Dikey Tarım

Her Detayıyla Dikey Tarım

Bu yazımı yazarken tamamen sohbet havasında dikey tarımdan bahsedeceğiz. Öncelikle bunların dünyayı değiştireceğini, öyle çok inovatif buluşlar olduğunu falan da düşünmüyorum. Hatta bir noktada bitkinin doğal davranışlarını negatif önde etkileyen sistemler olduğunu düşünüyorum. Ama bana çok hoş bir hobi olarak gözüküyor. Yani düşünsenize paranız var ve bel ağrıtan toprak çapalamaları ile uğraşmaya gerek yok. Aslında dikey tarım toprakla da yapılıyor ama bir hobi olacaksa taşınabilir ve minimal bir tasarımda olmalı. Bunun içinde topraksız tarımı dikey tarım ile birleştirip harika bir tarım kulesi inşa etmek kulağa çok hoş geliyor. Şimdi biraz bilimsel konuşalım; ne bu dikey tarım?

Dikey tarım, bitkilerin kapalı alanlarda, dikey olarak katmanlı sistemlerde yetiştirilmesidir. Bu yöntem daha az su kullanımı, yıl boyunca üretim ve kentsel alanlarda tarım yapabilme gibi kapasitelere sahip.

Tanımlar genellikle pozitif yönde çalışırlar ve asla zıt durumlardan, sağlıksız koşullardan bahsetmezler. Tamam dikey tarımda su tasarrufu, alan tasarrufu, çevre koşullarının kontrolüne imkan vermesi, tarım ilacında az kullanım yüksek verim ve gıda güvenliğinin kontrolü gibi avantajlara sahip olsa da yüksek başlangıç maliyeti, enerji tüketiminin artması, teknik bilgi ihtiyacı, ürün çeşitliliğinin sınırlandırılması, bakım zorlukları, üretim maliyetinin yüksekliği ve topraktan alınamayan besin maddelerinin suni olarak verilmesi ile oluşan maddi yükler göz ardı edilemeyecek türden dezavantajlardır.

Dikey tarım, kentlerin hızla büyümesi, tarım alanlarının imara açılması, tarım sektörüne olan ilginin azalması ile fazla nüfusa yeterli besinin ulaşmaması gibi sorunlara bir çözüm olarak ortaya çıkıyor. Yerel üreticinin üretmesini, şehirdeki nüfusun faydalı besinlerden taze halleriyle yararlanması dikey tarımı gelişmiş ülkelerde yaygın bir araç olarak öne çıkartıyor. Şimdi diğer yazılara baksanız gelecek için size şehirlerin dikey tarım alanlarına yer verecek şekilde tasarlanacağını bile söylerler. Bence tam tersi ,biz daha otopark sorununu bile çözememişken, büyük bir depremde ülkenin koca bir tabuta döneceğinden bahsederken, gelecek için böyle iyimser konuşmak bana ütopik bir hayal olarak gözüküyor. Çünkü biz plansız, programsız ve standartsız ilerleyen bir toplumuz. Ancak yine de umutlarımız yeşil tutacağız. Sosyal medyadaki ata tohumu paylaşımları ve doğaya dönüş toplulukları bize bir ışık yakıyor. Bu gibi projelerin en güzel noktaları yeni ilerlemeleri içinde barındırarak farklı kullanım alanlarına kapı aralamasıdır. Bu yeni kavramlar diğer yeni kavramlar ile birleşerek bir bütün oluşturuyor. Yapay zeka ve otomasyon entegrasyonları, iklim ve çevre kontrolü gibi avantajlar ile tarımdaki kontrolümüz iyice artıyor. Dünya her türlü açlığı bastırabilecek düzeyde bir toprak ve su bolluğuna sahip aslında. Ben tatlı su kaynaklarının ya da küresel ısınma gibi bahanelerin arkasına sığınan küreselcilerden çok daha farklı bir görüşteyim. Türkiye'de ekilebilir tarım arazilerinin işletilme oranı %60-65. Evet yanlış duymadın, daha ekebileceğimiz 35-40 oranlarında arazimiz var. Ancak bizim halkımız ne yazık ki tembel bir halk ve devletinde bunu teşvik edecek çok güze bir bürokratik sistemi var. Yeteri kadar eleştirdiğimize göre bu sistemin biraz detaylarından bahsedelim.

Dikey Tarım Sistemleri

Dikey tarım sistemleri içerisinde topraklı türleri de olsa bunun yeni bir sistem olarak anılması için alışılmışın dışına çıkılmalıdır. Üstelik topraklı dikey tarımda alan ve su kullanımı diğer sistemlere göre daha fazla olduğu için pek tercih edilen bir sistem değildir. Onun dışında dikey tarım hidroponik, aeroponik ve akuaponik sistemler olmak üzere üç ana başlıkta incelenmelidir.

Hidroponik Sistemler

Bu sistemlerde toprak ortadan kaldırılıyor ve bitki kökleri sürekli devridaim eden bir suyun içerisinde büyümeye bırakılıyor. Tabii ki kökler güneş ışığından korunuyor. Suyun içerisine ise topraktan bitkinin alacağı mineraller eklenerek zengin bir çözelti elde ediliyor. İşte su tasarrufu tam da burada işin içine giriyor. Su sürekli sistem içerisinde döndüğünden %90 oranlarında daha az su kullanımı oluyor. Yandaki resimde de gördüğünüz gibi bitkiler dikey şekilde konumlandırılıyorlar ve alandan da tasarruf edilmiş oluyor. Hidroponik sistemlerin düzeneklerine bir göz atalım.

Agregatlar

Toprak yerine agregat adı verilen malzemelerle bitkinin köklerinin yeterli miktarlarda hava ve su alması için kullanılırlar. Sıvı sistemlerde bitki köklerini destekleyen katı ortam bulunmazken agregat sistemlerde katı ortam desteği bulunur. Bunlara büyüme ortamı veya substrat adı da verilir. Agregatlar; kil bilyeler, perlit, kaya yünü, vemikülit ve hindistancevizi lifi gibi çeşitli malzemeden oluşabiliyor.

Besin Çözeltisi

Bitkilerin ihtiyaç duyduğu makro ve mikro besin elementlerini içeren özel formüllerle topraktaki besinler taklit edilir ve bitkinin ihtiyaç duyduğu miktar kesin olarak verilebilir. Bu durum verimi artırır.

Besin çözeltisinde Azot, fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum, demir, çinko gibi bitki besinleri kullanılır.

Su Tankı

Besin çözeltisinin depolandığı ve bitkilere ulaştırıldığı büyük su tankları kullanılır. Çözeltinin sirkülasyonunu sağlamak için pompa sistemleri entegre edilir. Mutlaka filtreler dahil edilmeli ve hem

Sistem

Suyun dolaşımının sağlandığı boru düzenekleri, oluklar ve bitki yataklarıdır. Boru olarak PVC borular veya büyüme kanalları kullanılabilmektedir. Bunlar dışında hava ve su pompası da kullanılır. Su pompasının görevi malum suyu sirküle etmektir. Hava pompası ise suyu oksijenlendirerek bitki köklerinin yeteri kadar oksijene ulaşmasına imkan tanır. Bunlarla yetinmiyoruz tabii ki. Eğer amatör bir iş yapmayacaksak pH ve EC ölçüm cihazlarımızı da sisteme dahil ediyoruz. EC ölçer çözeltideki elektriksel iletkenliği ölçmek için kullanılır. Uygun EC değeri bitkinin türüne ve hangi gelişim aşamasında olduğuna bakılarak belirlenmelidir. PH tarafında ise bu durum emilimin artmasının istendiği minerale göre belirlenir. Örneğin; demir ve manganez gibi elementlerin emiliminin artması isteniyorsa 5.5-6.0 civarlarında ve fosfor, kalsiyum ve magnezyum gibi elementlerin emilimini artıracaksak 6.0-6.5 gibi pH değerleri tercih edilebilir.

Ek Bileşenler

LED ve büyüme ışıkları ile bitkilerinizi daha fazla uyararak büyümeyi hızlandırabilirsiniz. Sistemi daha da otonom hale getirebilir ve zamanlayıcı ve kontrol sistemi ekleyebiliriz. Su pompası ve ışıkların otomatik olarak çalışmasını sağlamak için zamanlayıcılar. Hatta su seviyesini, sıcaklığı, nemi, ve besin oranını kontrol eden otomasyon sistemleri kullanılabiliriz. Ama eğer bu işi ticari olarak yapmayacaksak hiç gerek yok.

Hidroponik Sistemin Avantajları

Topraksızdır.
İklim kontrolü sağlar.
Su tasarrufu sağlar.
Hızlı büyüme ve mahsul artışı sağlar.
Besin maddelerinin etkin kullanımı sağlar.
Daha iyi alan tahsisi imkânı verir.
Ph üzerinde daha fazla kontrol sağlar.
Yabani ot zararlı veya toprakla ilgili hastalıklara rastlanmaz.
Daha az herbisit ve pestisit kullanımı görülür.
Emek ve zaman tasarrufu sağlar.
Bitki atıklarının yakılmasını azaltır.

Hidroponik Sistemin Dezavantajları;

Sistemi kurmak maliyetlidir.
Üretim saha koşullarına göre sınırlıdır.
Hassas ve zaman alıcı bir üretim sistemidir ve sürekli izlenmesi gerekir.
Teknik bilgi gerektirir.
Hastalık ve zararlılar hızla yayılabilir.
Su bazlı mikro-organizma tehdidi.
Sistem bütün bitkilerin üretimi için uygun değildir.

Aeroponik Sistemler

Bu sistemde kökler direkt havayla temas halindedir. Havada asılı duran köklere düzenli aralıklarla besin çözeltili su püskürtülür. Bu durum bitki büyümesini hızlandırır çünkü kökler yeterli miktarda oksijeni alır. Aslında bu yöntem hidroponik sistemdeki suyu oksijenlendirmek için kullandığımız hava pompası ihtiyacını ortadan kaldırır. Üstelik su kullanımında daha verimlidir.

Hidroponik Sistemden Farkları

Aeroponik sistemlerde kökler hava odasına doğru genişler ve bu odaya nozullerden su püskürtülür. Suyun basınçlı bir şekilde püskürtülmesi için yüksek basınçlı bir pompa kullanılır.

Aeroponik Sistemin Avantajları:

Daha Hızlı Bitki Büyümesi
Su Tasarrufu
Yerden Tasarruf
Kontrollü Besin Yönetimi
Hastalık ve Zararlılara Karşı Daha Az Risk
Temiz ve Hijyenik Ortam

Aeroponik Sistemin Dezavantajları:

Yüksek Kurulum Maliyeti:
Teknik Bilgi ve Bakım İhtiyacı:
Elektrik Bağımlılığı:
Karmaşık Kurulum ve Yönetim:
Sınırlı Bitki Seçimi:

Akuaponik Sistemler

Akuaponik sistem, balık yetiştiriciliği (akvakültür) ve hidroponik tarımı birleştirir. Bu sistemde, balıkların atıkları, bitkiler için doğal bir besin kaynağı olarak kullanılır. Bitkiler bu besinleri emerken, suyu filtreler ve temizler, bu da balıklar için sağlıklı bir ortam yaratır. Dikey akuaponik sistemlerde, balık havuzları ve bitki yetiştirme alanları birbiriyle entegre edilerek kapalı bir döngü oluşturulur. Bu yöntem, ekosistem benzeri bir denge sağlayarak çevre dostu ve sürdürülebilir bir gıda üretimi sağlar.

Akuaponik Tarımın Avantajları:

Doğal Ekosistem Döngüsü:
- Akuaponik sistemler, bitkiler ve balıklar arasında simbiyotik bir ilişki kurar. Balıkların ürettiği atıklar, bitkiler için besin maddesi olarak kullanılır; bitkiler de bu atıkları temizleyerek suyu balıklar için sağlıklı hale getirir.
- Bu döngü, kimyasal gübre ve yapay besin maddesi kullanımı ihtiyacını ortadan kaldırır.
Su Tasarrufu:
- Akuaponik sistemler, suyun kapalı bir döngüde sürekli olarak yeniden kullanılması sayesinde geleneksel tarım yöntemlerine göre %90'a kadar daha az su tüketir.
- Suyun yalnızca buharlaşma yoluyla kaybolduğu bu sistem, su kaynaklarının sınırlı olduğu bölgeler için idealdir.
Organik ve Kimyasal İçermeyen Üretim:
- Bitkiler, balıklara zarar vermemek için kimyasal pestisitler veya gübreler kullanılmadan yetiştirilir, bu da tamamen doğal ve sağlıklı ürünler elde edilmesini sağlar.
- Organik tarım uygulamalarına uygundur.
Çift Ürün Elde Etme:
- Akuaponik sistemde hem taze sebzeler hem de balıklar yetiştirilebilir. Bu, aynı sistemden birden fazla ürün almayı mümkün kılar.
- Balıklar, ticari amaçla ya da protein kaynağı olarak kullanılabilir.
Daha Az Toprak Gereksinimi:
- Toprak kullanılmadığı için tarım yapmak için geniş arazilere ihtiyaç duyulmaz. Bu da özellikle şehirlerde veya sınırlı tarım arazilerinde sürdürülebilir üretim yapmayı kolaylaştırır.
Yüksek Verim ve Hızlı Büyüme:
- Bitkiler, sürekli besin maddesi alımı ve köklerinin oksijene erişimi sayesinde daha hızlı büyüyebilir.
- Düzenli besin döngüsü ve su kalitesi sayesinde yüksek verim elde edilir.
Hastalıkların Azalması:
- Toprakla ilgili hastalıkların ortadan kalkması, bitkilerin daha sağlıklı büyümesini sağlar.
- Sistem kapalı olduğundan, zararlılar ve hastalıklar daha kolay kontrol edilebilir.

Akuaponik Tarımın Dezavantajları:

Yüksek Başlangıç Maliyeti:
- Akuaponik sistemlerin kurulumu için başlangıç maliyetleri yüksektir. Balık tankları, su pompaları, filtreleme sistemleri ve su kalitesi kontrolü için ekipmanlar gerektirir.
- Uzun vadede maliyetler dengelenebilir, ancak başlangıç aşamasında yatırım yapmak gerekebilir.
Teknik Bilgi Gereksinimi:
- Akuaponik sistemler, hem bitki hem de balık yetiştiriciliği hakkında bilgi gerektirir. Bu, özellikle yeni başlayanlar için öğrenme eğrisini zorlaştırabilir.
- Su kimyası, pH dengesi, amonyak ve nitrat seviyeleri gibi faktörlerin iyi anlaşılması önemlidir.
Sistem Arızalarına Karşı Hassasiyet:
- Akuaponik sistemler, elektrik kesintileri veya pompa arızaları gibi sorunlara karşı savunmasızdır. Su akışının durması, hem balıkları hem de bitkileri hızla etkileyebilir.
- Yedek güç kaynakları ve sürekli bakım gereklidir.
Sınırlı Balık ve Bitki Türleri:
- Her balık ve bitki türü akuaponik sistemlerde yetiştirilmeye uygun değildir. Belirli balık türleri (tilapia, sazan, alabalık) ve bitkiler (yeşil yapraklı sebzeler, otlar) daha yaygın olarak kullanılır.
- Balıkların ve bitkilerin uyumlu olması, sistemin başarısı için kritiktir.
Balıkların Bakımı:
- Balıklar canlı oldukları için sürekli bakım ve özen gerektirir. Beslenmeleri, su sıcaklıkları ve genel sağlıkları takip edilmelidir.
- Balık hastalıkları veya su kalitesi problemleri, tüm sistemin dengesini bozabilir.
Kurulum Alanı Gereksinimi:
- Küçük çaplı üretim için sistemler daha kompakt olsa da, geniş çaplı üretim için geniş alanlar gerekebilir.
- Dikey tarım veya diğer hidroponik sistemlerle kıyaslandığında, akuaponik sistemlerde yerleşim planı daha karmaşık olabilir.

Geleneksel Tarım vs. Dikey Tarım

Dikey tarım, özellikle teknolojinin gücünden yararlanarak tarımı daha verimli, sürdürülebilir ve yerel hale getiren bir modeldir. Bu alandaki teknolojik yenilikler, üretim süreçlerini optimize etmek ve çevresel etkileri azaltmak amacıyla sürekli olarak gelişmektedir. Bu tür inovasyonlar, dikey tarımın yaygınlaşmasında ve etkinliğinde önemli bir rol oynamaktadır.

Otomasyon ve Robotik Teknolojiler
Dikey tarım sistemlerinde, bitki bakımı, hasat, sulama ve besin takviyesi gibi işlemler genellikle otomasyon ile yapılır. Özellikle robotlar ve dronlar, tarım alanında büyük verimlilik sağlar. Bu robotlar, bitkileri kontrol ederek, her birinin büyüme durumunu izler ve gerektiğinde müdahale eder. Ayrıca, mahsulleri toplayarak, iş gücü maliyetlerini önemli ölçüde azaltır.
İklim Kontrol Sistemleri
Dikey tarım, kapalı alanlarda gerçekleştirildiğinden, iklim kontrol sistemleri büyük önem taşır. Bu sistemler, sıcaklık, nem, ışık ve hava kalitesini optimum seviyelerde tutarak bitkilerin en verimli şekilde büyümesini sağlar. Bu tür teknolojiler, bitkilerin doğal çevresel faktörlerden bağımsız olarak hızla gelişmesine olanak tanır.
LED Aydınlatma
Dikey tarımda geleneksel güneş ışığı yerine, bitkilerin fotosentez yapabilmesi için yapay ışık kullanılır. LED aydınlatma, enerji verimliliği yüksek ve kontrollü ışık spektrumu sağlayarak bitkilerin en verimli şekilde büyümesini destekler. LED’ler, farklı bitki türlerine özel ışık türleri ile büyüme hızını artırır ve enerji tüketimini minimuma indirir.
Hidroponik ve Aeroponik Sistemler
Dikey tarımda toprak kullanılmaz, bunun yerine hidroponik (su içinde besin çözeltileriyle) ve aeroponik (hava ile beslenen kökler) sistemler tercih edilir. Bu sistemler, suyun ve besin maddelerinin doğrudan köklere iletilmesini sağlar, bu da bitkilerin daha hızlı büyümesini ve daha az kaynakla yüksek verim alınmasını mümkün kılar. Aynı zamanda, bu yöntemler çevresel etkileri minimize eder ve tarıma uygun olmayan alanlarda bile verimli üretim yapılmasını sağlar.
Veri Toplama ve Analitik Teknolojiler
Dikey tarımda, bitki sağlığı, büyüme hızı, su ve besin ihtiyacı gibi faktörleri izlemek için sensörler ve akıllı sistemler kullanılır. Bu veriler, dijital platformlar aracılığıyla toplanır ve analiz edilerek, tarım sürecinde en uygun müdahaleler yapılır. Veri analitiği, daha iyi üretim kararları alınmasına ve tarımda verimliliğin artırılmasına yardımcı olur.
Yapay Zeka ve Makine Öğrenimi
Yapay zeka ve makine öğrenimi teknolojileri, dikey tarım sistemlerinde süreçlerin optimize edilmesine yardımcı olur. Örneğin, bitki büyümesi ve çevresel faktörler üzerinde yapılan analizlerle, makineler verimliliği artırmak ve kaynak kullanımını azaltmak için kararlar alabilir. Bu, daha akıllı ve etkili tarım tekniklerine olanak tanır.

Dikey Tarımda Ata Tohumu Kullanımı

Topraksız tarım sistemlerinde hibrit tohumlar yerine ata tohumlarının kullanımı üzerine yapılan çalışmalar, geleneksel tohumların genetik çeşitliliği ve doğal adaptasyon kapasiteleri sayesinde sürdürülebilir tarım uygulamalarına önemli bir katkı sunabileceğini gösteriyor. Araştırmalar, ata tohumlarının besin içeriği açısından zengin ve çevresel koşullara daha dayanıklı ürünler sağlayabileceğini, ancak bu tohumların topraksız tarım ortamlarına uyum sağlamalarının hibrit tohumlara kıyasla daha zor olabileceğini ortaya koyuyor. Bu durum, özellikle su ve besin maddelerinin dağılımı ile ilgili hassasiyetler gerektirebilir. Verim açısından, ata tohumları genellikle hibrit tohumlardan daha az ürün verebilir, fakat besleyici değerleri ve doğal lezzetleri açısından üstün olabilirler. Bu bağlamda, topraksız tarımda ata tohumlarının kullanımı, yüksek teknolojiyle desteklenen doğru besin yönetimi ve çevresel koşulların optimize edilmesiyle verimliliği artırabilecek umut verici bir alan.