تعليم الزراعة تحت الأرض: دليل عالمي للبستنة المستدامة

يدرك العالم بشكل متزايد أهمية الإنتاج الغذائي المستدام. من مواجهة تغير المناخ إلى ضمان الأمن الغذائي في البيئات الحضرية، يتم استكشاف أساليب مبتكرة في جميع أنحاء العالم. أحد هذه المجالات الرائعة والتي غالبًا ما يتم تجاهلها هو الزراعة تحت الأرض. يقدم هذا الدليل نظرة عامة شاملة على تعليم الزراعة تحت الأرض، مستكشفًا تاريخها وتقنياتها وفوائدها وتحدياتها وإمكاناتها المستقبلية. سنتعمق في أساليب مختلفة، ونقدم أمثلة عملية، ونوفر رؤى قابلة للتنفيذ للبستانيين والمزارعين وأي شخص مهتم بمستقبل أكثر استدامة.

فهم أساسيات الزراعة تحت الأرض

الزراعة تحت الأرض، بمعناها الأوسع، تشمل أي طريقة لزراعة النباتات جزئيًا أو كليًا تحت سطح الأرض أو داخل هياكل مغلقة تحت الأرض. يمكن أن يتراوح هذا من زراعة الخضروات الجذرية التقليدية إلى أنظمة الزراعة المائية المتقدمة في الأقبية التي يتم التحكم في مناخها. يكمن المبدأ الأساسي في الاستفادة من المزايا البيئية الفريدة التي يوفرها التواجد تحت الأرض – درجة حرارة مستقرة، وحماية من العوامل الجوية، واستخدام فعال للموارد.

منظور تاريخي: من الكهوف القديمة إلى الابتكار الحديث

مفهوم الزراعة تحت الأرض ليس جديدًا على الإطلاق. على مر التاريخ، استخدم البشر المساحات الطبيعية تحت الأرض لإنتاج الغذاء. تم استخدام الكهوف والأقبية وحتى الحفر الأرضية البسيطة لتخزين المحاصيل، وفي بعض الحالات، زراعة نباتات معينة. على سبيل المثال، في المناطق القاحلة، كانت أنظمة تجميع المياه الجوفية وبالتالي البستنة تحت الأرض موجودة منذ قرون. تعرض هذه الأساليب التقليدية براعة التكيف مع القيود البيئية.

شهد العصر الحديث طفرة في الابتكار. سمحت التطورات في التكنولوجيا بإنشاء أنظمة زراعة متطورة تحت الأرض. من تنظيم درجة الحرارة إلى الإضاءة المتحكم فيها، أدت هذه التطورات إلى تحسين غلة المحاصيل وكفاءتها بشكل كبير. تسمح أنظمة الزراعة المائية الحديثة، المقترنة بالتحكم في المناخ، بزراعة نباتات متنوعة في مساحات مثل الأقبية المعاد استخدامها أو المرافق المبنية خصيصًا تحت الأرض، مما يحول المساحات غير المستغلة إلى بيئات منتجة. علاوة على ذلك، أدى الاهتمام المتزايد بالزراعة الحضرية إلى دفع استكشاف الزراعة تحت الأرض كحل للأمن الغذائي في المدن ذات الكثافة السكانية العالية.

فوائد الزراعة تحت الأرض: الاستدامة والمرونة

تقدم الزراعة تحت الأرض العديد من المزايا الهامة مقارنة بالأساليب التقليدية فوق سطح الأرض، مما يساهم في نظام غذائي أكثر استدامة ومرونة.

• التحكم في المناخ: تعمل الأرض كعازل طبيعي، مما يوفر درجة حرارة أكثر استقرارًا على مدار العام. هذا يقلل من الحاجة إلى التدفئة والتبريد كثيفي الاستخدام للطاقة، خاصة في المناطق ذات المناخات القاسية. هذه سمة مفيدة بشكل خاص في المناطق التي تعاني من آثار تغير المناخ وما يرتبط به من ظواهر متطرفة.
• الحفاظ على المياه: غالبًا ما تشهد البيئات تحت الأرض انخفاضًا في فقدان المياه من خلال التبخر. تعمل الأنظمة ذات الحلقة المغلقة، مثل الزراعة المائية والهوائية، على تعزيز كفاءة استخدام المياه بشكل أكبر. وهذا أمر بالغ الأهمية في المناطق التي تواجه ندرة المياه.
• مقاومة الآفات والأمراض: تقلل البيئة الخاضعة للرقابة في نظام الزراعة تحت الأرض بشكل كبير من خطر الآفات والأمراض. وهذا يقلل من الحاجة إلى المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب، مما يعزز صحة المحاصيل وبيئة أكثر أمانًا.
• كفاءة المساحة: يمكن استخدام المساحات تحت الأرض للزراعة، مما يسمح بإنتاج الغذاء في المناطق التي تندر فيها الأراضي، مثل البيئات الحضرية. يمكن لتقنيات الزراعة العمودية زيادة استخدام المساحة إلى أقصى حد.
• الإنتاج على مدار العام: تسمح البيئات الخاضعة للرقابة بإنتاج المحاصيل على مدار العام، بغض النظر عن الظروف الجوية الخارجية. وهذا يضمن إمدادًا غذائيًا ثابتًا ويقلل من الاعتماد على الحصاد الموسمي.
• الحماية من الطقس القاسي: المزارع تحت الأرض محمية من الظواهر الجوية القاسية مثل الجفاف والفيضانات والأعاصير، التي تهدد المحاصيل الخارجية.
• تقليل استخدام الأراضي: من خلال استخدام المساحات تحت الأرض، تقل الحاجة إلى مساحات كبيرة من الأراضي للزراعة، مما يحرر الأراضي لأغراض أخرى، مثل إعادة التحريج أو الموائل الطبيعية.

تقنيات متنوعة للزراعة تحت الأرض

يمكن استخدام مجموعة واسعة من التقنيات للزراعة تحت الأرض، لكل منها متطلباتها ومزاياها الخاصة. تنتشر العديد من هذه التقنيات حول العالم بسبب فوائدها المحددة.

أقبية الجذور والتخزين البارد

تمثل أقبية الجذور نهجًا تقليديًا للحفاظ على الطعام تحت الأرض. فهي تستخدم خصائص العزل الطبيعية للأرض للحفاظ على بيئة باردة ورطبة مناسبة لتخزين الخضروات الجذرية والفواكه وغيرها من الأطعمة القابلة للتلف. هذا نظام سلبي، يعتمد على الأرض المحيطة لتنظيم درجة الحرارة والرطوبة. يمكن بناء أقبية جذور بسيطة من حاويات الشحن المعاد استخدامها أو الأقبية الموجودة.

مثال: استخدمت العديد من المجتمعات الريفية على مستوى العالم، من المناطق الجبلية إلى الصحاري، أقبية الجذور تاريخيًا لتخزين البطاطس والجزر والتفاح والمحاصيل الأخرى طوال أشهر الشتاء. وقد وفر ذلك مصدرًا غذائيًا حاسمًا خلال فترات الندرة. تشمل التعديلات الحديثة دمج أنظمة التهوية وأجهزة التحكم في المناخ لتحسين الأداء.

الزراعة المائية

تتضمن الزراعة المائية زراعة النباتات بدون تربة، باستخدام محاليل مائية غنية بالمغذيات. تستخدم أنظمة الزراعة المائية تحت الأرض بيئات يتم التحكم في مناخها، مما يوفر ظروف نمو مثالية. تسمح هذه الطريقة بالتحكم الدقيق في توصيل المغذيات واستخدام المياه والمعايير البيئية. تعتبر الزراعة المائية مناسبة بشكل خاص للخضروات الورقية والأعشاب وبعض الفواكه. يمكن أن تكون هذه الأنظمة مغلقة أو تستخدم للزراعة العمودية، مما يزيد من استغلال المساحة.

مثال: في المراكز الحضرية، يتم إنشاء مزارع مائية تحت الأرض لزراعة المنتجات الطازجة في المناطق ذات الوصول المحدود إلى الأراضي. غالبًا ما تستخدم هذه المزارع إضاءة LED وأنظمة مراقبة متطورة لتحسين غلة المحاصيل. أصبحت دول مختلفة مثل كندا وهولندا رائدة في تقنيات الزراعة المائية، مستخدمة المساحات المغلقة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة.

الزراعة الهوائية

الزراعة الهوائية هي شكل أكثر تقدمًا من الزراعة المائية حيث يتم تعليق جذور النباتات في الهواء ورشها بمحلول غني بالمغذيات. يمكن أن توفر هذه الطريقة أكسجة ممتازة للجذور، مما يؤدي إلى نمو أسرع وعوائد أعلى. تتطلب أنظمة الزراعة الهوائية تحكمًا دقيقًا في الظروف البيئية، بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة والضوء. غالبًا ما تستخدم لإنتاج المحاصيل المتخصصة، وخاصة في الأماكن ذات المساحات المحدودة.

مثال: تستخدم أنظمة الزراعة الهوائية العمودية بشكل متزايد في البيئات الحضرية لزيادة استخدام المساحة. يمكن إيواء هذه الأنظمة في مرافق تحت الأرض، مثل أنفاق المترو المهجورة أو المساحات الصناعية المعاد استخدامها. يتيح التحكم الدقيق الممكن نمو محاصيل معينة، بغض النظر عن المناخ الخارجي أو ظروف التربة.

زراعة الفطر

يزدهر الفطر في بيئات مظلمة ورطبة، مما يجعله مثاليًا للزراعة تحت الأرض. يمكن إنشاء مزارع الفطر في الأقبية المعاد استخدامها أو الكهوف أو الهياكل المصممة خصيصًا تحت الأرض. تتضمن عملية الزراعة عادةً توفير ركيزة مناسبة (مثل رقائق الخشب أو القش) والحفاظ على مستويات مثالية من درجة الحرارة والرطوبة والتهوية. غالبًا ما تستخدم زراعة الفطر منتجات النفايات من الزراعة، مما يعزز الاقتصاد الدائري.

مثال: تضم العديد من أنحاء العالم، مثل آسيا وأوروبا، مزارع فطر واسعة النطاق تقع في منشآت تحت الأرض. غالبًا ما تكون هذه المزارع مؤتمتة بدرجة عالية، مما يحسن الإنتاجية والإنتاج المتسق. أدت شعبية الفطر كمصدر غذائي في جميع أنحاء العالم إلى التوسع في زراعة الفطر، بما في ذلك المزارع تحت الأرض.

الزراعة العمودية

الزراعة العمودية هي طريقة لزراعة المحاصيل في طبقات مكدسة عموديًا، غالبًا في الداخل وفي بيئات خاضعة للرقابة. يمكن أن تكون المساحات تحت الأرض مناسبة بشكل مثالي للزراعة العمودية، مما يسمح بإنتاج المحاصيل بكثافة عالية في المناطق الحضرية ذات الأراضي المحدودة. يمكن أن تشتمل الزراعة العمودية على أنظمة مائية وهوائية وحتى قائمة على التربة. تعد الإدارة الدقيقة للإضاءة والتهوية والتحكم في المناخ أمرًا بالغ الأهمة لضمان نمو النباتات وإنتاجيتها على النحو الأمثل.

مثال: تقوم العديد من المدن الكبرى في جميع أنحاء العالم بتجربة المزارع العمودية تحت الأرض لتعزيز إنتاج الغذاء المحلي. تستخدم هذه المرافق بشكل متكرر إضاءة LED كبديل لأشعة الشمس الطبيعية، مما يسمح بإنتاج المحاصيل على مدار العام، حتى في المناطق التي يكون فيها الضوء الطبيعي محدودًا. تبدي دول الشرق الأوسط، ذات الوصول المحدود إلى الأراضي الصالحة للزراعة، اهتمامًا خاصًا بالزراعة العمودية لتحقيق الاكتفاء الذاتي.

بناء نظام الزراعة الخاص بك تحت الأرض: دليل عملي

يتطلب بدء مشروع زراعة تحت الأرض تخطيطًا وتنفيذًا دقيقين. إليك دليل خطوة بخطوة لمساعدتك على البدء:

١. اختيار الموقع وتقييمه

تتضمن الخطوة الأولى اختيار الموقع المناسب. ضع في اعتبارك هذه العوامل:

• إمكانية الوصول: تأكد من سهولة الوصول إلى الموقع لنقل المواد وحصاد المحاصيل.
• توفر المساحة: حدد المساحة المربعة المتاحة والمساحة العمودية.
• الظروف البيئية: قم بتقييم درجة الحرارة والرطوبة والتهوية الحالية للمساحة.
• مصدر المياه: قيّم توفر مصدر مياه موثوق للري.
• مصدر الطاقة: تأكد من الوصول إلى مصدر طاقة مستقر للإضاءة والمضخات وأنظمة التحكم في المناخ.
• نوع التربة: إذا كنت تستخدم نظامًا قائمًا على التربة، فحلل تكوين التربة وتصريفها.

٢. التخطيط والتصميم

أنشئ خطة مفصلة لنظامك، بما في ذلك:

• نوع النظام: قرر طريقة الزراعة التي تناسب مواردك ومساحتك وأهدافك.
• اختيار المحاصيل: اختر المحاصيل التي تتناسب جيدًا مع طريقة الزراعة المختارة والظروف البيئية. ضع في اعتبارك عوامل مثل متطلبات الضوء ومعدل النمو والطلب في السوق.
• التخطيط والمعدات: صمم مخطط مساحة الزراعة الخاصة بك وحدد المعدات المطلوبة، مثل الإضاءة وأنظمة الري والتهوية والتحكم في المناخ.
• الميزانية: ضع ميزانية مفصلة لتغطية تكاليف البناء والمعدات ومصاريف التشغيل المستمرة.

٣. البناء والتركيب

قم ببناء أو تجهيز مساحة الزراعة، اعتمادًا على التقنية المختارة. قد يشمل ذلك:

• تجهيز مساحة الزراعة: قم بتنظيف وتجهيز المنطقة المختارة، سواء كانت قبوًا موجودًا، أو هيكلًا معاد استخدامه، أو منشأة مبنية خصيصًا تحت الأرض. تأكد من العزل المائي والعزل المناسبين.
• تركيب المعدات: قم بتركيب أنظمة الإضاءة (مثل مصابيح النمو LED)، وأنظمة الري، والتهوية، ومعدات التحكم في المناخ.
• إعداد نظام الزراعة: قم ببناء أو تركيب نظام الزراعة المحدد، مثل أحواض الزراعة المائية، أو أبراج الزراعة الهوائية، أو أحواض الفطر.

٤. الزراعة والإدارة

بمجرد إعداد النظام، ابدأ بزراعة المحاصيل وإدارتها:

• الزراعة: ازرع الشتلات أو البذور وفقًا للمتطلبات المحددة للمحاصيل التي اخترتها.
• إدارة المغذيات: راقب وضبط مستويات المغذيات في أنظمة الزراعة المائية أو الهوائية لتحسين نمو النبات.
• الري: حافظ على جداول ري مناسبة، واسقِ بعناية.
• الإضاءة: اضبط جدول الإضاءة وشدتها بناءً على متطلبات محاصيلك.
• المراقبة ومكافحة الآفات: افحص النباتات بانتظام بحثًا عن علامات الآفات أو الأمراض. نفذ استراتيجيات مناسبة لإدارة الآفات، مثل المكافحة البيولوجية أو طرق مكافحة الآفات العضوية، إذا لزم الأمر.
• التحكم في درجة الحرارة والرطوبة: اضبط مستويات درجة الحرارة والرطوبة للحفاظ على ظروف نمو مثالية.
• التهوية: تأكد من التهوية الكافية لتعزيز تدفق الهواء ومنع تراكم الغازات الضارة أو الرطوبة.
• الحصاد: احصد المحاصيل في المرحلة المناسبة من النضج.

٥. استكشاف الأخطاء وإصلاحها والتحسين المستمر

كن مستعدًا لاستكشاف المشكلات وإصلاحها وإجراء تعديلات مستمرة لتحسين نظامك:

• مراقبة صحة النبات: راقب النباتات بحثًا عن أي علامات إجهاد أو مرض، مثل التغيرات في اللون أو بطء النمو.
• تحقق بانتظام من جميع عناصر نظامك: اختبر محلول المغذيات واضبطه حسب الحاجة.
• التجريب: جرب باستمرار محاصيل وتقنيات وتعديلات جديدة لتحسين غلة وكفاءة نظامك.

أمثلة عالمية: الزراعة تحت الأرض قيد التنفيذ

يتم تنفيذ الزراعة تحت الأرض في أجزاء مختلفة من العالم، مما يوفر حلولًا مبتكرة للتحديات الإقليمية. إليك بعض الأمثلة:

• فنلندا: في المناطق ذات المناخ البارد، تعد المزارع تحت الأرض اتجاهًا متناميًا. توفر هذه المرافق الدفء والاستقرار، مما يسمح بإنتاج الخضروات الطازجة على مدار العام. يسمح التحكم في المناخ بزراعة المحاصيل التي ستواجه صعوبة في فصول الشتاء القاسية فوق سطح الأرض.
• سنغافورة: مع محدودية الأراضي، تسعى سنغافورة بقوة إلى الزراعة تحت الأرض لتعزيز الأمن الغذائي. يتم تحويل المساحات تحت الأرض إلى مزارع عمودية متطورة.
• اليابان: تستثمر اليابان في إنشاء مرافق زراعة تحت الأرض داخل المناطق الحضرية، باستخدام أنفاق المترو المهجورة لإنشاء مزارع تحت الأرض، مستفيدة من المساحة والبنية التحتية.
• الولايات المتحدة: تستكشف مدن مختلفة في جميع أنحاء الولايات المتحدة، من نيويورك إلى شيكاغو، الزراعة تحت الأرض لتعزيز إنتاج الغذاء المحلي وتقليل بصمتها الكربونية.
• أستراليا: في المناطق القاحلة، توفر الزراعة تحت الأرض وسيلة للحفاظ على المياه. يسعى الباحثون والمزارعون إلى إنشاء مصادر غذائية تحت الأرض.
• هولندا: هولندا، وهي رائدة في الابتكار الزراعي، تستكشف البيوت الزجاجية تحت الأرض والزراعة في بيئة خاضعة للرقابة لتحسين غلة المحاصيل وتقليل التأثير البيئي.

التحديات والاعتبارات

بينما توفر الزراعة تحت الأرض العديد من الفوائد، يجب مراعاة العديد من التحديات:

• الاستثمار الأولي: يتطلب إنشاء أنظمة زراعة تحت الأرض غالبًا استثمارًا أوليًا كبيرًا في البناء والمعدات والبنية التحتية.
• الخبرة الفنية: تتطلب بعض الأساليب، مثل الزراعة المائية والهوائية، درجة من الخبرة الفنية لإدارتها بفعالية.
• استهلاك الطاقة: بينما يمكن للبيئات تحت الأرض أن تقلل من استهلاك الطاقة للتدفئة والتبريد، لا يزال يمكن للإضاءة والمعدات الأخرى أن تتطلب كمية كبيرة من الطاقة. اختر أنظمة موفرة للطاقة كلما أمكن ذلك.
• احتمال حدوث فيضانات وأضرار مائية: المساحات تحت الأرض عرضة للفيضانات والأضرار المائية، مما قد يدمر المحاصيل والمعدات. يعتبر العزل المائي والتصريف المناسبان ضروريين.
• جودة الهواء والتهوية: يعد الحفاظ على جودة هواء وتهوية جيدة أمرًا بالغ الأهمية لمنع تراكم الغازات الضارة أو الرطوبة وضمان التلقيح المناسب.
• الوصول والخدمات اللوجستية: يمكن أن يمثل موقع المزرعة تحت الأرض والوصول إلى الموقع تحديات لوجستية، خاصة لنقل المواد وحصاد المحاصيل.
• السلامة: يعد تنفيذ تدابير السلامة، مثل الإضاءة الكافية ومخارج الطوارئ وأنظمة التهوية، أمرًا بالغ الأهمية لسلامة العمال والنباتات.

مستقبل الزراعة تحت الأرض

مستقبل الزراعة تحت الأرض واعد، مدفوعًا بالمخاوف العالمية المتزايدة بشأن الأمن الغذائي والاستدامة وتغير المناخ. تساعد التطورات التكنولوجية والممارسات المبتكرة على توسيع إمكانيات هذا النهج:

• التقنيات المتقدمة: التطورات في إضاءة LED وتكنولوجيا الاستشعار والأتمتة تجعل أنظمة الزراعة تحت الأرض أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة واستدامة.
• التكامل مع الطاقة المتجددة: يمكن أن يؤدي الجمع بين الزراعة تحت الأرض ومصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية، إلى تقليل البصمة البيئية لإنتاج الغذاء.
• التكامل الحضري: من المرجح أن تلعب الزراعة تحت الأرض دورًا حيويًا متزايدًا في البيئات الحضرية، مما يوفر الوصول إلى المنتجات الطازجة في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية.
• البحث والتطوير: يعد البحث والتطوير المستمران أمرًا بالغ الأهمية لتحسين التقنيات الحالية واستكشاف أساليب جديدة، مثل دمج الزراعة تحت الأرض مع مبادئ الزراعة المعمرة.
• تطورات الزراعة العمودية: ستستمر الابتكارات في الزراعة العمودية، بما في ذلك الأنظمة الدوارة والحصاد الآلي، في تحسين كفاءة المساحة وغلة المحاصيل.

لا شك أن دور الزراعة تحت الأرض في الإنتاج الغذائي العالمي سينمو في السنوات القادمة. من خلال الاستفادة من المزايا الطبيعية للبيئات الجوفية، يمكننا إنشاء أنظمة غذائية أكثر استدامة ومرونة، مما يساهم في كوكب أكثر صحة وإمدادات غذائية أكثر أمانًا للجميع.

البدء في تعلم الزراعة تحت الأرض

إذا كنت متشوقًا لبدء تعلم المزيد عن الزراعة تحت الأرض، فإليك كيف يمكنك البدء:

• الموارد التعليمية: استكشف الدورات التدريبية عبر الإنترنت وورش العمل والمواد التعليمية المتعلقة بالبستنة والزراعة المائية والزراعة الهوائية والزراعة المستدامة. تقدم الجامعات والمنظمات الزراعية بشكل متكرر دورات وموارد مفيدة.
• الخبرة العملية: ابدأ صغيرًا بتجربة أنظمة زراعة داخلية بسيطة، مثل زراعة الأعشاب أو الخضروات في حاوية.
• التواصل: تواصل مع المزارعين والبستانيين وعشاق البستنة الآخرين عبر الإنترنت أو في مجتمعك المحلي لتبادل المعرفة والخبرات.
• البحث والقراءة: اقرأ الكتب والمقالات والأوراق البحثية حول تقنيات الزراعة تحت الأرض وأفضل الممارسات والتقنيات المبتكرة. استكشف أحدث التطورات في ممارسات البستنة والزراعة.
• زيارة المزارع المحلية: إذا أمكن، قم بزيارة المزارع أو البيوت الزجاجية تحت الأرض الموجودة في منطقتك للتعرف بشكل مباشر على عملياتها وأفضل ممارساتها.
• المشاركة في المنتديات عبر الإنترنت: انضم إلى المنتديات والمجتمعات عبر الإنترنت للتواصل مع المزارعين الآخرين.

الرحلة إلى عالم الزراعة تحت الأرض مثيرة، ومليئة بفرص التعلم والابتكار والمساهمة في مستقبل أكثر استدامة. من خلال تبني التعليم والتجريب والتعاون، يمكننا إطلاق العنان للإمكانات الكاملة للزراعة تحت الأرض والمساعدة في إنشاء نظام غذائي أكثر مرونة وإنصافًا للعالم بأسره.