1.2 تفاصيل الاتصال بالأشخاص الرئيسيين لمصدر المعلومات والمؤسسات المشاركة في تقييم وتوثيق التقنية

اسم المشروع الذي سهّل توثيق/تقييم التقنية (إذا كان ذلك على صلة)

ICARDA Institutional Knowledge Management Initiative

اسم المؤسسة (المؤسسات) التي سهلت توثيق/تقييم التقنية (إذا كان ذلك على صلة)

International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) - لبنان

1.3 الشروط المتعلقة باستخدام البيانات الموثقة من خلال WOCAT

يوافق جامع المعلومات والشخص (لاشخاص) الرئيسي لمصدر المعلومات على الشروط المتعلقة باستخدام البيانات الموثقة من خلال WOCAT:

نعم

1.4 إعلان بشأن استدامة التقنية الموصوفة

هل التقنية الموصوفة هنا تمثل مشكلة فيما يتعلق بتدهور الأراضي، بحيث لا يمكن إعلانها تقنية مستدامة لإدارة الأراضي؟:

كلا

2.1 وصف مختصر للتقنية

تعريف التقنية:

The technology integrates off-grid soil-less cultivation within a net house, utilizing solar-powered root zone cooling and ultra-low energy irrigation, thus significantly enhancing water and energy efficiency for sustainable agriculture in arid regions. This innovation is a key contribution within the Water-Energy-Food Nexus, addressing the unique challenges of food production in the Middle East.

2.2 وصف تفصيلي للتقنية

الوصف:

Achieving food production and food security in the Middle East is challenging due to the region's arid climate. Net houses and greenhouses offer potential solutions by improving water efficiency and providing better climate control. However, traditional greenhouses require substantial water and energy inputs. This challenge is directly linked to the Water-Energy-Food (WEF) Nexus, which offers integrated solutions to these interconnected needs.
In 2022, the International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) began experimenting with various greenhouse models in the United Arab Emirates (UAE) to develop an optimal WEF solution. The outcome of these experiments is a water- and energy-efficient “net house” with several advantages.
One major issue with conventional greenhouses is their high water use due to the inefficiency of traditional soil bed systems. ICARDA’s research highlighted that simplified closed soil-less production systems can reduce irrigation water needs by more than 50%. These systems also offer additional benefits, including shorter cropping cycles, no risk of soil degradation or contamination, higher resource efficiency, and lower operational costs, as they eliminate the need for sterilization, soil cultivation, base fertilizers, and weed control.
Traditional greenhouses typically use pads and fans for cooling, but these systems have significant drawbacks. They are costly, require frequent maintenance and replacements, and consume a large amount of electricity. It's also noteworthy that most Gulf countries have recently increased their electricity prices. One approach to reducing cooling needs is to use a net house instead of a traditional greenhouse, combined with ventilators.
Another factor contributing to high energy consumption in traditional greenhouses is the use of conventional drip irrigation systems. In collaboration with the Massachusetts Institute of Technology (MIT), ICARDA researched energy-efficient drip irrigation systems, leading to the development of Ultra Low Energy (ULE) drippers. These drippers reduce pumping energy by 80%, which in turn lowers the number of solar panels required, making the system more cost-effective.
The efficient WEF Nexus solution proposed by ICARDA comprises five key technologies:
1.Closed soil-less production system: A hydroponic system with fertigation.
2.Net house: A structure that allows airflow while protecting crops from insects and adverse weather.
3.Ultra-low pressure irrigation system
4.Root zone cooling: In soil-less systems, cooling the root zone is easier and more cost-effective through ventilation.
5.Low-cost solar energy: The rapid decline in the cost of solar panels enhances the system's affordability.

This case study focuses on irrigation and fertigation solar powered solution with a Hybrid AC/DC root zone cooling. It is hybrid, which implies that there are no batteries to keep the house running at night and when sunshine is insufficient, it takes electricity from the grid. Compared to conventional cooled greenhouses, the net house measuring 8x30 meters offer multiple benefits compared with traditional greenhouses:
•Energy savings of 80% to 90%
•Extended production periods without any reduction in yield or quality
•Significantly lower costs
•Dramatically improved water productivity
•A 14% increase in net returns and a 28% reduction in costs.

This innovation demonstrates the effectiveness and necessity of integrated Water-Energy-Food strategies and contributes to a more water, energy, and food-secure Middle East.

2.3 صور التقنية

2.4 فيديوهات عن التقنية

2.5 البلد/المنطقة/المواقع التي تم تنفيذ التقنية فيها والتي يغطيها هذا التقييم

2.6 تاريخ التنفيذ

في حالة عدم معرفة السنة بالتحديد، يرجى الإشارة إلى التاريخ التقريبي:

• منذ أقل من 10 سنوات (مؤخرًا)

2.7 إدخال التقنية

حدد كيف تم إدخال التقنية:

• من خلال ابتكار مستخدمي الأراضي
• أثناء التجارب/الأبحاث
• من خلال المشاريع/ التدخلات الخارجية

التعليقات (نوع المشروع، الخ):

Greenhouse and net houses were already present.

3.1 الغرض الرئيسي ( الأغراض الرئيسية) للتقنية

• تحسين الإنتاج
• التكيف مع تغير المناخ/الظواهر المتطرفة وآثارها
• التخفيف من تغير المناخ وآثاره
• خلق أثر اقتصادي مفيد

3.2 نوع (أنواع) استخدام الأراضي الحالية حيث يتم تطبيق التقنية

استخدامات الأراضي مختلطة ضمن نفس وحدة الأرض:

كلا

3.3 هل تغير استخدام الأراضي نتيجة لتنفيذ التقنية؟

هل تغير استخدام الأراضي نتيجة لتنفيذ التقنية؟:

• لا (تابع مع السؤال 3.4)

3.4 إمدادات المياه

إمدادات المياه للأرض التي يتم تنفيذ التقنية عليها:

• ري كامل

التعليقات:

Hydroponic system

3.5 مجموعةالإدارة المستدامة للأراضي التي تنتمي إليها هذه التقنية

• الإدارة المتكاملة لخصوبة التربة
• إدارة الري (بما في ذلك إمدادات المياه والصرف الصحي)
• تقنيات كفاءة الطاقة

3.6 التدابير التقنية في مجال إلادارة المستدامة للأراضي

التعليقات:

A7: Soil-less cultivation

3.7 الأنواع الرئيسية من تدهور الأراضي التي تناولتها التقنية

التعليقات:

The net house protects soils and crops from wind and water erosion. By soil-less cultivation and rootzone cooling, less water is required hence it indirectly addresses the decline in water resources.

3.8 منع أو حد أو عكس تدهور الأراضي

تحديد هدف التقنية فيما يتعلق بتدهور الأراضي:

• منع تدهور الأراضي
• التكيف مع تدهور الأراضي

التعليقات:

The net house is an adaptive measure to LD however, by its higher energy- and water efficiency it indirectly prevents further degradation.

4.1 الرسم الفني للتقنية

4.2 معلومات عامة بخصوص حساب المدخلات والتكاليف

حدد كيفية احتساب التكاليف والمدخلات:

• لكل وحدة تقنية

عملة أخرى/ عملة وطنية (حدد):

Dirham

إذا كان ذا صلة، وضح سعر الصرف من الدولار الأمريكي إلى العملة المحلية (على سبيل المثال، 1 دولار أمريكي = 79.9 ريال برازيلي): 1 دولار أمريكي =:

3,67

4.4 التكاليف والمدخلات اللازمة للتأسيس

	تحديد المدخلات	الوحدة	الكمية	التكاليف لكل وحدة	إجمالي التكاليف لكل مدخل	% من التكاليف التي يتحملها مستخدمو الأراضي
غير ذلك	Net house structure	total	1,0	25000,0	25000,0
غير ذلك	Irrigation system	total	1,0	2015,0	2015,0
غير ذلك	Root Zone Cooling	total	1,0	5000,0	5000,0
غير ذلك	Hydroponic system	total	1,0	3000,0	3000,0
إجمالي تكاليف إنشاء التقنية					35015,0
إجمالي تكاليف إنشاء التقنية بالدولار الأمريكي					9540,87

إذا تحمل مستخدم الأرض أقل من 100% من التكاليف، حدد من قام بتغطية التكاليف المتبقية:

The project

التعليقات:

Cost show total cost for that specific components hence it includes aspects such as materials and installation (i.e., labour).

The hybrid AC/DC system, which uses electricity from the grid when sunlight is insufficient and shuts down at night, eliminates the need for batteries. Off-grid systems, by contrast, require at least four batteries, each priced at a minimum of $200. Additionally, the off-grid setup requires five extra solar panels, costing $150 each. As a result, the hybrid system reduces investment costs by $1,550.

4.5 الصيانة/الأنشطة المتكررة

	النشاط	التوقيت/الوتيرة
1.	Planting cucumber	September
2.	Harvesting cucumber	May

التعليقات:

Because of the root zone cooling the cucumber can grow for a longer period. Without root zone cooling the harvest is in April.

4.6 التكاليف والمدخلات اللازمة للصيانة/للأنشطة المتكررة (سنويًا)

	تحديد المدخلات	الوحدة	الكمية	التكاليف لكل وحدة	إجمالي التكاليف لكل مدخل	% من التكاليف التي يتحملها مستخدمو الأراضي
العمالة	Labour	Person-Days	2,0	800,0	1600,0
المواد النباتية	Cucumber seeds	seeds	800,0	0,3	240,0
الأسمدة والمبيدات الحيوية	NPK (12-12-36 + TE)	20 kg bag	2,0	200,0	400,0
الأسمدة والمبيدات الحيوية	Magnesium sulfate	20 kg bag	1,0	60,0	60,0
الأسمدة والمبيدات الحيوية	Calcium Nitrate	20 kg bag	2,0	200,0	400,0
الأسمدة والمبيدات الحيوية	Pesticides	Liter	1,0	106,0	106,0
غير ذلك	Water	cubic meter	40,0	3,13	125,2
غير ذلك	Energy (electricity)	kWh	1344,0	0,045	60,48
إجمالي تكاليف صيانة التقنية					2991,68
إجمالي تكاليف صيانة التقنية بالدولار الأمريكي					815,17

إذا تحمل مستخدم الأرض أقل من 100% من التكاليف، حدد من قام بتغطية التكاليف المتبقية:

The project

4.7 أهم العوامل المؤثرة على التكاليف

قدم وصفا لأهم العوامل التي تؤثر على التكاليف:

The most important costs factor making this innovation more cost effective than the conventionally cooled greenhouses is energy cost and water cost. For the conventionally cooled greenhouses these costs are respectively 302 and 680.

5.1 المناخ

5.2 طوبوغرافيا

وضح ما إذا كانت التقنية مطبقة على وجه التحديد في:

• غير ذات صلة

التعليقات والمواصفات الإضافية بشأن التضاريس:

SLM is soil less.

5.3 التربة

5.4 توافر المياه ونوعيتها

هل تعتبر ملوحة الماء مشكلة؟:

نعم

هل تحدث فيضانات في المنطقة؟:

كلا

5.5 التنوع البيولوجي

5.6 خصائص مستخدمي الأراضي الذين يطبقون التقنية

5.7 متوسط مساحة الأرض التي يستخدمها مستخدمو الأراضي الذين يطبقون التقنية

5.8 ملكية الأراضي، وحقوق استخدام الأراضي، وحقوق استخدام المياه

ملكية الارض:

• فردية، لا يوجد سند ملكية
• فردية، يوجد سند ملكية

حقوق استخدام الأراضي:

• فردي

حقوق استخدام المياه:

• فردي

هل تعتمد حقوق استخدام الأراضي على نظام قانوني تقليدي؟:

نعم

5.9 الوصول إلى الخدمات والبنية التحتية

6.1 الآثار التي أظهرتها التقنية في الموقع

الآثار الاجتماعية والاقتصادية

الإنتاج

توافر المياه ونوعيتها

الدخل والتكاليف

الآثار الايكولوجية

دورة المياه / الجريان السطحي

حدد تقييم الآثار في الموقع (القياسات):

Assessments are based on expert judgement and available reports

6.2 الآثار التي أظهرتها التقنية خارج الموقع

6.3 تعرض التقنية وحساسيتها لتغير المناخ التدريجي والظواهر المتطرفة/الكوارث المرتبطة بالمناخ (كما يراها مستخدمو الأراضي)

تغير مناخ تدريجي

تغير مناخ تدريجي

	الموسم	زيادة أو نقصان	كيف تتعامل التقنية مع ذلك؟
درجة الحرارة السنوية		زيادة	جيدة جدا
درجة الحرارة الموسمية	فصل جاف	زيادة	جيدة جدا
هطول الأمطار السنوي		انخفاض	باعتدال

6.4 تحليل التكلفة والعائد

كيف يمكن مقارنة العوائد نسبة لتكاليف الإنشاء (من وجهة نظر مستخدمي الأراضي)؟

كيف تتم مقارنة العوائدمع كلفة الصيانة/التكاليف المتكررة (من وجهة نظر مستخدمي الأراضي)؟

6.5 اعتماد التقنية

• 1-10‏%

من بين جميع الذين تبنوا التقنية، كم عدد الذين فعلوا ذلك بشكل تلقائي، أي دون تلقي أي حوافز مادية/مدفوعات؟:

• 10-0‏%

6.6 التكيف

هل تم تعديل التقنية مؤخرًا لتتكيف مع الظروف المتغيرة؟:

كلا

6.7 نقاط القوة / المزايا / الفرص التي توفرها التقنية

نقاط القوة/ المزايا/ الفرص من وجهة نظر مستخدمي الأراضي
Higher water use efficiency
Higher energy efficiency and better use of solar energy
Shortened cropping season without quantity or quality penalties
More cost effective
Increased net farm income
Non-reliant on fluctuating and increasing energy prices

6.8 نقاط ضعف / مساوىء / مخاطر التقنية وسبل التغلب عليها

نقاط الضعف/ المساوىء/ المخاطر من وجهة نظر مستخدم الأراضي	كيف يمكن التغلب عليها؟
High investment costs	The fully off-grid system is significantly more expensive. In contrast, the hybrid system—without batteries, shutting down at night, and drawing electricity from the grid when needed—has substantially lower investment costs due to requiring fewer solar panels and no batteries.
High technical skills required	The hydroponic system and improved electrical system require additional expertise. This challenge can be addressed by building capacity and providing education to extension services.

7.1 طرق جمع/مصادر المعلومات

7.3 روابط للمعلومات ذات الصلة على الإنترنت

العنوان/الوصف:

Arash Nejatian, Muthir Al Rawahy, Abdoul Aziz Niane, Amal Hassan Al Ahmadi, Vinay Nangia, Boubaker Dhehibi. (11/7/2024). Renewable Energy and Net House Integration for Sustainable Cucumber Crop Production in the Arabian Peninsula: Extending Growing Seasons and Reducing Resource Use. Journal of Sustainability Reseach, 6 (3).

عنوان الرابط URL:

https://hdl.handle.net/20.500.11766/69396

العنوان/الوصف:

Arash Nejatian (Producer, Director), Abdoul Aziz Niane, Vinay Nangia. (30/6/2023). Solar Powered Net House.

عنوان الرابط URL:

https://hdl.handle.net/20.500.11766/69293

العنوان/الوصف:

Arash Nejatian, Abdoul Aziz Niane, Vinay Nangia, Amal Hassan Al Ahmadi, Tahra Naqbi, Haliema Ibrahim, Mohamed Ahmed Hamdan Al Dhanhani. (16/6/2023). Enhancing Controlled Environment Agriculture in Desert Ecosystems with AC/DC Hybrid Solar Technology. International Journal of Energy Production and Management, 8 (2), pp. 107-114.

عنوان الرابط URL:

https://hdl.handle.net/20.500.11766/68508

العنوان/الوصف:

Arash Nejatian, Abdoul Aziz Niane. (31/5/2023). Net House Powered by Solar Energy.

عنوان الرابط URL:

https://hdl.handle.net/20.500.11766/69304

العنوان/الوصف:

Arash Nejatian, Abdoul Aziz Niane. (29/10/2022). Solar Energy Powered Net-House with Root Zone Cooling Hydroponic System. Beirut, Lebanon: International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA).

عنوان الرابط URL:

https://hdl.handle.net/20.500.11766/67736