Futuristik Tarımsal Yaklaşımlar

Dr. Sami Dura / Adama Teknik ve Ürün Geliştirme Müdürü

Prof. Dr. Behiç Tekin / Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Tarım teknolojilerinin geleceği, küresel talepleri karşılamak için tarım üzerinde baskı oluşturan dört ana gelişmeyle yakından ilişkilidir:

1-Demografi (Nüfus bilimi)

2-Doğal kaynakların kıtlığı

3-İklim değişikliği

4-Gıda israfı.

Tüm öngörüler bize, mevcut nüfusun sürekli artmasına bağlı olarak 2050 yılına kadar % 70 daha fazla gıda üretmemiz gerekeceğini belirtiyor. Tam bu noktada Tarım 4.0 artık tüm tarlalara yoğun şekilde su, gübre ve zirai ilacı uygulanmasına bağlı olmayacak yenilikçi tarım yöntemleri sunuyor. Bununla birlikte, çiftçiler gereken minimum miktarları kullanacak ve çok özel alanları hedefleyecektir. Hedeflerine ulaşmada en büyük yardımcıları bilgi teknolojilerindeki gelişmelerden (öncelikle sensörler, cihazlar, makineler) maksimum düzeyde yararlanarak, çiftliklerin ve tarımsal faaliyetlerin çok farklı şekilde yürütülmesinin yenilikçi yolu açılmış olacaktır. Geleceğin tarımında veri toplamaya yönelik teknolojiler (sıcaklık ve nem sensörleri, iklim istasyonları, hava görüntüleri ve GPS teknolojisi), veri işleme teknolojileri (yapay zeka) ve ilgili amaca destek olan insansız araçlar gibi gelişmiş teknolojiler şimdiden olabildiğince kullanılmaya başlanmıştır. Bu gelişmiş cihazlar ve akıllı tarım ve robotik sistemler, çiftliklerin şu ana kadar olmadığı ölçüde daha karlı, verimli, güvenli ve çevre dostu üretim yapabilmelerini sağlayacaktır.

Bu gelişmeler, tarımı dönüştüren ve daha sürdürülebilir ve verimli bir gıda sistemi oluşturmaya yardımcı olan AI, IoT, robotik ve dijital platformlar gibi en son teknolojilerin geliştirilmesi ve uygulanması için dünya üzerinde birçok kuruluş tarafından çok önemli finansman sağlanmasına yol açmaktadır. Sürekli yatırım ve iş birliği sayesinde çiftçiler, tüketiciler ve gezegen için daha parlak bir geleceğin yaratılması amaçlanmaktadır. Son 10 yıla baktığımızda tarım teknolojisi, sadece 5 yılda 6,7 milyar dolar ve yalnızca geçen yılda 1,9 milyar dolar yatırımla büyük bir yatırım artışı görmüştür. Uzaydaki büyük teknolojik yenilikler, kapalı alanda dikey tarım, otomasyon ve robotik, hayvancılık teknolojisi, modern sera uygulamaları, hassas tarım, yapay zeka ve blockchain gibi alanlara odaklandı.

Dikey çiftlikler: Kapalı alanda dikey tarım yapılarak, ürün verimini artırabilir, sınırlı arazi alanının üstesinden gelebilir ve hatta tedarik zincirinde kat edilen mesafeyi azaltarak çiftçiliğin çevre üzerindeki etkisini azaltabilir. Kapalı alanda dikey tarım, kapalı ve kontrollü bir ortamda üst üste istiflenmiş ürün yetiştirme uygulaması olarak tanımlanabilir. Dikey olarak monte edilmiş yetiştirme raflarını kullanarak, geleneksel tarım yöntemlerine kıyasla bitki yetiştirmek için gereken arazi alanı miktarını önemli ölçüde azaltır. Bu tür yetiştirme, sınırlı alanda gelişme kabiliyeti nedeniyle genellikle şehir ve şehir çiftçiliği ile ilişkilendirilir. Dikey çiftlikler, bazı kurulumların bitkilerin büyümesi için toprak gerektirmemesi bakımından benzersizdir. Çoğu ya sebzelerin besin açısından yoğun bir su ortamı ya da özel substratlarda yetiştirildiği hidrofonik ya da bitki köklerine sistematik olarak su ve besinlerin püskürtüldüğü aeroponiktir. Doğal güneş ışığı yerine yapay yetiştirme lambaları kullanılır. Sürdürülebilir kentsel büyümeden azaltılmış işçilik maliyetleriyle mahsul verimini en üst düzeye çıkarmaya kadar, iç mekan dikey tarımın avantajları açıktır. Dikey tarım, yıl boyunca hassas bir şekilde ölçüm yapmak için ışık, nem ve su gibi değişkenleri kontrol edebilir ve güvenilir hasatlarla gıda üretimini artırabilir. Azaltılmış su ve enerji kullanımı yoluyla da enerji tasarrufunu optimize eder. Dikey çiftlikler, geleneksel çiftliklere göre %70’e kadar daha az su kullanır. Hasat, ekim ve lojistiği halletmek için robotlar kullanılarak iş gücü de büyük ölçüde azaltılır ve bu da çiftliklerin tarım endüstrisindeki mevcut işgücü kıtlığından kaynaklanan zorluklarını çözer.

Tarımsal Otomasyon: Genellikle “akıllı tarım” ile ilişkilendirilen tarımsal otomasyon, çiftlikleri daha verimli hale getiren ve mahsul veya hayvancılık üretim döngüsünü otomatikleştiren bir teknolojidir. Artan sayıda şirket, insansız hava araçları, otonom traktörler, robotik hasat makineleri, otomatik sulama ve ekim robotları geliştirmek için robotik yenilikler üzerinde çalışıyor. Bu teknolojiler oldukça yeni olmasına rağmen, endüstride giderek artan sayıda geleneksel tarım şirketi tarımsal otomasyonunu süreçlerine dahil ediyor.

Robotik ve dronlardan bilgisayarla görme yazılımına kadar değişen teknolojilerdeki yeni gelişmeler, modern tarımı tamamen değiştiriyor. Tarımsal otomasyon teknolojisinin birincil amacı, daha kolay, sıradan görevleri yerine getirmektir. Çiftlikler tarafından en yaygın olarak kullanılan bazı önemli teknolojiler şunları içerir: hasat otomasyonu, otonom traktörler, ekim, gübreleme, yabani ot mücadelesi ve insansız hava araçlarıdır (drone). Tarımsal otomasyon teknolojisi, artan küresel nüfus, tarım işçisi kıtlığı ve değişen tüketici tercihleri gibi önemli sorunları ele alır. Geleneksel tarım süreçlerini otomatikleştirmenin faydaları, tüketici tercihleri, işgücü kıtlığı ve çiftçiliğin çevresel ayak izinden (karbon ve su) kaynaklanan sorunları ele alarak çözmeye çalışmasıdır.

Hayvancılık Teknolojisi: Geleneksel hayvancılık endüstrisi, tartışmasız en hayati sektör olmasına rağmen, geniş ölçüde göz ardı edilen ve yeterince hizmet verilmeyen bir sektördür. Hayvancılık, her gün güvendiğimiz çok ihtiyaç duyulan yenilenebilir, doğal kaynakları sağlar. Hayvancılık yönetimi geleneksel olarak kümes hayvanları çiftlikleri, süt çiftlikleri, sığır çiftlikleri veya diğer hayvancılıkla ilgili tarım işletmelerinin işini yürütmek olarak bilinir. Hayvancılık yöneticileri doğru mali kayıtlar tutmalı, çalışanları denetlemeli ve hayvanların uygun şekilde bakımını ve beslenmesini sağlamalıdır. Bununla birlikte, son trendler, teknolojinin hayvancılık yönetimi dünyasında devrim yarattığını kanıtladı. Son 8-10 yıldaki yeni gelişmeler, endüstride canlı hayvan takibini ve yönetimini çok daha kolay ve veriye dayalı hale getiren büyük gelişmeler sağladı. Bu teknoloji, beslenme teknolojileri, dijital teknoloji ve daha fazlası şeklinde olabilir. Sığırlara ayrı ayrı giyilebilir teknolojiler (sensörler) yerleştirmek, tüm sürü için veri odaklı öngörüler sağlarken günlük aktiviteyi ve sağlıkla ilgili sorunları takip edebilir. Üretilen tüm bu veriler aynı zamanda üreticilerin hızlı kararlar almak için etkili ve kolay bir şekilde bakabilecekleri anlamlı, eyleme geçirilebilir öngörülere dönüştürülebilir.

Sensör ve veri teknolojilerinin mevcut hayvancılık endüstrisi için diğer faydalarına baktığımızda. Hasta hayvanları önceden ve kısa sürede tespit ederek ve iyileştirme alanlarını akıllıca tanıyarak yine sürünün üretkenliğini ve refahına olumlu etki eder.

Modern seralar: Geçmiş on yılda, sera endüstrisi, öncelikle araştırma ve estetik amaçlarla kullanılan küçük ölçekli tesislerden (yani, botanik bahçelerinden) doğrudan büyük ölçekli konvansiyonel gıda üretimi ile rekabet eden profesyonel tesislere dönüşmektedir. Son yıllarda büyüyen ortamı mükemmel şekilde uyarlamak için LED ışıklar ve otomatik kontrol sistemleri kullanan modern seralar, giderek daha fazla teknoloji ağırlıklı hale geliyor. Başarılı sera şirketleri, önemli ölçüde büyüyerek mevsim ne olursa olsun yerel gıdaya yönelik sürekli artan talepten yararlanmak ve düşük karbon salınımı için yetiştirme tesislerini kentsel merkezlerin yakınına yerleştiriyorlar. Seracılık endüstrisi, bu başarıları gerçekleştirmek için, mevcut pazarda rekabet edebilmek için gerekli altyapıyı oluşturmak için risk sermayesi ve diğer kaynakları kullanarak giderek daha fazla sermaye kullanıyorlar.

Akıllı Tarım (Smart Agriculture) : Tarım hızlı bir evrim geçiriyor, teknoloji her ticari çiftliğin vazgeçilmez bir parçası haline geliyor. Yeni akıllı tarım şirketleri, nem seviyeleri, zararlı ve hastalık stresi, toprak koşulları ve mikro iklimler gibi üretimin her değişkenini veriye dayalı kontrol ederek çiftçilerin verimi en üst düzeye çıkarmasına olanak tanıyan teknolojiler geliştiriyor. Akıllı tarım, ekip, dikmek ve yetiştirmek için daha doğru teknikler sağlayarak, çiftçilerin verimliliğinin artırmasına ve maliyetlerini yönetmesine olanak tanır.

Akıllı tarım şirketleri büyümek için önemli bir fırsat yakaladı. Hassas tarım pazarının 2025 yılına kadar 43,4 milyar dolara ulaşacağını tahmin ediliyor. Ortaya çıkan yeni nesil çiftçiler, ürünlerindeki verimini sistematik olarak en üst düzeye çıkaran daha hızlı, daha esnek girişimlere ilgi duyuyor.

Blokzincir ( Blockchain): Blok zincirinin yapısı, gıda değer zincirindeki her oyuncunun sorumlu ve izlenebilir bir sistem oluşturmak için veri noktaları oluşturmasını ve güvenli bir şekilde paylaşmasını sağlar. Sahipliği açıklayan etiketlere sahip geniş veri noktaları, herhangi bir değişiklik yapılmadan derhal kaydedilebilir. Sonuç olarak, bir gıda maddesinin tarladan sofraya yolculuğunun kaydı gerçek zamanlı olarak izlenebilir.

Blockchain’in gıdada kullanım durumları, gıda güvenliğini sağlamanın da ötesine geçiyor. Ayrıca ağda bir defter kurarak ve piyasa fiyatlandırmasını dengeleyerek mevcut piyasaya değer katıyor. Alış ve satış için geleneksel fiyat mekanizması, tüm değer zinciri tarafından sağlanan bilgilerden ziyade ilgili oyuncuların yargılarına dayanır. Verilere erişim verilmesi, arz ve talebin bütünsel bir resmini oluşturacaktır. Alım satımlar için blockchain uygulaması, geleneksel emtia alım satımında ve riskten korunmada da devrim yaratabilir. Blockchain, doğrulanmış işlemlerin gıda tedarik zincirindeki her oyuncuyla güvenli bir şekilde paylaşılmasını sağlayarak muazzam şeffaflığa sahip bir pazar yeri oluşturur.

Yapay zeka (Artificial Intelligence): Dijital tarımın ve ilgili teknolojilerin yükselişi, çok sayıda yeni veri fırsatı yaratmaktadır. Uzak sensörler, uydular ve İHA’lar, tüm alan üzerinde günde 24 saat veri toplayabilir. Bunlar bitki sağlığını, toprak durumunu, sıcaklığı, nemi vb. Konularda üretim alanlarını izleyebilir. Bu sensörlerin üretebileceği veri miktarı çok fazladır ve sayıların önemi bu veri yoğunluğunda gizlidir. Elde edilen veriler yapay zeka algoritmalarına sahip yazılımlar yardımıyla işlenerek enformasyona dönüştürülmektedir. Buradaki fikir, çiftçilerin kendi durumları hakkında çıplak gözle görebildiklerinden daha fazlasını anlatabilen ileri teknoloji (uzaktan algılama gibi) aracılığıyla sahadaki durumu daha iyi anlamalarına ve daha doğru işletmecilik kararları almalarına olanak sağlamaktır. Bu süreçler, sadece daha doğru değil, aynı zamanda onu tarlalarda yürürken veya sürerken görmekten daha hızlı gerçekleşir.

Uzak sensörler, algoritmaların bir tarlanın ortamını, çiftçilerin karar vermesi için anlaşılabilecek ve faydalı olabilecek istatistiksel veriler olarak yorumlamasını sağlar. Algoritmalar verileri işler, alınan verilere göre uyarlanır ve öğrenilir. Ne kadar çok girdi ve istatistiksel bilgi toplanırsa, algoritma bir dizi sonucu tahmin etmede o kadar iyi olacaktır. Amaç, çiftçilerin tarlada daha iyi kararlar alarak daha iyi bir hasat hedeflerine ulaşmak için bu yapay zekayı kullanabilmeleridir.