العربية: مع اقتراب عدد السكان العالمي بسرعة من 9.3 مليار بحلول عام 2050، يواجه الزراعة ضغطًا غير مسبوق. تؤدي التغيرات المناخية والتحضر وتدهور خصوبة التربة وتناقص إمدادات المياه العذبة إلى جعل الزراعة التقليدية أكثر استدامة. لتلبية الطلبات المستقبلية على الغذاء—خاصة في المناطق الحضرية المزدحمة—يجب علينا إعادة التفكير في كيفية وأين نزرع طعامنا.

إحدى الابتكارات الواعدة التي تعالج هذه التحديات هي مصنع النباتات بالإضاءة الاصطناعية (PFAL). هذه المصانع ليست مجرد بيوت زجاجية عالية التقنية، بل تمثل تحولًا في الزراعة: بيئات داخلية ذات تحكم كامل حيث تنمو النباتات تحت الأضواء الاصطناعية، مستقلة عن الطقس والتربة والفصول.

ما هو PFAL؟
PFAL هو نظام إنتاج نباتي داخلي مغلق ومتحكم فيه بدقة. عادة ما يكون في مباني معزولة حراريًا ومحكمة الإغلاق، وتستخدم هذه الأنظمة وحدات رفوف عمودية لتعظيم المساحة. كل طبقة رف مزودة بمصادر ضوء اصطناعية، عادة ما تكون مصابيح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) التي تم اختيارها لكفاءتها في استهلاك الطاقة، وانبعاث الحرارة المنخفض، والطيف الضوئي القابل للتعديل.

داخل PFAL، تنمو النباتات باستخدام طرق الهيدروبونيك (بدون تربة)، ويتم تغذيتها بالعناصر الغذائية القابلة للذوبان في الماء. يتم التحكم في البيئة بالكامل بعناية: يمكن تعديل درجة الحرارة والرطوبة وتركيز CO₂ وتدفق الهواء وحتى الطيف الضوئي لتناسب احتياجات المحصول المحدد.

ما الذي يجعل PFAL فريدًا؟
تتميز PFAL عن الزراعة التقليدية وحتى العديد من البيوت الزجاجية الحديثة. تكمن قوتها الكبرى في تحكمها الكامل في البيئة، مما يفتح العديد من الفوائد:

1. استقلال الموقع
يمكن إنشاء PFAL في أي مكان—from المستودعات المهجورة في المناطق الصناعية إلى المزارع العمودية المصممة خصيصًا في وسط المدينة. نظرًا لأنها لا تعتمد على ضوء الشمس أو التربة، فإنها تزيل القيود الجغرافية. وهذا يجعلها جذابة بشكل خاص للزراعة الحضرية وللمناطق ذات المناخات القاسية أو التربة الفقيرة.

2. مقاومة التغيرات المناخية
PFAL محمية من الأحداث الجوية الخارجية وتقلبات الفصول وتدهور التربة. تأثيرات الجفاف والفيضانات والآفات والأمراض الشائعة في الزراعة التقليدية قليلة التأثير. وهذا يضمن إنتاجًا ثابتًا وقابلًا للتنبؤ على مدار العام، وهو أمر حاسم في مناخ أصبح أكثر تقلبًا.

3. الإنتاجية العالية على مدار العام
بفضل التشغيل المستمر وطبقات الزراعة المكدسة، يمكن لـ PFAL إنتاج محاصيل تصل إلى 100 مرة أكبر لكل متر مربع مقارنة بالمزارع التقليدية. يمكن حصاد المحاصيل عدة مرات في السنة، مما يزيد من كفاءة استخدام الأرض بطريقة لا تستطيع الزراعة التقليدية مضاهاةها.

4. جودة المحاصيل الممتازة
في PFAL، يمكن تعديل ظروف النمو لتعزيز المحتوى الغذائي. على سبيل المثال، يمكن زيادة مستويات الفيتوكيميكال مثل مضادات الأكسدة أو الفيتامينات أو الفلافونويدات عن طريق تعديل أطوال موجات الضوء أو مستويات التوتر في النباتات. النتيجة هي: ليس فقط المزيد من الطعام، بل طعام أفضل.

5. الإنتاج بدون مبيدات
نظرًا لأن PFAL مغلقة ونظيفة، فإن خطر دخول الآفات أو الأمراض إلى النظام ضئيل للغاية. هذا يقضي على الحاجة إلى المبيدات الكيميائية أو الفطريات أو الأعشاب الضارة. لذلك، يمكن تناول المنتجات المزروعة في PFAL مباشرة بعد الحصاد دون الحاجة إلى غسلها.

6. عمر أطول للمنتجات
نظرًا للتعرض المنخفض جدًا للبكتيريا—غالبًا أقل من 300 وحدة مستعمرة (CFU) لكل جرام، مقارنة بآلاف في المحاصيل المزروعة في الحقول—تظل المنتجات المزروعة في PFAL أكثر طراوة لفترة أطول. وهذا يقلل من هدر الطعام على طول سلسلة التوريد وللمستهلكين في المنزل.

7. تقليل انبعاثات النقل
من خلال بناء PFAL بالقرب من أو داخل المراكز الحضرية، يتم تقليل أميال الطعام (المسافة التي يقطعها الطعام من المزرعة إلى الطبق) بشكل كبير. وهذا لا يقلل فقط من التكاليف والانبعاثات الناتجة عن النقل، بل يضمن أيضًا منتجات أكثر طراوة وسلاسل توريد أقصر.

8. كفاءة استثنائية في الموارد
يتم إعادة تدوير المياه وCO₂ والعناصر الغذائية في أنظمة مغلقة، مما يقلل النفايات بشكل كبير. على سبيل المثال، يمكن لـ PFAL أن تستهلك ما يصل إلى 95٪ أقل من المياه مقارنة بالزراعة التقليدية. كما أن الانبعاثات إلى البيئة منخفضة للغاية، مما يجعل PFAL أكثر استدامة بكثير من الزراعة التقليدية.

ما الذي ينمو بشكل أفضل في PFAL؟
تعد PFAL مثالية للنباتات الصغيرة والنمو السريع التي تزدهر في بيئات ذات كثافة عالية وإضاءة منخفضة إلى متوسطة. تشمل هذه النباتات:

• الخضروات الورقية: الخس (مثل Lollo Rossa وLittle Gem)، الجرجير، الميذونا
• الأعشاب: الريحان، النعناع، الثوم المعمر، البقدونس
• الميكروجرينز والبذور
• الشتلات والنباتات المستخدمة في دور الحضانة أو الزراعة في البيوت الزجاجية

عادة ما تكون هذه النباتات أقل من 30 سم في الارتفاع، مما يناسب المسافة بين الرفوف العمودية التي يبلغ ارتفاعها حوالي 40 سم. بالإضافة إلى ذلك، فإن دورات النمو القصيرة والقيمة السوقية العالية لكل كيلوغرام تجعلها اقتصادية في أنظمة PFAL.

ومع ذلك، فإن المحاصيل الأساسية مثل القمح والأرز والذرة والبطاطس عادةً ما تكون غير مناسبة بسبب طول فترة نموها، ومتطلباتها العالية من المساحة، وهوامش الربح المنخفضة لكل وحدة وزن.

لماذا PFAL الآن؟
لم يكن مفهوم زراعة النباتات في الداخل تحت الضوء الاصطناعي جديدًا. تعود التجارب إلى عقود مضت، وخاصة في اليابان وأمريكا الشمالية. ومع ذلك، فإن المحاولات السابقة كانت تواجه صعوبات بسبب التكلفة العالية للكهرباء، وتقنيات الإضاءة المحدودة، وأنظمة التحكم في المناخ غير الفعالة.

اليوم، هناك العديد من العوامل التي غيرت اللعبة:

• إضاءة LED أصبحت أرخص وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة وقابلة للتعديل للنمو النباتي.
• الأتمتة والذكاء الاصطناعي يسمحان بالتحكم الدقيق في البيئة بأقل قدر من العمالة.
• الاهتمام العام بالغذاء المحلي والآمن والمستدام ازداد بشكل كبير.
• التحديات العالمية، من الأوبئة إلى الطقس المتطرف، كشفت هشاشة سلاسل الإمداد الغذائية التقليدية.

هذه التقدمات جعلت PFAL ليس فقط ممكنًا—بل مربحًا في العديد من السياقات.

النظر إلى المستقبل: عصر جديد في الزراعة
PFAL ليست مجرد ابتكار زراعي—إنها لمحة عن المستقبل حيث تتقاطع التكنولوجيا والاستدامة لحل أكبر مشاكل الغذاء للبشرية. في عالم يتشكل بشكل متزايد من خلال التحضر، وعدم استقرار المناخ، وتدهور البيئة، توفر PFAL:

• الأمان: إنتاج غذاء مستدام طوال العام بغض النظر عن الظروف الخارجية.
• الاستدامة: الحد الأدنى من استخدام المياه، عدم استخدام المواد الكيميائية الضارة، وانبعاثات كربونية منخفضة.
• الأمان: منتجات نظيفة مع الحد الأدنى من خطر التلوث.
• قابلية التوسع: أنظمة قابلة للتعديل أو التوسع لتلبية الاحتياجات الحضرية المتنوعة.

مع استمرار زيادة الطلبات على كوكب الأرض، من المتوقع أن تصبح PFAL حجر الزاوية في أنظمة الغذاء المستقبلية—جسر بين الحياة الحضرية والزراعة المستدامة.