کشاورزی در قرن گذشته راهی طولانی پیموده است. ما غذای بیشتری از گذشته تولید می‌کنیم؛ اما مدل فعلی ناپایدار است و از آنجایی که جمعیت زمین کم‌کم به ۸ میلیارد نفر می‌رسد، روش‌های کنونی نیاز به دگرگونی بنیادین دارند تا بتوانند با این رشد جمعیت سازگار شوند. خوشبختانه، طیفی از تکنولوژی‌ها وجود دارد که ممکن است این امر را میسر سازد. در این مقاله برخی از راه‌هایی را که کشاورزان، محققان و کارآفرینان در حال توسعه آن‌ها هستند تا مطمئن شوند همه سیر می‌شوند، معرفی می‌کنیم.
توماس مالتوس، اقتصاددان مشهور، در سال ۱۷۹۸ در کتاب مشهور خود با نام «مقاله‌ای در باب اصل جمعیت»، نگاهی بلند به تاریخ بشر انداخت و عنوان کرد جمعیت بشر تا زمانی که فراوانی غذا وجود دارد، زیاد می‌شود؛ مگر اینکه منابع تمام شود که در این صورت قحطی به وجود می‌آید. او می‌نویسد: «به نظر می‌رسد قحطی آخرین و وحشتناک‌ترین منبع طبیعت باشد. قدرت جمعیت چنان از قدرتی که در زمین برای انسان غذا تولید می‌کند، بیشتر است که مرگ زودرس سراغ نوع بشر خواهد آمد.»
پیش‌بینی مالتوس شاعرانه بود؛ اما هیچ‌گاه محقق نشد. در عوض، انقلاب‌هایی در صنعت و کشاورزی رخ داد و با این انقلاب‌ها، افزایشی اساسی در تولید و تجارت غذا پدید آمد. خوش‌بینان برنده شدند و مالتوس، موعظه‌گری ژولیده در خیابان تاریخ، به قدیس حامی برخی اقتصاددان‌ها تبدیل شد. گرچه اقتصاددانان مدرن و معتقدان به آرمان‌شهر تکنولوژیک با دیده‌ی تحقیر به مالتوس می‌نگرند؛ با توجه به شواهد آن زمان، استدلال او معقول به نظر می‌رسد. شاید تکنولوژی‌هایی که در چند قرن گذشته باعث رشد سریع رشد جمعیت شده‌اند، از فاجعه مالتوس جلوگیری نکرده‌اند، بلکه آن را به تأخیر انداخته‌اند؟ بشریت توانسته است بسیار بیشتر از تصور مالتوس رشد کند. تخمین‌های خام نشان می‌دهند که جمعیت بشر در دهه ۱۸۰۰ میلادی، بین ۸۹۰ میلیون تا ۹۸۰ میلیون نفر بوده است، درحالی‌که اکنون ۷.۴ میلیارد نفر در این کره خاکی زندگی می‌کنند؛ اما تا چه زمانی این روند می‌تواند ادامه داشته باشد؟
سازمان ملل پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۰۳۰ جمعیت کره زمین به ۸.۵ میلیارد نفر و تا سال ۲۰۵۰ به ۹.۷ میلیارد نفر می‌رسد. بیشتر جمعیت دنیا در چین و هند متمرکز شده‌اند؛ هر کدام از این دو کشور بیش از یک میلیارد نفر جمعیت دارند و تا سال ۲۰۲۲، جمعیت هند از چین بیشتر خواهد شد. تکنولوژی‌ها و تکنیک‌های مدرن کشاورزی از قحطی شدیدی که مالتوس پیش‌بینی کرده بود، جلوگیری کرده‌اند. در گذشته انسان دانه‌ها را با دست می‌کاشت؛ اما بذرکارهای اتوماتیک باعث شده‌اند که بتوان بذر را در خط‌های بلند و موازی کاشت. کشاورزان توانستند با استفاده از تراکتور زمین‌های وسیع را شخم بزنند و دیگر نیازی‌های به گاوهای تنبل نبود. خرمن‌کوب، زمان لازم برای کوبیدن خرمن را کاهش داد.
با افزایش جمعیت و رشد اقتصادی که اجازه مصرف بیشتر می‌دهد، دنیا به یک انقلاب کشاورزی دیگر نیاز دارد تا بتوان پایدار باقی بماند. یک جواب به این روند، اتوماسیون است. با اینکه کشاورزی در ۲۰۰ سال گذشته اتوماتیک بوده؛ این روند شتاب گرفته است. تکنولوژی‌های جدید به کشاورزان اجازه می‌دهند که بازدهی محصولات و دام‌های خود را بالا ببرند و در عین حال، تهدید‌هایی همچون خشکسالی و بیماری را مهار کنند.
پهپاد ممکن است کارگران آینده مزارع باشد
دکتر لاو خت، پرفسور دانشگاه ایالتی واشنگتن و متخصص مدیریت محصول، در مورد کلمه «پهپاد» می‌گوید: «کمی بدنامی در مورد این کلمه وجود دارد.» بسیاری از طرفداران استفاده اقتصادی از پهپاد، اصطلاح «سیستم‌های هوایی خودکار» را ترجیح می‌دهند، اصطلاحی طولانی که قدرت کلامی پهپاد را نیز ندارد. برای بسیاری، کلمه‌ی پهپاد یادآور سخت‌افزار نظامی است؛ ماشین پرنده‌ای که روی افراد بمب می‌اندازد یا از بالا جاسوسی می‌کند.
محققانی همچون خت، در حال آزمایش راه‌هایی هستند که می‌توان از پهپاد در کشاورزی استفاده کرد. برای کشاورزان، یکی از بهترین استفاده‌ها از پهپاد، تصویربرداری از محصول است. کشاورزان با استفاده از سنسورهای چندطیفی، زمین را پی‌جویی می‌کنند و تصاویری ثبت می‌کنند که نشان می‌دهند حاصلخیزی خاک چه اندازه است یا محصول به چه میزان آب نیاز دارد. در گذشته، کشاورزان باید این اطلاعات را از تصویربرداری ماهواره‌ای به دست می‌آوردند که فرایندی وقت‌گیر بود. تصویربرداری ماهواره‌ای در بازه‌های ۱۴ روزه انجام می‌شود و مسائلی همچون ابرها ممکن است مشکل ایجاد کنند. اما به‌طور تئوری می‌توان از پهپاد در هر زمانی استفاده کرد.
تنها فایده استفاده از پهپاد، راحتی نیست؛ در برخی از موارد که محصول به بیماری یا حشرات مضر آلوده شده است، می‌توان تفاوت بین از بین رفتن محصول یا برداشت محصول باشد. سلمان صدیقی از انستیتوی بین‌المللی مدیریت آب به گاردین می‌گوید تصاویر پهپاد می‌تواند بیماری‌ها و آفات را در محصول تشخیص دهد. او می‌گوید: «فتوسنتز کاهش پیدا می‌کند و این کلروفیل را تحت تأثیر قرار می‌دهد.»
تصویربرداری چندطیفی پیش از اینکه این اثر بزرگ شود و با چشم انسان قابل تشخیص باشد، می‌تواند آن را نشان دهد. این به آن دلیل است که کلروفیل، (مولکولی که رنگ سبز را به برگ‌ها می‌دهد) نور را جذب می‌کند و قسمت اعظمی از نور مادون قرمز را بازتاب می‌دهد. زمانی که یک گیاه بیمار است، کلروفیل نور قابل‌دیدن بیشتری بازتاب می‌دهد و نور مادون قرمز بیشتری جذب می‌کند. تصویربرداری مادون قرمز می‌توان به کشاورزان نشان دهد که آیا محصول آن‌ها مقدار معمولی نور مادون قرمز بازتاب می‌دهد یا خیر و به این صورت کشاورزان از بیماری آگاه می‌شوند.
کشاورزی با اتوماسیون همراه می‌شود
یکی از پروژه‌های اصلی خت مرتبط با آبیاری است. او در این پروژه روی تکنیک‌های آبیاری مختلف و میزان آب متفاوت تحقیق می‌کند و از تصویربرداری با پهپاد استفاده می‌کند تا سلامت محصول را بررسی کند. به‌عنوان مثال آبیاری زیرسطحی را در نظر بگیرید؛ در این روش لوله‌های که در زیر زمین قرار دارند، آب را مستقیما به ریشه‌های گیاه می‌ٰرسانند. خت و تیمش عمق مناسب برای لوله‌ها را در باغ انگور بررسی می‌کنند.
آن‌ها در بخشی از تحقیق خود میزان آب استفاده‌شده را تست می‌کنند و با استفاده از تصویربرداری به کمک پهپاد، بررسی می‌کنند که اگر میزان مصرف آب به ۳۰ درصد یا ۶۰ درصد مصرف برسد، میزان محصول چه تغییری خواهد کرد. خت در مورد آبیاری روی سطح نیز کار کرده و آزمایش‌های زیادی در مورد آبیاری قطره‌ای داشته است. هر چه تغییرات اقلیمی بیشتر می‌شود، اهمیت مطالعات خت بیشتر می‌شود. به گفته‌ی خت در واشنگتن در سال ۲۰۱۵، ما بیشترین دما را در چند سال گذشته ثبت کرده‌ایم. خت باور دارد که این دما ناشی از تغییرات اقلیمی بوده است. خت و همکارانش به منظور آماده شدن برای سال‌های گرم‌تر، در حال آزمایش گونه‌های مختلف لوبیاچیتی هستند تا ببینند چگونه در برابر میزان آب واکنش نشان می‌دهند. این کار به آن‌ها کمک می‌کند که دریابند کدام گونه از لوبیا‌ها در برابر کمبود واکنش بهتری نشان می‌دهند و سرمایه‌گذاری مطمئنی خواهد بود.
پهپاد تنها برای تصویربرداری استفاده نمی‌شود. خت یک پروژه را به‌صورت ساده توضیح می‌دهد. زمانی که خت و همکارانش در حال آزمایش مدل بزرگ‌تری از پهپاد یاماها RMAX بودند، آن‌ها توانستند راه‌حلی هوشمندانه برای یکی از مشکلات کشاورزان واشنگتن پیدا کنند. گیلاس یکی از مهم‌ترین محصولات واشنگتن است و همه با یک مشکل مواجه هستند: باران. زمانی که گیلاس می‌رسد، میزان قند زیادی دارد و پوست آن نازک می‌شود. زمانی که باران در باغ‌های گیلاس می‌بارد، قطرات باران روی چترک می‌نشینند و گیلاس‌های با پوست نازک، این قطرات را جذب می‌کنند. با این عمل، گیلاس‌ها ورم می‌کنند و ترک می‌خورند.
کشاورزان می‌توانند با برداشت سریع گیلاس‌ها از این آسیب جلوگیری کنند؛ یا می‌توانند درخت را تکان دهند تا قطرات جمع‌شده روی زمین بریزند. خت با پرواز RMAX در فاصله ۱۰ تا ۱۵ متری، توانست آب جمع‌شدهروی چترک‌ها را پراکنده کند. این روش پربازده‌تر از تکان دادن درخت با دست یا پنکه است؛ اما روش کاملا مطمئنی نیست. او می‌گوید: « همه باغ‌ها در ایالت واشنگتن، تخت نیستند. برخی از آن‌ها شیب دارند و این ممکن است منجر به برخی اتفاقات شود.»
چیزی بیشتر از ربات پرنده
پهپاد ابزار خوبی برای کشاورزان است، اما تنها ابزار اتوماتیکی نیست که در دنیای کشاورزی دیده می‌شود. ربات پیچکی در هر جنبه‌ای از کشاورزی، حتی دوشیدن شیر گاو، وارد شده است. ماشین‌هایی که دوشیدن شیر گاو را بر عهده دارند، به‌عنوان یک برد برای دامداران تلقی می‌شوند. دوشیدن با دست کم اتفاق می‌افتد. سال‌ها است که کشاورزان از شیردوش برای دوشیدن شیر استفاده می‌کنند. اما این ماشین هم نیاز به کمک انسان داشت.
با پیشرفت تکنولوژی، این پروسه بدون دخالت انسان انجام می‌شود. سیستم پیشرفته رباتیک به گاوها اجازه می‌دهد که هر وقت احساس شیردهی داشتند، به سمت ربات‌های شیردوش بروند. گاو که توسط دامدار آموزش دیده است، روی یک صفحه می‌ایستند. ربات با استفاده از تگ، گاو را شناسایی می‌کند و اگر در بازه خاصی شیر نداده باشد، کار خود را شروع می‌کند. ربات ابتدا پستان گاو را ضدعفونی می‌کند و سپس شیر را می‌دوشد. تمام این پروسه برای کشاورزان و احتمالا گاوها، راحت و بی‌دردسر است. رابرت ویش که به‌عنوان یک دامدار فعالیت می‌کند، مدعی است این کار باعث می‌شود که گاوها سرحال‌تر و پربازده‌تر باشند. او می‌گوید این روش باعث شده است که میزان شیردهی یک گاو بدون اینکه علوفه زیاد شود، از ۲۸ لیتر به ۳۶ لیتر برسد.
گاوداری تنها مکان‌هایی نیست که استفاده از اتوماسیون رواج دارد. اخیرا در باغ‌های میوه نیز که معمولا در برابر اتوماسیون مقاومت می‌کنند، از ربات استفاده می‌شود. تا به حال، در چیدن میوه از ماشین خودکار و ربات استفاده نمی‌شد؛ چون میوه‌ها اغلب ظریف هستند و ماشین ممکن است به میوه‌ها یا درختان صدمه بزند. بر اساس گزارش مجله اخبار مهاجرت در سال ۲۰۱۱، چیدن سیب هنوز هم اغلب با دست انجام می‌شود و بیشتر وقتِ کارگران، نه برای چیدن میوه، بلکه برای جابه‌جا کردن نردبان و بالا و پایین کردن آن صرف می‌شود. دن استیر، مدیرعامل Abundant Robotics در این باره می‌گوید: «مشکل اصلی این است که کامپیوترها به‌سختی می‌توانند میوه‌ها را ببینند و میوه‌ها، ظریف هستند. تابه‌حال، امکان این وجود نداشت که بتوان میوه‌ها را تشخیص داد یا بدون صدمه زدن، آن‌ها را چید.»
با وجود دشواری‌ها، مهندسان در حال توسعه روش‌هایی برای برداشت میوه با استفاده از اتوماسیون هستند. شرکت Abundant Robotics در حال کار روی ماشینی است که سیب می‌چیند؛ کمپانی دیگری با نام Energid در حال ساخت ماشینی است که پرتغال می‌چیند. ماشین Abundant Robotics از لوله خلأ استفاده می‌کند تا سیب‌ها را مکش کند، درحالی‌که ماشین Energid با تکان دادن درخت، پرتغال‌ها را می‌چیند.
اما مهم‌ترین وسیله‌ی مزارع، تراکتور، نیز در حال دگردیسی است. تراکتورهای خودران مانند مدل مفهومی Case IH Autonomous می‌توانند جایگزین تراکتورهای معمولی شوند. این ماشین حتی صندلی برای نشستن انسان ندارد؛ ولی می‌تواند در مسیرهایی که اپراتور می‌دهد، حرکت کند و اپراتور می‌تواند حرکت ماشین را نظارت کند و مسیر آن را با استفاده از یک اپلیکیشن به‌راحتی تغییر دهد. سازندگان تراکتورهای اتوماتیک مانند New Holland معتقدند که این تراکتورها روزی خواهند توانست نسبت به تغییر وضع هوا واکنش نشان دهند.
ماشین‌های اتوماتیک تنها برای راحتی یا کاهش هزینه‌ها مناسب نیستند. این ماشین‌ها می‌توانند محدودیت‌های بدن انسان را از یک صنعت توان‌فرسا حذف کنند. این ماشین‌ها زخمی و فلج نمی‌شوند و به کمک آن‌ها می‌توان بدون نیاز به خواب یا نور، کشاورزی را ۲۴ ساعته ادامه داد.
آیا این تکنولوژی‌ها کافی خواهند بود؟ همه این تکنولوژی‌ها خیره‌کننده هستند، اما هنوز یک سؤال باقی مانده است: آیا آن‌ها برای مهار مصرف روزافزون انسان کافی خواهند بود؟ سازمان کشاورزی و غذای سازمان ملل تخمین می‌زند که برای سیر کردن شکم جمعیت رو به رشد و بالاخص شهری دنیا، تولید غلات باید سالانه ۳ میلیارد تن و تولید گوشت باید ۴۷۰ میلیون تن افزایش یابد. این میزان غذا زیاد است.
مشکل این است که تکنولوژی به‌تنهایی نمی‌توان تعیین کند که جهان چه میزان غذا نیاز دارد. جهانی شدن باعث شده است غذا از مرزها و اقیانوس‌ها عبور کند. گندم اورگان ممکن است به آسیا برود و گوشت ژاپنی ممکن است در بشقابی در نیویورک دیده شود. حتی اگر کشورها تصمیم بگیرند تولید غذای خود را افزایش دهند، تجارت جهانی تعیین می‌کند که این غذا کجا برود. در جهانی که رقابت ناسیونالیستی رو به افزایش است و معاملات جهانی پایه‌های لرزانی دارند؛ تجارت جهانی غذا ممکن است به‌صورت بنیادین تغییر کند.
به همین دلیل، ساده‌لوحانه است اگر فکر کنیم اتوماسیون به‌تنهایی می‌تواند ما را نجات دهد. معضلی که ما با آن‌ها مواجه هستیم، پیچیده و چندوجهی است و تنها تغییرات و پیشرفت‌های تکنولوژیکی نمی‌تواند آن را حل کند. گرچه راه‌حلی مطمئن برای چالش ما وجود ندارد؛ می‌توانیم اطمینان خاطر پیدا کنیم که اتوماسیون تنها یک تیر در تیردان تکنولوژیکی ما است. یک ایده مهم یا راه‌حل خلاقانه ممکن است نتواند مشکل ما را حل کند، اما صدها ایده می‌توانند. هر چه باشد، چیزی که انسان فراوان دارد، ایده خلاقانه است.
در نهایت، گذشته می‌تواند منبع اطمینان خاطری برای ما باشد. تاریخ به ما نشان می‌دهد که تکنولوژی قادر است انسان را سیر کند؛ بنابراین می‌توان انتظار داشت که در آینده نیز این کار را خواهد کرد.
