتی:
– رطوبت خاک: اندازه‌گیری دقیق محتوای آب در اعماق مختلف ریشه (دقت ±۲%) .
– سنسورهای هواشناسی: پایش دمای هوا، رطوبت نسبی، تابش خورشید و سرعت باد برای محاسبه تبخیر-تعرق .
– کنترلرهای هوشمند: پردازش داده‌ها با الگوریتم‌های هوش مصنوعی (مانند شبکه‌های عصبی) و تصمیم‌گیری بر اساس نیاز آبی واقعی گیاه .
– عملگرهای اتوماتیک: شیرهای برقی با قابلیت تنظیم دبی جریان (۰.۵ تا ۱۰ لیتر بر ثانیه) و پمپ‌های متغیر .
– پلتفرم‌های نرم‌افزاری: ارائه گزارش‌های تحلیلی مصرف آب و پیش‌بینی شرایط جوی از طریق اپلیکیشن‌های موبایل .

۱.۲. روش‌های نوین آبیاری
– قطره‌ای هوشمند: صرفه‌جویی ۴۰-۵۰% آب نسبت به روش‌های سطحی با دقت ۹۵% در تحویل آب به ریشه .
– زیرسطحی: کاهش تلفات تبخیر با نصب لوله‌ها در عمق ۲۰-۵۰ سانتی‌متری .
– مه‌پاش‌های تنظیم‌پذیر: بهینه‌سازی رطوبت در گلخانه‌ها بر اساس داده‌های حسگرها .

۱.۳. نقش اینترنت اشیاء (IoT)
– اتصال بی‌سیم: استفاده از پروتکل‌های کم‌مصرف (LoRaWAN, NB-IoT) برای انتقال داده در مزارع بزرگ .
– پلتفرم‌های ابری: ذخیره‌سازی و تحلیل کلان‌داده‌ها با سیستم‌هایی مانند AWS IoT GreenGrass .
– ادغام با تصاویر ماهواره‌ای: ترکیب داده‌های زمینی و سنجش از دور برای پوشش مناطق وسیع .

۲. شرکت‌های دانش‌بنیان: موتور محرک نوآوری
۲.۱. تجارب موفق داخلی
– پایلوت دانشگاه سراوان: کاهش ۳۰% مصرف آب در کشت محصولات استراتژیک (ذرت، پسته) با سیستم مبتنی بر حسگرهای بی‌سیم و نرم‌افزار C++ .
– شرکت‌های فناور در حوزه IoT: توسعه کنترلرهای بومی با قابلیت اتصال به شبکه‌های ملی (مثال: سامانه‌های مبتنی بر رزبری پای) .

۲.۲. الگوهای بین‌المللی
– Netafim (اسرائیل): افزایش بهره‌وری آب تا ۷۰% در پروژه‌های نخل‌داری ایران.
– CropX (آمریکا): ادغام داده‌های خاک، هوا و گیاه در پلتفرم یکپارچه.

۲.۳. نقش در زنجیره ارزش
– تولید حسگرهای ارزان‌قیمت: کاهش هزینه‌ها از ۲۰۰ به ۵۰ دلار بر حسگر .
– پشتیبانی نرم‌افزاری: توسعه اپلیکیشن‌های مدیریت آبیاری متناسب با اقلیم‌های محلی.
– خدمات پس از فروش: استقرار تیم‌های فنی برای نگهداری سیستم‌ها در مناطق روستایی.

۳. چالش‌های راهبردی و محدودیت‌ها
۳.۱. چالش‌های فنی
– وابستگی به قطعات وارداتی: ۷۰% بردهای الکترونیکی و سنسورها از خارج تأمین می‌شود .
– مشکلات اتصال اینترنت: پوشش کمتر از ۴۰% شبکه‌های LPWAN در مناطق روستایی .

۳.۲. موانع اقتصادی
– هزینه بالای استقرار: سرمایه‌گذاری اولیه ۲۰-۵۰ میلیون تومان بر هکتار .
– ضعف مدل‌های مالی: نبود صندوق‌های خطرپذیر تخصصی در بخش کشاورزی .

۳.۳. محدودیت‌های سیاستی
– فقدان استانداردهای ملی: نبود چارچوب ارزیابی کیفیت حسگرها و کنترلرها .
– پیچیدگی فرآیندهای دانش‌بنیان شدن: طولانی‌بودن پروسه اخذ مجوز (۶-۱۲ ماه) .

۴. راهبردهای توسعه و سیاست‌گذاری
۴.۱. راهکارهای فناورانه
– توسعه سخت‌افزارهای بومی: سرمایه‌گذاری در تولید حسگرهای مقاوم به گرد و خاک و شوری خاک.
– استفاده از انرژی خورشیدی: تأمین برق پایدار برای سیستم‌ها در مناطق دورافتاده.

۴.۲. سازوکارهای حمایتی
– معافیت‌های مالیاتی: معافیت ۵ ساله برای شرکت‌های فعال در آبیاری هوشمند .
– تسهیلات کم‌بهره: وام‌های با نرخ ۴% برای کشاورزان پیشرو .
– پیلوت‌های منطقه‌ای: اجرای پروژه‌های نمایشی در استان‌های بحرانی (کرمان، سیستان و بلوچستان) .

۴.۳. اصلاحات نهادی
– ایجاد کلینیک‌های فناوری: ارائه خدمات مشاوره فنی و اقتصادی به کشاورزان.
– تدوین سند استاندارد ملی: تعیین شاخص‌های کیفیت برای سخت‌افزارها و نرم‌افزارها .

افق آینده
سیستم‌های آبیاری هوشمند با قابلیت کاهش ۵۰% مصرف آب و افزایش ۲۰% عملکرد محصول، راهبردی کلیدی برای عبور از بحران آب هستند. شرکت‌های دانش‌بنیان با نقش توسعه‌دهنده فناوری، تسهیلگر اجرا و ارائه‌دهنده خدمات، محور اصلی این تحولند. موفقیت در گرو:
– تدوین سیاست‌های منسجم حمایت مالی و فنی؛
– توسعه زیرساخت‌های دیجیتال در مناطق روستایی؛
– تقویت همکاری سه‌جانبه دولت، دانشگاه و صنعت.
پیش‌بینی می‌شود تا ۱۴۰۹، سهم بازار آبیاری هوشمند در ایران به ۳۰۰ میلیون دلار برسد و سالانه از هدررفت ۵ میلیارد مترمکعب آب جلوگیری کند.