سولارابيك – المملكة العربية السعودية – 29 مايو 2025: حقق فريق بحثي في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) إنجازاً علمياً استثنائياً في مجال الزراعة المستدامة، من خلال تطوير نظام تبريد هجين مبتكر نجح في زيادة الإنتاجية الزراعية بمعدلات تصل إلى 200% في عمليات زراعية صغيرة الحجم عبر البيئة الصحراوية الصعبة في المملكة العربية السعودية.
تقنية مزدوجة تعيد تعريف الزراعة الصحراوية
تتكون التقنية الرائدة من مكونين متكاملين: غطاء بلاستيكي نانوي متخصص ونشارة عضوية قابلة للتحلل، يعملان معاً لإنشاء أنظمة تبريد سلبية تعمل دون الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية. أظهرت التجارب الميدانية قدرة النظام على تقليل درجات الحرارة الداخلية للمستنبتات بما يصل إلى 25 درجة مئوية، وهو إنجاز يُعتبر نقلة نوعية حقيقية في الزراعة المستدامة في البيئات القاسية.
مواجهة تحديات الطاقة الحرجة
نُشر البحث في المجلة العلمية Nexus، ويتصدى لإحدى أكبر التحديات في القطاع الزراعي: الاستهلاك الهائل للطاقة المطلوب للتحكم في المناخ داخل المناطق الحارة والجافة. تتطلب أنظمة التبريد التقليدية في المستنبتات كميات كبيرة من الكهرباء، مما يزيد من التكاليف التشغيلية والانبعاثات الكربونية.
“تسمح الأغطية التقليدية للمستنبتات بدخول الإشعاع تحت الأحمر الضار، الذي يرفع درجة الحرارة الداخلية دون أن يساهم في نمو النباتات”، وفقاً لما أوضحه البروفيسور تشياو تشيانغ غان، الباحث في كاوست ومطور الغطاء البلاستيكي النانوي. “نهجنا يسمح بمرور أطوال موجية ضوئية مفيدة فقط بينما يحجب الإشعاع المولد للحرارة.”
علوم المواد المبتكرة
يستخدم الغطاء الثوري مادة البولي إيثيلين الشفافة المحقونة بجسيمات نانوية مُصممة خصيصاً لامتصاص الموجات تحت الحمراء مع الحفاظ على الشفافية الكاملة للضوء المرئي الضروري لعملية التمثيل الضوئي. هذا الترشيح الانتقائي يحافظ على ظروف النمو المثلى دون المساس بتغذية النباتات.
يكمل هذا الابتكار نظام نشارة قابل للتحلل الحيوي مُصمم خصيصاً ليعكس الضوء الزائد ويعدل درجات حرارة التربة. وخلافاً لمواد النشارة البلاستيكية التقليدية، فإن هذا البديل العضوي يتحلل تدريجياً، مما يثري جودة التربة بدلاً من خلق نفايات بيئية.
الأثر البيئي والاستدامة
الآثار البيئية لهذا الابتكار كبيرة ومهمة. يوضح يانبي تيان، باحث ما بعد الدكتوراه في كاوست والمصمم الرئيسي لنظام النشارة، حجم المشكلة مع المواد التقليدية: “تولد النشارة البلاستيكية التجارية حوالي 1.5 مليون طن من النفايات سنوياً، مع إعادة تدوير أقل من 40% منها بنجاح. تتفتت المواد المتبقية إلى جسيمات بلاستيكية دقيقة تلوث التربة ويمكن أن تدخل السلاسل الغذائية.”
البديل الجديد القابل للتحلل الحيوي يقضي على هذه المخاوف مع تحقيق أداء فائق، مما يمثل تقدماً حاسماً نحو الممارسات الزراعية الدائرية.
التجارب الأولية باستخدام الملفوف الصيني في منشآت دفيئة مصغرة في جميع أنحاء المملكة العربية السعودية أكدت فعالية التقنية. أظهر النهج المزدوج النظام تفوقاً مستمراً على الأغطية التجارية التقليدية ومواد النشارة، مما يوضح مكاسب إنتاجية فورية وفوائد استدامة طويلة المدى.
التوسع للتأثير المستقبلي
يستعد باحثو كاوست الآن لتوسيع تحقيقاتهم لتشمل مرافق دفيئة أكبر وأصناف محاصيل متنوعة، بناءً على التزام الجامعة بالابتكار الزراعي والاستدامة البيئية الإقليمية.
يمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو معالجة تحديات الأمن الغذائي العالمي مع تقليل البصمة البيئية للزراعة – وهو أمر بالغ الأهمية خاصة مع تفاقم تغير المناخ لظروف النمو في البيئات الصعبة بالفعل.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: كاوست
