Kameralarla tarlayı tarayan yeni nesil robotlar, kültür bitkisi ile yabancı otu ayırdıktan sonra lazeri bitkinin büyüme noktasına yöneltiyor. Bezelye, ıspanak ve pancarda yapılan bağımsız saha denemelerinde sezon sonundaki yabancı ot biyokütlesi, işlem görmeyen parsellere göre en az yüzde 97 azaldı. Ancak teknolojinin başarısını yabancı otun türü ve gelişme dönemi kadar çalışma kapasitesi, enerji ihtiyacı ve yatırım maliyeti de belirliyor.

Traktör tarlada ilerliyor; ancak arkasındaki ekipman toprağı işlemiyor ve herbisit uygulamıyor. Kameralar bitkileri görüntülüyor, yapay zekâ kültür bitkisi ile yabancı otu birbirinden ayırıyor. Sistem, yabancı otun büyüme noktasını belirledikten sonra lazeri bu bölgeye yöneltiyor.

Uzun süredir laboratuvar ve prototip çalışmalarıyla geliştirilen lazerli yabancı ot kontrolü, artık ticari üretim alanlarında da kullanılıyor. Traktöre bağlanan ticari makinelerin yanında, kendi başına hareket etmek üzere geliştirilen otonom prototipler de bulunuyor.

Teknolojinin bağımsız saha sonuçları dikkat çekici. Ancak araştırmalar, lazerli sistemlerin her yabancı ot türünde ve her üretim koşulunda aynı sonucu vermediğini gösteriyor.

Lazer yabancı otu nasıl etkisiz hâle getiriyor?

Robotik yabancı ot sistemlerinin ilk görevi, tarladaki bitkileri doğru tanımlamak.

Yüksek çözünürlüklü kameralar sıralar üzerindeki bitkileri görüntülüyor. Bilgisayarlı görü ve makine öğrenmesi modelleri; yaprak şekli, renk, büyüklük ve bitkinin sıra üzerindeki konumu gibi özelliklerden yararlanarak kültür bitkisi ile yabancı otu ayırıyor.

Tanımlanan yabancı otun meristemi, yani yeni yaprak ve sürgünlerin geliştiği büyüme noktası belirlendikten sonra lazer ışını bu alana odaklanıyor. Oluşan ısı meristem dokusundaki hücrelere zarar vererek bitkinin gelişmesini durduruyor.

Lazer kökü topraktan çıkarmıyor. Başarı, bitkinin yeniden gelişmesini sağlayan büyüme dokularının doğru hedeflenmesine bağlı. Gerekli enerji miktarı ve işlem süresi ise yabancı otun türüne, büyüklüğüne ve gelişme dönemine göre değişiyor.

North Carolina State University tarafından yayımlanan değerlendirmeye göre robotik yabancı ot sistemleri dört temel işlevi bir araya getiriyor: bitkiyi algılama, hedefe müdahale etme, tarlada yön bulma ve yabancı ot dağılımını haritalama.

Üç sebze türünde karşılaştırmalı deneme yapıldı

Lazerli yabancı ot kontrolüne ilişkin önemli saha araştırmalarından biri Cornell ve Rutgers üniversitelerinden araştırmacılar tarafından yürütüldü.

2024 yılında New York ve New Jersey’de kurulan üç denemede ticari bir lazerli sistem; bezelye, ıspanak ve pancar üretiminde incelendi. Araştırmada lazer uygulaması, ruhsatlı dozlarında kullanılan S-metolachlor, bentazon ve phenmedipham etken maddeli herbisit programlarıyla karşılaştırıldı. Yabancı otların serbestçe geliştiği kontrol parselleri ile lazer ve herbisitin birlikte kullanıldığı parseller de araştırmaya dâhil edildi.

Lazerli sistem tarladan yalnızca bir kez geçmedi. Denemelerde ürün ve yabancı ot çıkışına göre birden fazla uygulama yapıldı.

2025 yılında Pest Management Science dergisinde yayımlanan sonuçlara göre lazerli uygulama, dik gelişen tek yıllık yabancı otların kontrolünde incelenen herbisitler kadar veya onlardan daha etkili oldu.

İşlem görmeyen kontrol parselleriyle karşılaştırıldığında yabancı otla kaplı alan en az yüzde 45, yabancı ot yoğunluğu en az yüzde 66 azaldı. Sezon sonunda ölçülen yabancı ot biyokütlesindeki azalma ise en az yüzde 97’ye ulaştı.

Lazer uygulanan ürünlerde gelişme geriliği yüzde 1’i aşmadı. Herbisit uygulamasının yerine lazer kullanılan denemelerde kültür bitkisi biyokütlesi en az yüzde 30 arttı.

Bu sonuç, lazerli uygulamanın bütün ürünlerde yüzde 30 verim artışı sağlayacağı anlamına gelmiyor. Araştırmada açıklanan değer doğrudan hasat edilen ürün miktarı değil, bitki biyokütlesi. Bulgular yalnız bezelye, ıspanak ve pancarda, denemenin yürütüldüğü çevre koşulları ve yabancı ot türleri için geçerli.

Her yabancı ot aynı başarıyla kontrol edilemiyor

Saha denemelerinde lazerli sistem; sirken ve ambrosia gibi büyüme noktası yukarıda ve açıkta bulunan tek yıllık yabancı otlarda başarılı oldu.

Semizotunda ve bazı tek yıllık dar yapraklı yabancı otlarda ise etkinlik daha düşük kaldı. Semizotunun dönem boyunca kademeli çıkış göstermesi yeni uygulamalar gerektirirken dar yapraklı yabancı otların korunaklı büyüme noktaları lazerin hedefe ulaşmasını zorlaştırdı.

Yabancı otun büyüklüğü de sonucu doğrudan etkiliyor. Küçük bitkilerin büyüme noktasını etkisiz hâle getirmek için daha az enerji ve daha kısa işlem süresi yeterli oluyor. Bitki büyüdükçe yeni büyüme noktaları oluşabiliyor; hedef sayısı, gereken enerji ve işlem süresi artıyor.

Araştırmalar en yüksek etkinliğin yabancı otlar erken gelişme dönemindeyken elde edildiğini gösteriyor. Kotiledon ile iki gerçek yaprak dönemi, birçok tür için en uygun müdahale aralığı. 2025 tarihli saha araştırmasında da lazerli kontrolün dört gerçek yapraktan daha küçük yabancı otlarda daha etkili olduğu bildirildi.

Çok yıllık yabancı otlar yeniden gelişebiliyor

Lazerli sistemlerin önündeki önemli sorunlardan biri, toprak altı organlarıyla yeniden gelişebilen çok yıllık yabancı otlar.

Lazer, bitkinin toprak üzerindeki büyüme noktasını etkisiz hâle getirse bile rizom veya kök parçaları canlı kalabiliyor. Bitki daha sonra yeni sürgün oluşturabiliyor. Bu durumda çıkan sürgünlerin tekrar hedeflenmesi gerekiyor.

Scientific Reports dergisinde 2024 yılında yayımlanan bir araştırmada ayrık otunun farklı büyüklükteki rizom parçalarından gelişen sürgünleri incelendi. Lazer uygulamasında en yüksek etkinlik, küçük rizom parçalarından gelişen bitkilerin üç yapraklı döneminde elde edildi.

Çalışma, uygun enerji dozu ve tekrar sayısıyla yeniden gelişmenin önlenebileceğini gösterdi. Ancak büyük rizomlardan gelişen bitkiler daha fazla enerjiye ihtiyaç duydu. Bu nedenle sonuçlar, tarladaki yerleşik çok yıllık yabancı otların tek bir lazer geçişiyle tamamen kontrol edilebileceği anlamına gelmiyor.

Yatırım maliyeti kullanım alanını belirliyor

Teknoloji tarlada çalışıyor; ancak ekonomik sonuç üretim biçimine ve makinenin yıl boyunca ne kadar kullanılabildiğine göre değişiyor.

Western Growers tarafından iki büyük yapraklı sebze işletmesinin verileriyle hazırlanan ticari saha incelemesinde kullanılan lazerli makinenin satın alma bedeli 1,2 milyon dolar olarak kaydedildi. Sistem; ıspanak ve diğer yapraklı sebzeler gibi elle yabancı ot temizleme maliyetinin yüksek olduğu yoğun organik üretim alanlarında çalıştırıldı.

Bir yıllık işletme verilerinde yabancı ot kontrol maliyetinin yaklaşık yüzde 40, acre başına ise 250 doların üzerinde azaldığı bildirildi.

Bu sonuç bütün işletmelere doğrudan uygulanamaz. İncelenen işletmeler geniş üretim alanına, uzun yıllık çalışma süresine ve elle yabancı ot temizleme giderinin yüksek olduğu ürünlere sahipti. Makinenin daha az çalıştığı, yabancı ot işçiliğinin düşük olduğu veya ürün değerinin yatırım maliyetini karşılamadığı işletmelerde aynı ekonomik sonuç elde edilmeyebilir.

Yabancı ot yoğunluğu arttıkça makine yavaşlıyor

Lazerli sistemin çalışma kapasitesi yalnız traktörün ilerleme hızına bağlı değil.

Kameraların belirlediği her yabancı ot ayrı ayrı hedefleniyor. Tarladaki yabancı ot sayısı arttıkça lazerin durması veya hedef üzerinde daha uzun süre çalışması gerekiyor. Büyük yabancı otlar da küçük bitkilere göre daha fazla enerji istiyor. Bu durum makinenin bir saatte işleyebileceği alanı azaltıyor.

Rutgers Üniversitesi tarafından yayımlanan değerlendirmede ticari sistemlerin küçük yabancı otlarda daha hızlı çalıştığı, bitkiler büyüdükçe gerekli enerjinin arttığı ve makine hızının düştüğü belirtiliyor.

2026 yılında yayımlanan yaşam döngüsü maliyeti araştırması da yabancı ot yoğunluğunu işletme maliyetini belirleyen temel değişkenlerden biri olarak gösterdi. WeLASER projesi kapsamında geliştirilen otonom robot üzerinden yapılan modellemede yatırım bedeli ve yakıt gideri toplam maliyet üzerinde belirleyici oldu.

Araştırmacılar, lazerli sistem için en uygun koşulların yabancı ot yoğunluğunun düşük olduğu, iyi yönetilen tarlalarda oluştuğunu belirtiyor. Sistemin sıra üzerindeki yabancı otları lazerle, sıra aralarını ise mekanik yöntemlerle kontrol eden birleşik uygulamalarda daha verimli kullanılabileceği değerlendiriliyor.

Çevresel avantajı enerji kaynağı da belirliyor

Lazerli uygulama tarlaya herbisit bırakmıyor ve mekanik ekipmanlar gibi toprağı hareket ettirmiyor. İşlem yalnızca belirlenen yabancı otların büyüme noktalarına yöneltildiği için tarlanın küçük bir bölümü doğrudan uygulamaya maruz kalıyor.

Ancak bu özellikler, sistemin yaşam döngüsü boyunca çevresel etkisinin otomatik olarak düşük olduğu anlamına gelmiyor.

WeLASER robotu için 2024 yılında yapılan yaşam döngüsü değerlendirmesinde enerji kullanımı teknolojinin başlıca çevresel sorunlarından biri olarak belirlendi. Robotun hareketi, görüntüleme ve kontrol sistemleri ile yüksek güçlü lazer aynı anda enerji tüketiyor. İncelenen prototipte kullanılan dizel-elektrik sistem, kullanım aşamasındaki iklim ve fosil kaynak etkisinin temel kaynağını oluşturdu.

Elektronik bileşenler ile lazer ünitesinin üretimi de metal ve ham madde kullanımı nedeniyle çevresel yük oluşturuyor. Araştırmacılar; enerji verimliliğinin artırılması, makinenin hizmet ömrünün uzatılması, parçaların yeniden kullanılması ve düşük karbonlu enerji kaynaklarına geçilmesinin çevresel performansı iyileştirebileceğini belirtiyor.

Bu çalışma ticari bir lazerli makinenin doğrudan ölçümüne değil, WeLASER prototipinden hareketle oluşturulan olası ticari modelin yaşam döngüsü değerlendirmesine dayanıyor.

Hedef dışındaki canlılar için araştırma sürüyor

Lazer ışınının yalnızca yabancı ota yöneltilmesi, hedef dışı canlıların hiçbir koşulda etkilenmeyeceği anlamına gelmiyor.

2023 yılında Frontiers in Agronomy dergisinde yayımlanan laboratuvar araştırmasında lazer enerjisinin Enchytraeidae familyasına ait iki toprak solucanı türü ile farklı gelişme dönemlerindeki iki böcek türü üzerindeki etkisi incelendi.

Toprağın üst tabakasında bulunan solucanlarda yapılan deneylerin biri dışında, denenen lazer dozlarında kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı bir ölüm artışı görülmedi.

Buna karşılık yabancı otları etkisiz hâle getirmeye yeterli lazer dozuna doğrudan maruz bırakılan böcekler öldü. Bitkiyi öldürmeye yetmeyen daha düşük dozlarda da böceklerde zarar veya ölüm görülebildi.

Deneme laboratuvar koşullarında ve canlıların doğrudan lazer ışınına maruz bırakılmasıyla yürütüldü. Bu nedenle sonuçlar, gerçek tarlada kaç böceğin lazerle karşılaşacağını veya tarla ölçeğindeki toplam ekolojik etkiyi göstermiyor. Hedef dışı canlıların lazerin odaklandığı noktada bulunma ihtimali ve uzun dönemli etkiler için yeni saha çalışmalarına ihtiyaç var.

Yüksek güçlü lazer güvenlik önlemi gerektiriyor

Tarımda kullanılan yüksek güçlü lazerler göz ve cilt için tehlike oluşturabiliyor. Işının taş, metal veya başka bir yansıtıcı yüzeye çarpması hâlinde hedef alanın dışına yönelme riski bulunuyor.

Hedef dışı etkileri inceleyen araştırmacılar, ışının uzak mesafede de aynı yoğunluğu koruyan paralel bir demet hâlinde kullanılmaması; yalnız yabancı otun büyüme noktasında odaklanacak şekilde tasarlanması gerektiğini belirtiyor. Böylece yansıyan ışının enerji yoğunluğu uzaklıkla birlikte azalıyor.

Saha denemesinde kullanılan ticari sistemin güncel modeli, üreticisi tarafından en yüksek risk grubunda yer alan “Sınıf 4 lazer ürünü” olarak tanımlanıyor. Bu nedenle koruyucu muhafaza, sensörler, acil durdurma düzenekleri ve operatör eğitimi teknolojinin ayrılmaz bir parçası.

Türkiye için ekonomik eşik nerede oluşabilir?

ABD’de üç sebze türünde alınan sonuçlar, teknolojinin Türkiye’de aynı etkinlik ve maliyetle çalışacağını göstermiyor. Kültür bitkisini ve yabancı otu tanıyan modellerin Türkiye’deki çeşitler, yabancı ot türleri, sıra düzenleri, toprak yüzeyi ve çevre koşulları altında ayrıca doğrulanması gerekiyor.

Mevcut araştırmalar, ekonomik açıdan iki koşulu öne çıkarıyor: elle yabancı ot temizleme giderinin yüksek olması ve makinenin yıl boyunca yeterince geniş bir alanda çalıştırılabilmesi.

Bu nedenle yüksek değerli sebzeler, yapraklı ürünler ve herbisit seçeneğinin sınırlı olduğu organik üretim alanları ilk değerlendirme alanları olabilir. Ancak bu, Türkiye’de yapılmış bir ekonomik fizibilite çalışmasının sonucu değil; yurt dışındaki saha ve maliyet araştırmalarından hareketle yapılan bir değerlendirme.

Yüksek satın alma bedeli nedeniyle hizmet alımı, ortak makine kullanımı veya üretici örgütleri üzerinden kurulacak modeller, tek bir işletmenin makine sahibi olmasına alternatif oluşturabilir. Bunun ekonomik olup olmayacağı; parsel büyüklüğü, yıllık kullanım süresi, yabancı ot yoğunluğu, işçilik gideri, enerji tüketimi ve ürün değerinin birlikte hesaplanmasına bağlı.

Lazer tek başına yabancı ot sorununu çözmüyor

Lazerli tarım robotları, yabancı ot kontrolünde laboratuvardan ticari tarlaya geçen yeni teknolojilerden biri. Bağımsız denemeler, uygun yabancı ot türlerinde ve erken gelişme döneminde etkili sonuç alınabildiğini gösteriyor.

Buna karşılık yüksek yatırım maliyeti, yoğun yabancı ot bulunan alanlarda düşen çalışma kapasitesi, çok yıllık türlerde gereken tekrar sayısı, enerji tüketimi ve güvenlik gereksinimleri yaygın kullanımın önündeki başlıca sınırlamalar.

Bu nedenle lazer, herbisit veya mekanik mücadelenin her koşulda doğrudan yerine geçecek tek bir yöntem değil. Güncel araştırmalar teknolojiyi; ekim nöbeti, tarla temizliği, mekanik mücadele ve gerektiğinde diğer kontrol yöntemleriyle birlikte yürütülen entegre yabancı ot yönetiminin yeni araçlarından biri olarak konumlandırıyor.

Tarladaki asıl değişim yalnız lazer ışınında değil; hangi bitkiye, ne zaman ve ne kadar müdahale edileceğini belirleyen görüntüleme, veri ve karar sistemlerinde yaşanıyor.

Kaynaklar

• Pest Management Science – Deep learning-based laser weed control compared to conventional herbicide application across three vegetable production systems
• Cornell University – Lasers match common herbicides at zapping East Coast weeds
• Rutgers University – A Rutgers scientist uses lasers to kill weeds
• North Carolina State University – AI-enabled robotic weeders in precision agriculture
• Scientific Reports – Laser weeding: opportunities and challenges for couch grass control
• Frontiers in Agronomy – Side-effects of laser weeding
• The International Journal of Life Cycle Assessment – Environmental performance of an autonomous laser weeding robot
• The International Journal of Life Cycle Assessment – Life cycle costing of innovative laser-based weed control technology
• University of Arizona – Western Growers laser weeding case study