التميز في التعليم

طالب في جامعة الإمارات العربية المتحدة يعتقد أن نظام الري بالتنقيط المبتكر يمكن أن يزيد من كفاءة الري ونمو النبات

لطالما كانت ندرة المياه مشكلة بالنسبة لدول الخليج، حيث يعمل الباحثون بجد لإيجاد حل مستدام.

قد نجح شيجال بابو ثرو بويل، طالب دكتوراه في علوم البيئة في قسم الأحياء بجامعة الإمارات العربية المتحدة، تحت إشراف الاستاذ الدكتور توفيق صالح كسيكسي، في تطوير نموذج أولي وظيفي يمكن أن يساهم في حل مشكلة الإفراط في استخدام المياه العذبة في قطاع الزراعة وتقليل مشاكل ندرة المياه المتعلقة بالإفراط.

في المشروع الذي يحمل عنوان "نظام الري بالتنقيط"، تمكن الدكتور كسيكسي من تعديل نموذج أنبوب الري بالتنقيط الحالي والحصول على براءة اختراعه. يمكن للنظام المبتكر أن يزود نباتات مختلفة بثاني أكسيد الكربون من خلال خط الري بالتنقيط، مما يسمح للنبات بالنمو بشكل أفضل. في أنظمة الري التقليدية، يتم خلط الماء مع الأسمدة لتغذية النباتات. في هذا العمل، أضاف شيجال خطاً منفصلاً في أنبوب التنقيط، مما مكنه من تزويد النبات بثاني أكسيد الكربون - على هذا النحو. يساعد الضغط الإضافي الذي يضيفه حقن ثاني أكسيد الكربون على ري النباتات بشكل منتظم وجعل البيئة أكثر ملاءمة لنمو النبات. وأوضح شيجال: "باستخدام الري بالتنقيط، يتم الحد من ترشيح المياه والتبخر في ظل ظروف النمو المثلى". "من منظور نمو النباتات، الإجهاد بدرجة 5.0 من 5.0 ، مثل البحرين والكويت وفلسطين وقطر والإمارات والسعودية وعمان ولبنان وغيرها. تعتمد المنطقة، التي ربما تكون بالفعل الأقل أمانًا مائيًا في العالم، بشكل كبير على المياه الجوفية ومياه البحر المحلاة، وتواجه تحديات كبيرة تتعلق بالمياه في المستقبل المنظور. يتوقع المعهد أن تكون جميع المياه العذبة في الشرق الأوسط قد جفت بحلول عام 2040، لا سيما في البلدان التي تعاني من اجهاد شديد مثل الإمارات العربية المتحدة.

نشر شيجال دراسة تظهر أن ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يخفف من إجهاد الجفاف بنسبة تصل إلى 30 في المائة مقارنة بالنباتات التي تُروى جيدًا، دون المساس بنمو النبات. وهو يعتقد أن "نظام الري بالتنقيط" الجديد يمكن أن يزيد من كفاءة الري وقد يساعد في تخفيف العبء على الدول في المستقبل، بمجرد أن يصبح الابتكار نموذجًا أوليًا للعمل. يخطو شيجال خطوة إلى الأمام في بحثه عن طريق إضافة البكتيريا المعززة لنمو النبات والمعزولة من الجذور، مع ارتفاع ثاني أكسيد الكربون، لمعرفة ما إذا كان يمكن إجراء أي تحسينات أخرى في نمو النبات. قال: "إنني أبحث دائمًا عن منظور أوسع".

Shaijal Babu Thruppoyil & Taoufik Ksiksi

Time-dependent stomatal conductance and growth responses of Tabernaemontana divaricata to short-term elevated CO2 and water stress at higher than optimal growing temperature. Current Plant Biology, Vol. 22 (2020) 100127, DOI: 10.1016/j.cpb.2019.100127

لعب التعليم الذي تلقاه في جامعة الإمارات العربية المتحدة دورًا هائلاً في نجاحه، حيث ساعده في الوصول إلى آفاق عظيمة. وأشار إلى الحرية التي نالها في العمل خارج الغرفة الدراسة، مما دفعه إلى مرحلة متقدمة من تعليمه. من خلال المساقات، كان قادرًا على تعلم العديد من المفاهيم المختلفة حول البيئة، كجزء من منهج محدد. كما قدم له الدكتور كسيكسي الكثير من الدعم خلال تجربته التعليمية. قال شيجال: "إنه دائمًا ما يقدم الدعم ". "أسلوبه الإرشادي مختلف نعمل بشكل أساسي على زيادة كفاءة الري بالتنقيط عن طريق إضافة خط منفصل لحقن ثاني أكسيد الكربون."

بدأ العمل في ديسمبر 2017 ، وحصل الدكتور كسيكسي في سبتمبر 2018 على موعد لدراسة براءة اختراع عملهم، وتم الحصول عليها في أبريل 2019.

يعتقد شيجال أنه تم اختياره لإجراء مثل هذا البحث بسبب خبرته الواسعة في العمل سابقًا في مزرعة قريبة من سويحان في إمارة أبو ظبي. قبل دراسته في الإمارات العربية المتحدة، كان قد أكمل أيضًا درجة الماجستير في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين، حيث أجرى أيضًا أبحاثًا في البيوت الزراعية المحمية والحقول. وأضاف: "كنت أعرف بالفعل تقنيات الري المختلفة المستخدمة في الحقول قبل أن أبدأ دراسة الدكتوراه في جامعة الإمارات العربية المتحدة". "لذلك تمكنت من تقديم خبرتي في ذلك المجال."

مثل هذا العمل أمر حيوي لدولة الإمارات العربية المتحدة، حيث استخدام المياه العذبة للري أعلى بكثير من أي مكان آخر وحيث يوجد عدد كبير من أشجار النخيل في جميع أنحاء الإمارات وبموارد محدودة، لذلك يعد المشروع واعدا.

وفقًا لمعهد الموارد العالمية، توجد 14 دولة من أصل 33 دولة تعاني من الإجهاد المائي على الأرجح في عام 2040 في منطقة الشرق الأوسط، بما في ذلك تسع دول تعتبر شديدة حيث إذا اكتشف لدى الطالب إمكانات معينة، يكرس نفسه لتقديم المعرفة ".

تطورت علاقتهما إلى تجربة ثرية، حيث حضر شيجال مساقات خلال فصوله الثلاثة الأولى قبل الدخول في مرحلة التقييم. ووصفها بأنها رحلة مثيرة، حيث ساعدت في تطوير جوانب مختلفة من معرفته، من الهندسة إلى البرمجيات، إلى التأهيل الكامل. وأشار إلى أنه "يمكن للجميع القيام بذلك إذا حصلوا على مساحة كافية من الدعم".

مع هذا الدعم والموارد القيمة، جاء الكثير من العمل الشاق بالإضافة إلى حرية العمل، والتي وجدها شيجال محفزة للغاية. يمكن أن يصبح البحث محبطًا عندما لا تكون البيئة المحيطة بالطالب مواتية أو بسبب عدم التحلي بالصبر. تمكن الدكتور كسيكسي من توفير تلك الثقة والحرية لشيجال للتطور في إطار أبحاثه الخاصة.

يمكن أن تكون دراسة علم البيئة أيضًا معقدة، حيث يجب تعلم العديد من الجوانب المختلفة كجزء من منهج محدد، بما في ذلك الروابط بين سلوكيات الطيور المهاجرة والأمراض الحيوانية المنشأ. على الرغم من أن هذا التعليم لم يكن خاصًا بمجال شيجال، إلا أنه كان قادرًا على التعلم من مجموعة من الاساتذة في مجالات مختلفة. ونتيجة لذلك، زوده ذلك بنظرة عامة عن الدارسة وخيار أن يكون قادرًا على تعليم طلابه، يومًا ما، وجهات نظر مختلفة عن البيئة. قال: "البيئة تتعلق أساسًا بالتفاعلات - كيف تتعايش الكائنات الحية المختلفة - لذا يجب أن يكون لدينا منظور أوسع وكان الاساتذة يقدمون هذا المفهوم"، مضيفًا أنه كان قادرًا بعد ذلك على حصر البحث بكائنات معينة. "وكان المنظور جيدًا."

استوعب شيجال الرسالة من أساتذته قبل أن يطبقها على عمله في مرحلة الدكتوراه. وأشار إلى أنه يتمتع بحرية التسجيل في مساقات أخرى أيضًا، مما يوفر القدرة على تعلم مواضيع أخرى بشكل متوازٍ. على الرغم من أنه اختار عدم القيام بذلك، فقد وصف إمكانية الوصول إلى المساقات الأخرى بأنها مفيدة ومشجعة.