با تلاش محققان؛

فناوری لیزر به کاهش مصرف آب و انرژی در کشاورزی کمک می‌کند

فناوری لیزر عمدتا در صنایع پیشرفته کاربرد دارد، اما این فناوری نقش خود را در حوزه تامین غذا گسترده کرده و زمینه‌ساز صرفه‌جویی در مصرف آب و انرژی در حوزه کشاورزی و زیست‌فناوری شده است.

کد خبر: ۹۴۰۵۱۱

چهارشنبه - ۱۹ خرداد ۱۴۰۰ / June 09, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو به نقل از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، توسعه فناوری‌های پیشرفته در سال‌های اخیر، زمینه‌ساز کمک به حفاظت از محیط زیست، ارتقای سلامت و توسعه محصولات با کیفیت کمک کرده است؛ فناوری لیزر نیز با قابلیت‌های منحصر به‌فرد و نوآوری‌هایی که به کمک پژوهشگران و شرکت‌های فناور دخیل شده است، در حوزه کشاورزی و زیست‌فناوری نیز نقش آفرینی می‌کند.

رونق کشاورزی با فناوری لیزر

با توسعه فناوری لیزر، کشاورزان می‌توانند ضمن استفاده کارآمدتر از آب و تقویت امنیت غذایی، محصولات کیفی‌تری را به جامعه ارائه کنند. برخورداری از زمین مسطح و هموار یکی از لازمه‌های توسعه کشاورزی و رونق محصولات است، زیرا زمین ناهموار برای جذب آب و بهره وری مزارع مناسب نیست.

برای بسیاری از کشاورزان، استفاده از تجهیزات مکانیکی و قدیمی با به کارگرفتن حیوانات، روش مرسوم مسطح کردن زمین است. اما فناوری لیزر با استفاده از حسگر‌ها و تجهیزات اپتیکی پیشرفته کار تسطیح لیزر زمین را آسان می‌کند. استفاده از این تجهیزات فناور در حصول اطمینان از یک سطح صاف و یکنواخت بسیار موثرتر و سریع‌تر نقشی اثرگذار ایفا می‌کند.

استفاده از سطح صاف موجب می‌شود آب مورد نیاز برای آبیاری با کمترین میزان هدررفت و بدون ایجاد روان‌آب، به طور یکنواخت تمامی بخش‌های مزرعه را سیراب کند. فناور شدن تجهیزات و روش‌های کشاورزی به کمک فناوری لیزر، نویدبخش رخ‌داد‌های خوبی برای این عرصه است، زیرا تغییرات آب و هوایی چالش‌های بی‌سابقه‌ای را برای کشاورزی ایجاد می‌کند که به کمک این فناوری‌ها رفع می‌شود.

نقش فناوری لیزر در کاهش مصرف انرژی

توسعه صنعتی و محدودیت منابع انرژی، ضرورت کاهش مصرف انبوه و استفاده از روش‌های جایگزین را برای حفظ این سرمایه ارزشمند دوچندان می‌کند. کشاورزی یکی از بخش‌های هزینه‌بر در حوزه آب و انرژی است، اما فناوری لیزر چگونه می‌تواند به کاهش مصرف انرژی در حوزه کشاورزی کمک کند.

در حال حاضر تجهیزات انتقال آب، ابزار‌های کشت و استحصال باید ساعت‌ها بر روی زمین‌های کشاورزی کار کنند تا میزان مشخصی از محصول برداشت شود. هدررفت منابع کمیاب مانند آب و انرژی می‌تواند به کمک فناوری‌ها کاهش یابد ضمن آن‌که عملکرد و درآمد را افزایش دهد.

مجموعه‌ای از اقدامات هوشمند در زمینه آب و هوا می‌تواند کشاورزان را برای سازگاری با تغییر الگوی آب و هوا در میان تهی شدن منابع طبیعی آماده کند. به عنوان مثال، میزان آب‌های زیرزمینی، به دلیل استفاده بیش از حد از پمپ‌های الکتریکی، که به دلیل عمده استفاده از برق، ناکافی بودن بارندگی‌های فصلی پایدار به شکل نگران‌کننده‌ای کاهش یافته است.

بر اساس پژوهش‌ها، استفاده از تجهیزات لیزر از جمله مسطح‌کننده‌ها، حسگر‌های لیزری آب و دیگر تجهیزات، به طور قابل توجهی در میزان استفاده از انرژی‌های محدود مانند الکتریسیته تاثیرگذار بوده است و مزایای ترویج فناوری‌های جدید مزرعه هوشمند با آب و هوا را نشان می‌دهد.

استفاده از تجهیزات فناورانه لیزر در مزارع برنج باعث کاهش زمان آبیاری به میزان ۴۷ تا ۶۹ ساعت در هکتار در هر فصل به بهبود عملکرد در حدود ۷ درصد در مقایسه با مزارع سنتی شد. برای گندم، زمان آبیاری در هر فصل ۱۰ تا ۱۲ ساعت در هکتار کاهش یافت و عملکرد در مزارع تراز شده با لیزر ۷ تا ۹ درصد افزایش یافت.

همچنین، زمان کمتری که برای آبیاری صرف می‌شود، به معنای مصرف انرژی کمتری برای آبیاری است. استفاده از حسگر‌های لیزری و همچنین مسطح کردن زمین با لیزر باعث صرفه جویی در برق به میزان ۷۵۵ کیلووات ساعت در هکتار برای سیستم‌های گندم و برنج می‌شود.

انتشار گاز‌های گلخانه‌ای کم‌تر

استفاده از تجهیزات فناورانه لیزر از جمله ترازکننده‌های سطح زمین، باعث کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای از طریق کاهش پمپاژ آب و زمان کشت و استفاده بهتر از کود‌ها می‌شود. این اقدام همچنین ضمن ارتقای عملکرد بیشتر و صرفه جویی در مصرف آب و انرژی باعث می‌شود که کشاورزان ارزش افزوده و درآمد بیش‌تری را از تلاش‌هایشان کسب کنند

در حالی که جذب تسطیح زمین با لیزر نیاز به هیچ تغییر اضافه‌ای را به دنبال نخواهد داشت، بلکه در میان مدت موجب بازگشت هزینه‌ها و سودآوری بیش‌تر را به دنبال دارد.

توسعه فناوری‌ها و خلق ارزش افزوده بالا

استفاده از تجهیزات پیشرفته تسطیح زمین با لیزر فقط یکی از فعالیت‌های نوآورانه‌ای است که به کشاورزی پایدار کمک می‌کند. هنگامی که با سایر روش‌ها و فناوری‌های صرفه‌جویی در منابع مانند آبیاری خورشیدی، مدیریت بقایای مناسب ترکیب شود، می‌توان کاهش مصرف انرژی و ارزش افزوده و اشتغال قابل توجه را برای هر کشاورز و جامعه انتظار داشت.

ستاد توسعه فناوری‌های لیزر، فتونیک، مواد پیشرفته و ساخت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، در همین راستا از فعالیت‌های فناورانه در حوزه تجهیزات پیشرفته لیزر با ارائه محصولات و خدمات دانش‌بنیان و فناورانه و همچنین توسعه پژوهش‌های کاربردی این حوزه حمایت می‌کند.