Akıllı Tarım Nedir?

Son yıllarda gıda fiyatlarının artışı, gıdanın ilk zincir halkası olan tarıma gözleri çevirmiştir. Hızla artan nüfus ve buna paralel olarak artacak gıda ihtiyaçlarının dengesini eşitlemek için tarımda yenilikler yapılarak açığın kapatılması gerektiği kaçınılmaz bir gerçek olmuştur. FAO ve WHO’nun yaptığı çalışma ve yayınlar, mevcut duruma dikkat çekerek gelecekte bizi bekleyen sorunlara dair tahminlerde bulunmaktadır. Göstergeler, 2050 yılına geldiğimizde dünya genelinde 10 milyara ulaşabileceğini, besleyecek tarımsal üretim altyapısına sahip olmadığımıza işaret etmektedir. 

BM, ‘2019 Dünyada Gıda Güvenliği ve Beslenme Raporu’na göre halihazırda 821,6 milyon kişi açlık tehdidi altında iken; 670 milyon yetişkin, 120 milyon çocuk obezite ile savaşmaktadır. Bu dengesiz dağılımın yanı sıra üretimin başlangıcından tüketime varan süreçte gıdanın yaklaşık üçte birinin çeşitli sebeplerle kayba uğradığı bilinmektedir[1]. 

FAO’ya göre ise mevcut gelirler ve tüketim artışı bu şekilde devam ederse, tarımsal üretimin beklenen gıda ve yem taleplerini karşılamak için adına %60 oranında ek üretime ihtiyaç duyulacağı öngörülebilmektedir. İklim değişiklerinin de ek maliyetler gerektireceği düşünülecek olursa, bu sürecin oldukça zor olacağı bilinmelidir[2]. Buna bağlı olarak artan nüfusun gıda ihtiyacı karşılayıp karşılayamayacağı ise bir soru işareti olarak bizleri şimdiden uyarmaktadır. 

Tarımın temel düşünce tarzı olan, kısıklı olan kaynaklar ve toprak alanından maksimum verim sağlanması felsefesi ile gelişen teknolojik bağlantılar bizleri yeni nesil tarım uygulamaları ile tanıştırmaktadır. Tarımda, olumlu yönde düzeltmelere gidilerek gıda pazarında da dolaylı olarak hareketi arttırılması ile sektörde iyileşme sağlayacaktır. Yeni nesil tarımda dikkat çeken ve sıkça duyduğumuz akıllı tarım bu eksikliği gidermede önemli rol oynamaktadır. Peki nedir bu akıllı tarım?

Akıllı Tarım
Akıllı tarım, tarımsal verimliliğini artırmak için toprak ve ürün yönetimini, kaynakların daha ekonomik kullanımı ile çevreye verilen zararın en aza indirilmesini sağlayan tekniktir. Tarım sektöründe iklim değişikliğinin de etkisi ile kontrol edilemeyen faktörler, ürün kayıplarını artırmaktadır. Yapılan araştırmalar toprağın niteliği ve organik yapısının dikkate alınması, drenaj ve sulama uygulamaları, tohum seçim ve ekim metodu, toprak ve bitki besleme uygulamaları, bitki koruma uygulamaları, hasat teknikleri vb. konularda geleneksel metodların profesyonel bir şekilde izleme olanağı sunmadığını göstermektedir. 

Dijital izleme metotlarında sensör, kamera, uydu vb. kanallardan toplanan bilgiler sistematik olarak konum bazlı depolanmakta ve çeşitli algoritmalarla anlamlandırılarak sebep sonuç ilişkileri raporlanabilmekte, uygun veriler cep telefonlarından anlık bilgi olarak iletilebilmektedir. Endüstri 4.0 ile hayatımıza giren dijital teknolojiler karar destek platformlarına veri sağlayan aracılar görevini görmektedir. Tarım alanlarının genişletmek yerine daraldığı dünyamızda girdi maliyetlerini azaltıp verimi artırmak gereği açıktır[1].

Amacı Nedir?
Yenilikçi tarım çalışmalar ile, klasik üretimden vazgeçilerek, araziyi homojen olmayan değişken bir yaklaşımla ele alan bir uygulama biçiminin hayata geçirilmesi hedeflenmektedir. Burada amaçlanan ana unsur, tarımsal üretimde uygulanan girdilerin, ihtiyaç duyulduğu yerde, zamanda, miktarda kullanılmasıdır. Bir tarım işletmesinde ürün ekiminin yapıldığı alanda konumsal ve zamansal açısından farklılık gösteren gereksinimlere, bu konum ve zaman kriterleri göz önünde bulundurularak yapılacak müdahaleyi esas alan modern bir tarımsal üretim teknolojisidir. Çağın teknolojisi ve tarımın interaksiyonu ile birlikte, geliştirilmiş bilgi ve kontrol sistemlerinin kullanımıyla kaynak israfının önüne geçmeyi, ürünün brüt getirisini artırmayı ve üretimden kaynaklanan çevresel kirliliği en aza indirmeyi amaçlamaktadır. Akıllı tarım teknikleri, toprak işlemeden hasada kadar bitkisel üretimin hemen her döneminde kullanılabilmektedir. Yenilikçi tarımsal üretim sisteminin hedefleri arasında gübre ve ilaç gibi kimyasal giderlerinin azaltılması; bu kullanımların azaltılarak çevrenin korunması; yüksek miktarda ve kaliteli ürün sağlanması; işletme ve yetiştiricilik kararları için daha etkin bir bilgi akışının sağlanması ve tarımda kayıt düzeninin oluşturulması yer almaktadır[3].

Yararları nelerdir?
Günümüzde tarımsal üretim girdilerinin çevreye etkileri ve girdi maliyetlerinin azaltılması yönündeki baskılar, gelişen teknolojiyle birlikte gittikçe artmaktadır. Bu baskı, tarım arazilerinin fiziksel ve coğrafi değişkenlikleri, tekdüze olmayan toprak, ürün ve çevre aktörleri, girdilerin çevreye etkisi ve maliyetlerinin yükselmesi karşısında artan bir yoğunluk göstermektedir. Hassas tarım, girdilerin etkin (gereken miktarda) kullanımıyla ekonomik olmayı sağlamayı ve bu yolla çevreye olan etkilerini azaltmayı öngörmektedir. Bu durum aynı zamanda, ürün kalitesinde de tekdüzeliğin sağlanmasına katkıda bulunabilmektedir. Bu açılardan hassas tarımın hedefleri arasında; gübre ve ilaç gibi kimyasal girdi giderleri düşürülmesi, çevre kirliliğinin azaltması,yüksek miktarda, kaliteli ürün sağlanması, işletme ve yetiştiricilik kararları için daha etkin bir bilgi akışının sağlanması ve tarımda kayıt düzeninin oluşturulması sayılabilmektedir[3]. 

Tarımda hasat sonrası tüm faaliyetlerde akıllı tarım uygulamalarına geçmemiz önceliğimiz olmalıdır. Tarım ürünlerinin internet ortamında güvenli bir biçimde pazarlanması (e-pazarlama faaliyetleri) ulusal ve uluslararası pazarlarda rekabet avantajı sağlamak için gereklidir. Tarımda değer zincirindeki tüm faaliyetler akıllı tarımın yaygınlaşmasıyla değişecektir[4].

Akıllı Tarım Uygulamaları Nelerdir?
Geleneksel tarımın ve getirdiği olumsuzlukların çözümü tarımsal üretimdeki bu dönüşüm ile olanaklıdır. Bu felsefi dönüşümün beraberinde getirdiği tarım teknolojilerindeki yenilikler (değişken düzeyli uygulama sistemleri, nesnelerin interneti (IoT), insansız kara ve hava araçları, çiftlik yönetim bilgi sistemleri) üzerinde son yirmi yıldır ülkemiz bilgi ve prototip üretmekte olup son kullanıcının kullanımına hazır hâle gelmektedir[5]. 

Nesnelerin İnterneti (IoT) teknolojisinin olgunlaşmasıyla birlikte, çiftlik yönetimine bilgi ve iletişim teknolojisinin ve otomasyon kontrol teknolojisinin girişi popülerlik kazanmıştır. Uygulamada birçok fiziksel aygıtın oluşturduğu IOT temel olarak üç katmanlı bir yapıya sahiptir. İlk katman, kullanıcı arayüz katmanı olarak kabul edilen tarımsallaşmış olan uygulamaların işletildiği entegre uygulama katmanıdır. Bu katman kullanıcı bağımsızdır ve tarım alanını izlemek için kullanılan hücresel telefonları ve kişisel cihazları içermektedir. Bu katmana göre çiftçiler mahsullerini sağlıklı bir şekilde korumak için karar verebilir ve daha iyi gıda üretimi elde edebilirler. İkinci katman, verinin biçimlendirilmesi ve sınıflandırması, oluşturma, izleme, karar verme vb. gibi bazı sorumlulukları içeren bilgi yönetim katmanıdır. Bu roller bu katman içinde muhafaza edilir ve gerçekleştirilir. Üçüncü katman Gateway, RFID, GSM, Wifi, 3G, UMTS ve Bluetooth, düşük enerji, Zigbee vb. gibi iletişim teknolojilerini temsil eden ağ yönetim katmanıdır. Dördüncü katman, sensörlerin bütün türlerini, kameraları vb. içeren bilgi toplama katmanıdır. Bunlar, daha iyi mahsul bilgisi toplamak ve kolay tarım alanını saha izlemesi için kullanılır. 

Çeşitli sensörler(toprak pH, sıcaklık, nem, ışık yoğunluğu vb.) değişik parametrelerin ölçümü için ürün alanına yerleştirilir. Her bir aygıt tanımlama amaçlı atanan IP (Internet Protocol) adresi ile ağda yer alır. Sensörler ile ürün alanından toplanan veriler, kablosuz veya diğer yöntemlerle internete bağlı ağ geçidi kullanılarak buluta (cloud) gönderilir. Bulut ortamındaki veriler analiz edilerek veya doğrudan çiftçilerin akıllı telefonlarına veya bilgisayarlarına iletilir. Nesnelerin interneti ile akıllı tarımda çok sayıda uygulama yapılmıştır. Bu uygulamalardan bazıları tarım alanlarının izlenmesi ve otomatik olarak sulanmasıdır. Akıllı sulama sistemleri, toprağın ihtiyacı olduğu noktaya tam ihtiyacı olduğu kadar su verebilmektedir. Sistemde bir su kaçağı olması durumunda bunu kullanıcıya bildirebilmektedir. Sulamanın bu şekilde hedefe yönelik verimli kullanımı, toprağın kalitesinin ve küresel ısınmanın tehdidi altındaki bölgelerde su rezervlerinin korunmasını sağlamaktadır[6].

Sözlük
IoT: Nesnelerin interneti, fiziksel nesnelerin birbirleriyle veya daha büyük sistemlerle bağlantılı olduğu iletişim ağıdır. İnternet üzerinden diğer cihazlara ve sistemlere bağlanmak ve veri alışverişi yapmak amacıyla sensörler, yazılımlar ve diğer teknolojilerle gömülüdür.
Drenaj: Herhangi bir yerdeki suyun doğal veya yapay yollarla uzaklaştırılmasına yönelik yapılan çalışmalardır.
Algoritma: Algoritmalar açıkça belirtilmiş bir başlangıcı ve sonu olan işlemler kümesidir. Amaca ulaşmak için işlenecek çözüm yolları ve sıralamaları belirlenir ve algoritma bu sırayı takip ederek en mantıklı çözüme ulaşır.
Karar destek platformları: Karar sistemleri(KDS), verilmesi gereken kararla ilgili veriyi daha iyi anlayarak, daha etkin karar seçenekleri oluşturma, alternatifleri belirleme ve değerlendirme işlevlerine destek sağlayan ve doğru karar verme olasılığını artıran sistemlerdir.

Yazar: Merve BARUT

Kaynaklar:
[1] KIRKAYA ,A. (Şubat 2020) Akıllı Tarım Teknolojileri Uygulamaları Gebze Teknik Üniversitesi İşletme Doktora (S:3-6)
[2] AYTEKİN A, AYAZ A ,TÜMİNÇİN F.(2019) Intellıgent And Natural Agrıculture Wıth Industry 4.0 Bartın Orman Fakültesi Dergisi Cilt:21 Sayı:3 (S:1-2)
[3] ATASOY D Z. (Tarım Reformu Genel Müdürlüğü) (Ocak 2019 Ankara) Türkiye’de Akıllı Tarımın Mevcut Durum Raporu Akıllı Tarım Platformu Rapora Katkı Sağlayan Platform Üyeleri: VELİOĞLU H. (TRGM), İLERİ S. (TARMAKBİR), GEZİCİ M. (TAGEM) ve KOÇ C. (S: 5-6) (Akademisyen) (Ankara Üniversitesi)
[4] GÖKKÜR S. 2019. Endüstri 4.0 ve Tarım 4.0 ile Sürdürülebilir Gelecek, Apelasyon, ISSN:2149- 4908, Mayıs 2019, Sayı 66 Endüstri 4.0 ve Tarım 4.0 İle Sürdürülebilir Gelecek (S:2-3) researchgate.net/publication/342851264
[5] TEKİN B.A Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü - İzmir Tarımsal Üretimin Geleceği: Akıllı Tarım (Türktob Dergisi 2018 sayı:26)(S:1-2)
[6] DUMAN B. ÖZSOY K. Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Endüstri 4.0 Perspektifinde Akıllı Tarım(2019)(S:545-547) researchgate.net/publication/334234038