من أهم التحديات التي تواجه المملكة في تحقيق الأمن الغذائي قلّة الموارد المائيّة مما نتج عنه إيقاف الدعم، وتخفيض نسبة زراعة القمح والشعير.

من هذا المنطلق تعدّ المملكة من الدول الأوائل في استيراد الشعير، وتستهلك 40% من إنتاج العالم من الشعير لتغطية الاحتياج المتزايد من الثروة الحيوانية، ونظرًا للزيادة المطّردة في أسعار الشعير في السنوات القليلة الماضية، ولتحقيق الأمن الغذائي في المملكة، وعدم الاعتماد على الاستيراد، لا بدّ من البحث عن تقنيات تستخدم كميّات محدودة من المياه تحلّ محلّ الزراعة التقليديّة مثل تقنيات الزراعة المائية باستخدام التقنيات الحيوية التي تعتمد على تدوير المياه في غرف مقفلة وبيئة محكمة لا تتأثر بالأجواء الخارجية، وتكون الزراعة فيها على شكل أرفف، وتعمل بالطاقة الشمسيّة وتتميز بغزارة في الإنتاج بالنسبة للمساحة المربعة مع استهلاك كميّة قليلة من المياه والطاقة.

تهدف الدراسة إلى تحقيق الأمن الغذائي للمملكة مع عدم المساس بأمنها المائي، وتنمية قطاع الزراعة في المملكة عن طريق تطوير تقنيات تساهم في تقنين استهلاك المياه وزيادة الإنتاج في الزراعة.

توجد طرق صناعيّة لإنتاج الأعلاف الخضراء لا تحتاج إلى أرضٍ زراعيّة أو تربة، ولا تشغل مساحة كبيرة، حيث تستخدم فيها غرف مكيفة الحرارة والرطوبة والإضاءة تحتوى على أحواض موضوعة على مسافات فوق بعضها، وتزرع فيها الحبوب (كالشعير والشوفان ) وتغذى بماء مذابة فيه بعض العناصر السماديّة مما يسمح بنمو البادرات سريعًا حتى يصل طولها إلى 20-25سم تقريبًا في أسبوع واحد وينتج كميّة ضخمة من العلف الأخضر في مساحة قليلة، ويمكن تنظيم مواعيد الزراعة ما يمكّن من الحصول على ناتج يومي من العلف الأخضر، وتسمّى هذه الزراعة بالهيدروبونيك (Hydroponic)، وهناك وحدات تبلغ قيمتها الإنتاجية طنًّا من العلف الأخضر الطازج في اليوم على جميع أيام السنة تحت أيّ ظروف مناخيّة، واستهلاكها المائي والسمادي قليل جدًّا بالنسبة للاستهلاك اللازم لإنتاج هذه الكميّة تحت ظروف الحقل العادية، على أنّه مما يحدّ من اتّباع هذه الطريقة ارتفاع تكلفتها؛ ولكنها مناسبة جدًّا في بلدان المناطق الجافة القاحلة كالمنطقة العربيّة.

الشعير المستنبت له أهمية كبرى في تغذية الحيوانات من حيث ارتفاع محتواه من البروتين بالمقارنة مع الشعير الجاف حيث يصل إلى 10% في الشعير المستنبت، وسهولة الهضم والامتصاص بواسطة الحيوان. كما يحتوي على مجموعة من العناصر الغذائية التي تحسن جودة العليقة المقدمة، وارتفاع معدل الهضم ومن ثم معدل الاستفادة منه وذلك بنسبة تبلغ 95% أعلى من أصناف العلف الأخرى. كما وتتسم الطاقة المخزونة بسهولة الانسياب للجسم ومن ثم لا يعاني الحيوان من مشكلات الحموضة.

ترتبط أسعار المواد الخام الداخلة في صناعة الأعلاف المركزة بالأسعار العالمية لتلك المواد علاوة على ارتفاع أسعار بقية المواد الأخرى الداخلة في تغذية الحيوان. وقد أسهم ذلك في ارتفاع تكلفة تغذية الحيوانات مما أدى إلى انصراف معظم المنتجين من حلقة الإنتاج الحيواني لارتفاع أسعار المواد الداخلة في تكوين العلائق، ولذا كان من الضروري التفكير في استخدام أعلاف غير تقليدية بديلة للأعلاف المركزة حتى تنخفض التكلفة ومن ثم يمكن استمرار العملية الإنتاجية لتحقيقه هامش ربح مناسب. ويعد الشعير المستنبت البديل المناسب الذي يوفر ما يقارب من 50% من تكلفة العليقة المقدمة للحيوانات.

يهدف هذا المشروع في مرحلته الحاليّة إلى إكثار النباتات الواعدة أو ما يطلق عليها السلالات المطفّرة (Advanced Mutants) الناتجة عن تشعيع هذه السلالات لجرعات إشعاعيّة صادرة من مصادر مشعّة، وذلك لإحداث طفرة أو تغيير عشوائي على المستوى الجيني. أُنتج في مراحل سابقة لهذا المشروع عدد (5) نباتات مطفّرة (هُجينات) مختلفة كليًّا عن نبات الجيل الأصلي من حيث: حجم الوردة (القٌطر) وعدد أوراقها وطول النبات ودورة حياته وخصوبته.

قُدِّم في عام التقرير نموذج طلب براءة نباتيّة برمز (KACST491-1) في مكتب البراءات الأمريكي، وجُهِّز ما يقارب ثلاثة بيوت محميّة (Green Houses) في محطة الأبحاث الزراعيّة في المزاحمية لاحتضان ما يقارب 10.000 نبته بالغة مطفّرة (10,000 Mutant Adult Plants) وإكثارها وزراعتها، والتنسيق لشراء وحدة تقطير ومعصرة (Distillation Unit & Oil Presse) وأيضًا تمّ العمل على وضع خطّة عمل وتسويق المنتج النهائي المتمثّل في ماء الورد المخفَّف ودهن الورد الطائفي، ويستفيد من المشروع: الشركات وبيوت الخبرة العالميّة المهتمة في العطور والروائح الطبيعيّة في المملكة.

تعدّ الزراعة المحمية أسلوباً زراعياً متطوراً في توفير الأمن المائي والغذائي وزيادة الإنتاجية وزراعة الخضروات في غير أوقات زراعتها. وقد انتشرت هذه الزراعة وأصبحت من أهم قطاعات الزراعة في المملكة. وتتركز نشاطات مركز التقنية الزراعية في هذا المجال على الاستغلال الأمثل للموارد الطبيعية والمحافظة عليها بما يساهم في توفير الأمن المائي والغذائي باستخدام أحدث التقنيات الزراعية. ومن أهم أهداف مركز التقنية الزراعية في هذا المجال ما يلي:

• تصميم واختبار بيت زراعي محمي مغلق للمناطق الحارة، بحيث يمكن تكثيف وتدوير المياه، وهذا يساهم في توفير الأمن المائي والغذائي في المملكة.
• تطبيق التقنيات الحديثة التي يمكن تصنيعها داخل المملكة لتبريد وإعادة استخدام المياه.
• العمل على التصميم المعياري (Standard) للبيوت المحمية بالمملكة
• استخدام الحقن بغاز ثاني أكسيد الكربون في البيت الزراعي المغلق الذي أثبتت الدراسات أنه قد يزيد الإنتاج 200% تحت الظروف المشمسة للمملكة عند مقارنتها بالإنتاج في البيوت المحمية التقليدية، ويعد حقن بيت الزراعة المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون مصدرًا مهمًا للتخلص من غاز ثاني أكسيد الكربون والذي تنتجه شركة أرامكو السعودية بشكل تجاري مما يساهم في تقليل أثر ثاني اكسيد الكربون على البيئة.
• إعادة استخدام المياه المستخلصة من الهواء الرطب داخل البيت المحمي المغلق لتغذية نظام التبريد، وتتميز بأنها خالية من الأملاح، وهذا بدوره يحل مشكلة تراكم الأملاح على وسائد التبريد.
• استخدام الهواء داخل البيت المحمي المغلق والبارد نسبياً بعد نزع الرطوبة منه بطريقة اقتصادية لتغذية نظام التبريد مما يعطي كفاءة أكثر لنظام التبريد.
• إعادة استخدام مياه الري والتبريد.
• ربط البيت المحمي المغلق مع التحلية والتسخين بالطاقة الشمسية والتبريد بالامتصاص مما يعطي تصميمًا لا يتطلب توفر الشبكة الكهربائية أو مصدر مياه وفير للزراعة.

وهذه التقنية سوف تساهم بمشيئة الله في الحفاظ على كثير من المصادر المائية التي يتم هدرها بطرق الزراعة الأخرى، ولذلك حرصت مدينة الملك عبد العزيز على هذا الأمر، وخصصت مشروعات تقنية لتطوير البيوت المحمية وتحسين أدائها.

يهدف المشروع إلى تطوير مواد كيميائية ذات قدرة عالية في امتصاص الماء، وذلك لاستخدامها في الأغراض الزراعية، حيث سيجري في هذا البحث العمل على تحضير مواد حافظة للماء من مركّبات عضويّة وغير عضويّة وذات فعاليّة عالية في امتصاص الماء. كما سيتم عمل تقييم شامل لمنتجات تجاريّة مستخدمة فعليًّا، وذلك للوصول إلى تصوّر عام عن فعالية تلك المواد ومقارنتها بما سيتم تطويره، كما ستُشخَّص المواد المطورة بأحدث تقنيات التحليل الكيميائي والفيزيائي للحصول على معلومات دقيقة عن تركيبها وخواصها الفيزيائيّة والكيميائيّة، كما ستُقيّم المادة المطوّرة مخبريًّا لتقييم أدائها عند ظروف مختلفة، والعمل على تحسين خواصها لاحقًا.

ستُنقل المعرفة كذلك عن طريق تدريب باحثين على آليّة تحضير تلك المواد وتقييمها وتشخيصها، ويتوقع أن تتم الاستفادة من نتائج البحث في إمكانيّة تصنيع المادة على نطاق أكبر وتطبيقها حقليًّا على أنواع عديدة من المزروعات باستخدام أقل قدر ممكن من المياه، ومن الجهات المستفيدة من نتائج البحث: وزارة البيئة والمياه والزراعة، والقطاع الخاص الزراعي.

يهدف المشروع إلى تطوير مواد كيميائية ذات قدرة عالية في امتصاص الماء، وذلك لاستخدامها في الأغراض الزراعية، حيث سيجري في هذا البحث العمل على تحضير مواد حافظة للماء من مركّبات عضويّة وغير عضويّة وذات فعاليّة عالية في امتصاص الماء. كما سيتم عمل تقييم شامل لمنتجات تجاريّة مستخدمة فعليًّا، وذلك للوصول إلى تصوّر عام عن فعالية تلك المواد ومقارنتها بما سيتم تطويره، كما ستُشخَّص المواد المطورة بأحدث تقنيات التحليل الكيميائي والفيزيائي للحصول على معلومات دقيقة عن تركيبها وخواصها الفيزيائيّة والكيميائيّة، كما ستُقيّم المادة المطوّرة مخبريًّا لتقييم أدائها عند ظروف مختلفة، والعمل على تحسين خواصها لاحقًا.

ستُنقل المعرفة كذلك عن طريق تدريب باحثين على آليّة تحضير تلك المواد وتقييمها وتشخيصها، ويتوقع أن تتم الاستفادة من نتائج البحث في إمكانيّة تصنيع المادة على نطاق أكبر وتطبيقها حقليًّا على أنواع عديدة من المزروعات باستخدام أقل قدر ممكن من المياه، ومن الجهات المستفيدة من نتائج البحث: وزارة البيئة والمياه والزراعة، والقطاع الخاص الزراعي.

يهدف مشروع مكافحة سوسة النخيل الحمراء إلى تطوير جهاز للكشف الصوتي عن السوسة داخل جذع النخلة وتطوير المصيدة الذكيّة، وتفعيل المبيدات الحيويّة. تم الانتهاء من المشروع وإنجاز المهام كالآتي:

• تحديد الأوقات التي تنتشر الحشرات الكاملة في الحقل.
• التقاط أصوات سوسة النخيل الحمراء وعمل برمجيات متخصصة لفصل الأصوات والمؤثرات الأخرى عن الأصوات الخاصة بسوسة النخيل الحمراء في بيئات وظروف متفرقة.
• الإخراس الجيني، حيث تم تطبيق هذه التقنية الحديثة للتعرّف إلى ميكانيكيّة الجينات، وتعاملها مع المؤثرات الخارجيّة، ومن ثمّ يمكن تطبيقها عمليًّا في تصميم العوامل القاتلة للسوسة.

وهذا المشروع سوف يساهم في القضاء على آفة سوسة النخيل الحمراء التي لها تأثير على أهم المحاصيل الزراعية في المملكة (النخيل).

ولا تزال المدينة تسعى بالتكامل مع الجهات البحثية والتنفيذية من خلال هذا المشروع ومن خلال المشروعات تخطط لها مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية مستقبلًا لتقديم حلول عملية لمكافحة السوسة.

سوسة النخيل الحمراء من الآفات التي تتميز بصفات وقدرات تجعل الإنسان عاجزاً لحد كبير في القضاء عليها في الوقت الحالي. ومن الناحية السلوكية، فقد اكسبها سلوك التجمع قدرة على إحداث ضرر بالغ في الأشجار المصابة خلال مدة قصيرة كما أن سلوكها هذا يسهل عليها الوصول إلى الأشجار المناسبة بأسرع وقت وبأقل الأخطار. كما أن إصابتها الداخلية لجذع النخيل وفرت لها حماية من الظروف البيئية من ارتفاع في درجات الحرارة وانخفاض في مستوى الرطوبة الخارجية ومن الأعداء الحيوية والمبيدات الحشرية، ومن عدم تمكن الإنسان من رؤيتها. أضف إلى ذلك أنها لا تسبب الإصابة بسوسة النخيل مظاهر واضحة يمكن الكشف عنها بسهولة مع بداية الإصابة مما ساهم في نقل الأشجار المصابة إلى معظم مناطق زراعة النخيل في المملكة، بل انتشرت إلى كثير من مناطق أوربا وأستراليا وبعض مناطق الولايات المتحدة الأمريكية في فترة لا تزيد عن ثلاثين عاماً. التخفّي، والقدرة التدميرية العالية، والانتشار السريع جعل لهذه الآفة خصوصية خاصة وأصبحت أخطر آفة حشرية تصيب أشجار النخيل في جميع مناطق الإصابة في العالم. وقد بلغت نسبة الإصابة من 1-5% بمختلف المناطق المملكة، والذي يعطي الموضوع أهمية بالغة هو أن إصابتها أصبحت على نطاق واسع مما يزيد من الإمكانيات المطلوبة في برنامج مكافحة سوسة النخيل الحمراء. وقد بذلت محاولات عديدة داخلية وخارجية للوصول إلى طريقة أو طرق مثلى للحد أو القضاء عليها، والأمر يحتاج إلى مزيد من الوقت والتركيز والدعم. ومدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية بالتنسيق مع وزارة الزراعة أولت هذه الأفة الاهتمام المناسب، حيث دعمت عدداً من المشروعات المختلفة وعقدت الندوات وورش العمل العديدة في مختلف الجامعات والمراكز البحثية بالمملكة، منها: ورشة عمل حول سوسة النخيل الحمراء – تقنيات حديثة وأبعاد مستقبلية وذلك في 14 – 15 ربيع الأول 1428هـ الموافق 2 – 3 أبريل 2007م. وذلك على شرف معالي وزير الزراعة. كما دعمت المدينة العديد من ندوات النخيل المتتالية التي أقيمت في جامعة الملك فيصل بالأحساء. أما فيما يخص دعم البحوث الداخلية فقد تم دعم عدد من المشروعات البحثية الداخلية.