Sürdürülebilir tarım yöntemleri iklim krizi ve açlığa çözüm olabilir mi?

İçinde yaşadığımız dünya bazen sihirli gibi gelebiliyor zira gelişen teknolojiyle cebimizde adeta minik bilgisayarlar taşıyor, insanları uzaya gönderiyor, sanal evrenler yaratıyor ve daha önce aklımıza bile gelemeyecek birçok fikri hayata geçiriyoruz. Teknoloji, özellikle bilgisayarların ve internetin hayatımıza girmesiyle son 20 yılda inanılmaz bir şekilde gelişti. Bazı uzmanlar tarafından bu büyümenin yavaşladığı düşünülse de sadece 2021 yılı içinde Metaverse ile sanal evrenler, NFT teknolojileri ile kripto sanat eserleri ve Web 3.0 teknolojisi ile merkeziyetsiz internet kavramları ile tanışık ve bu kavramları önümüzdeki dönemde de sık sık duymaya devam edeceğiz.

9 insandan 1’i açlıkla mücadele ediyor

Bütün bu teknolojik gelişme ve ilerlemeye rağmen büyük bir soruna çözüm bulunamadı. Hala her 9 insandan 1’i açlıkla mücadele ediyor. Tarihte ilk defa obezite ve benzeri hastalıklardan ölen insanların sayısı açlıktan ölen insanların sayısından daha fazla ancak bu durum yine de dünyanın bazı bölgelerinde ciddi anlamda açlık problemi ile karşı karşıya kalındığı gerçeğini değiştirmiyor.

Öte yandan her alanda olduğu gibi tarım sektöründe de teknolojik gelişmeler yaşandı ancak bu gelişmelere rağmen gıda üretimi gezegenimize en çok zarar veren endüstrilerden biri. Amazon bölgelerinde hayvancılık yapmak adına yağmur ormanları yakılıp yerlerine soya tarlaları yapılıyor, İspanya’da çilek üretimi toprağın kurumasına neden oluyor, ve her geçen gün daha derinden hissettiğimiz su kıtlığı küresel bir sorun olmaya devam ediyor. Gıda üretimi nedeniyle dünyanın her yerinde birçok alan zarar görüyor.

Hollanda’nın başarısı

Hollanda’nın yüzölçümü Amerika Birleşik Devletleri’nden neredeyse 200 kat daha küçük ama buna rağmen gıda ihracatı konusunda ABD’nin hemen arkasında ikinci sırada yer alıyor. Hollanda’da kullanılan yüksek teknolojili ve yeni nesil tarım yöntemleri bu başarının ana sebebini oluşturuyor. Bu sayede neredeyse Konya ilinin yüzölçümü büyüklüğünde olan bir ülkede dünyadaki en verimli tarım sistemleri geliştirilip insanlığın geleceğini de şekillendirecek yapılar inşa edilebiliyor. Zira dünya nüfusu tahmin edildiği gibi artmaya devam ederse insanların gıda talebi de dramatik bir şekilde artacak. Bu nedenle dünyadaki nüfusu doğaya zarar vermeden beslemenin sürdürülebilir yolları sürekli olarak araştırma konusu oluyor.

Üretim sürecinin 3 adımı

Sürdürülebilir tarımın hayata geçirilebilmesi için bitki biliminin çok iyi kavranması ve biyolojik olarak çalışma mekanizmaları iyi anlaşılması gerekiyor. Bütün üretim süreçlerinde üç adım vardır: Girdi, işlem ve çıktı. Girdi kullanılan hammadde ya da işlenmemiş bilgi, işlem hammadde üzerinde kullanılan teknikler ve çıktı ise üretim sonucu ortaya çıkan maddedir. Eğer bir sistemin çalıma mekanizması iyi anlaşılmak isteniyorsa girdi ve işlem aşamalarından yapılacak parametre değişiklikleri dikkatle takip edilerek üretim süreci optimize edilebilir.

Tarımda simülasyon teknikleri ile verimlilik maksimize ediliyor

Wageningen Üniversitesi’nde bitki bilimleri araştırmalarını yürüten Leo Marcelis değiştirilen bu parametrelerin bitki üretimine ne gibi fayda ya da zarar sağladığını anlamak için bir dizi çalışma gerçekleştiriyor. Temel olarak test edilen şey farklı büyüme koşullarının bitkilerin büyüme süreçlerine ne gibi bir etkide bulunacağı. Bitkiler en basit anlamda fotosentez adı verilen biyolojik bir süreçle gelişip büyüyorlar. Bitkide yer alan hücreler güneş ışığını alarak şekere dönüştürüyor. Yani bitkilerin fotosentez süreci ne kadar iyi anlaşılırsa tarım konusunda yapılacak mühendislikler o kadar ileriye gider.

Üniversitede yapılan araştırmalarda bitkilerde gerçekleşen fotosentezi en iyi şekilde anlayabilmek için hassas sensörler kullanılıyor. Örneğin farklı ışık skalalarının bitkinin büyüme sürecini nasıl değiştirdiği inceleniyor. Renk skalalarının yanında sıcaklık, karbondioksit, konsantrasyon, nem ve rüzgar akışı gibi akla gelebilecek tüm parametreler teste tabi tutularak bir bitkinin nasıl büyüdüğüne dair olabildiğince çok veri toplanmaya çalışılıyor. Ve toplanan bu veriler büyüme sürecini optimize etmek adına simülasyon ve bilgisayar sistemlerine entegre ediliyor.

Bu şekilde bitkilerin çalışma mekanizması olan fotosentez en ince ayrıntısına kadar anlaşılmış oluyor. Daha sonra bu bilgiler bitkilerin nasıl performans sergileyeceğini simüle eden bilgisayar sistemlerine aktarılıyor. Yapılan bu işlemlerle bitki modelleri daha verimli hale getiriliyor.

Kısa zamanda ve maliyetsiz

Simülasyon sistemlerinin en büyük avantajlarından biri normal koşullarda çok fazla zamanınızı ve bütçenizi alacak işleri kısa zamanda ve maliyetsiz bir şekilde halledebilmektir. Bu sistemle bir bitkinin nasıl performans sergileyeceği ve veriminin farklı koşullarda ne düzeylerde olacağı büyük tarım ya da sera alanları kurmadan önce öngörülebilir. Bu ziraat mühendisleri ve bitki geliştiricilerine ne tür ortamların en iyi koşulları oluşturacağı konusunda anlamlı bilgiler verir. Böylelikle bir yemek tarifinde yer alan ölçüler gibi her bitkinin büyütülmesi için en ideal koşullara ulaşılabilir.

Hassas uygulamalı tarım

Sanayi devriminin ardından birçok fabrika kurulmuş ve şehirlerde artan iş imkanları nedeniyle köylerden ve küçük yerleşkelerden şehirlere büyük bir göç başlamıştı. Bu göç dalgası hala devam ediyor ve bugün de dünya nüfusunun artmasının yanı sıra göç sebebiyle de şehir nüfusu her geçen gün artıyor. Şehirlerde yaşan bu insanların gıda ihtiyacını sağlamak için daha fazla gıdaya ihtiyaç var. Ancak bu gıdaları yetiştirmekte en büyük sorun su tedariği. Özellikle son yıllarda küresel ısınmanın artması ve tatlı su kaynaklarının giderek azalmasıyla dünya ciddi bir su sorunu ile karşı karşıya kaldı. Ülkemizde de İstanbul ve bazı büyük şehirlerde son yıllarda özellikle yaz aylarında barajlardaki su seviyelerinin kritik noktaya geldiğine dair haberler sık sık gündeme geliyor. Sorulacak en kritik sorulardan biri de 10 milyar insanın sürdürülebilir bir şekilde nasıl besleneceği.

İklim değişikliğinden etkilenmeyen kontrollü tarım alanları

Sorunun merkezinde sürekli değişen iklim koşulları yer alıyorsa yapılacak en iyi şeylerden biri bu sorundan kurtulmaktır. Bu nedenle gıdaları tahmin edilemez ve sürekli değişen ortamda yetiştirmek yerine kontrollü ortamlar oluşturularak büyüme süreci bu alanlar içinde gerçekleştiriliyor. Bu şekilde kontrollü bir alanda gıda yetiştirmek tarım ve ekonomi açısından yararlı olmasının yanında sürdürülebilir bir şekilde tarım yapmanın da en iyi çözümlerinden biri. Kontrollü ortamlarda sadece ortam sıcaklığı kontrol altına alınmaz. Kullanılan enerji, su, besin, arazi kullanımı ve diğer tüm faktörler kontrol altına alınarak sürdürülebilir ve verimli bir tarım anlayışına geçilebilir.

Bu tür kontrol edilebilir sistemlerin en büyük avantajı tarım alanına bile gitmeden bilgisayarlardan yapılacak müdahaleler ile ortam şartlarının değiştirilebilmesi. Teknoloji bu alanlarda iklimi kontrol etmek için sınırsız güce sahip olan bir araç gibi çalışır. Örneğin kontrol noktalarına yerleştirilecek ışık sensörleri ile seralara gelen ışık miktarları dijital olarak ölçülebilir. Işık bitkilerin büyümesi için ana faktörlerden biridir ve bir bitkinin aldığı ışık miktarı artarsa daha çok suya ihtiyaç duyar. Bunun yanı sıra daha çok gübreye ve daha yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyar. Bu noktada seralarda yer alan ışık sensörleri bitkilerin gelişimini değerlendirmek için büyük önem taşıyor. Zira son yıllarda artan küresel ısınma ile birlikte su ihtiyacı kritik seviyelere ulaştı.

Su sorununu nasıl çözeceğiz?

Su sorunlarıyla mücadele etmek adına döngüsel modern tarım yöntemleri büyük rol oynar. Tüm bitkilerin oluklarda yetiştirilmesi ile bitkiler tarafından kullanılmayan fazla su damlaları tekrar kullanılmak üzere toplanıyor. Bu dönüşüm verimliliği önemli ölçüde artırıyor. Bu şekilde yapılan sürdürülebilir bir tarımla normal şartlar altında kullanılan su miktarının sadece yüzde 10’u ile ürün yetiştirilebiliyor. Diğer bir ifade ile geleneksel tarım yöntemleri kullanıldığı sürece 10 kat daha fazla su harcanıyor. Havadaki partikülleri emip havadaki karbondioksit, nem ve sıcaklık değerini ölçebilen cihazlar sayesinde bilgisayar sistemlerinin de yardımıyla her bir mahsulün ihtiyaç duyduğu gübre miktarı da dahil olmak üzere ne kadar su aldığının da tespiti yapılabiliyor.

Veriler anlamlaştırıldığında

Tüm bunlar devasa boyutlarda veri oluşmasına neden olur. Ancak bilimde sık sık olduğu gibi veri tek başına anlamlı değildir. Toplanan verilerin bilgiye ve eyleme geçirilebilir bir anlayışa dönüştürülmesi gerekir. Anlamlandırılan bu veriler sayesinde büyüme koşulları optimize edilir. Bunun yanı sıra ne zaman ve hangi kalitede hasat yapılabileceği önceden tespit edilebilir. Bu sayede tarımcılar tam olarak ne ürettiklerini anlayarak her aşamaya müdahale edebilirler. Bu tür modern bir sistemin en büyük avantajlarından biri de mekandan bağımsız olması. Bu sayede herhangi bir bitkiyi, sebzeyi ya da meyveyi bulunduğunuz iklim ve toprak koşullarında yetiştirmek mümkün olmasa da modern tarım teknikleri ile bu durum tersine çevrilebiliyor.

Biyolojik sürecin dijitalleştirilmesi

Bitkiler ve tarım süreçleri en nihayetinde biyolojik sistemlerdir bu nedenle dijitalleştirilmeleri diğer süreçlere öre daha zor olabiliyor. Ancak doğru teknikler uygulanıp teknolojik engellerin de ortadan kalkmasıyla günümüzde birçok şeyin olduğu gibi bitkilerin de dijitalleştirilmeleri mümkün. Birçok bitki ve meyve benzer tada sahip olsa da çoğu zaman tatları biraz da olsa farklı olabilir. Örneğin yediğiniz iki elmanın tadı birbirine benzese de benzersiz bir tada sahiptirler. Bitkilerin dijitalleştirilmesi ile tadını ve yapısını beğendiğiniz bir elmanın dijital ikizini oluşturabilirsiniz. Bu dijital ikizlerle beraber istenilen elma gerekli tarife uyularak yeniden üretilebilir. Bu tür bilgisayar programları verdikleri destek tarifleri ile hangi bileşenlerin hangi miktarlarda gerekli olduğunu bildiriyor.

Bu tarım sektöründe çalışan insanların da hayatını tümüyle değiştirebilir. Hayatı boyunca domates yetiştirmiş biri domatesler hakkında her şeyi bilir. Ancak daha önce hiç tecrübeye sahip olmayan biri de bu tür bir teknolojiyi kullanarak kontrol sistemine ulaşıp domates üretme konusunda bir uzman olabilir.

Sera gazı emisyonu azaltılabilir

Sürdürülebilir modern tarımların gelecekte daha çok yayılması ile birlikte birçok yerleşim yerinde insanlar daha önce ulaşamadığı ya da pahalı fiyatlardan satın alabildikleri ürünlere kolayca ulaşabilecekler. Geleneksel tarım yöntemleriyle yetiştirilen bitkiler toprak ve iklim şartlarına göre ülkenin farklı yerlerine dağılır. Örneğin buğday Konya bölgesinde yetiştirilirken karpuz daha çok Adana bölgesinde yetiştirilir. Buralarda yetiştirilen ürünler ülkenin her şehrine, bazen de yurtdışına gönderilir. Bu taşıma esnasında büyük miktarda yakıt harcanır. Bu durum da ülkedeki ve dünyadaki sera gazı salınımını artırır. Modern ve sürdürülebilir tarım yöntemleri ile iklim krizinin en büyük nedenlerinden biri olan sera gazı salınımının bir miktar da olsa önüne geçilebilir.

Modern tarımın üç ilkesi

Modern ve sürdürülebilir tarımın üç ilkesi var. Bunlar yerel üretimi artırmak, taşıma mesafelerini azalmak ve olabildiğince verimli üretimler yapmak. Geleneksel tarımda kullanılan büyük tarım arazileri yerini daha küçük alanlara bırakabilir. Bu da tarım için kullanılan ve doğaya zarar veren büyük arazilerin doğaya geri verilmesi anlamına geliyor. Uzmanlar ayrıca modern tarım tekniklerinin dünyadaki açlığı önlemek adına da büyük bir adım olabileceğini düşünüyor. Akıllı cihazların hayatımızda iyice yer edinmesi ve yapay zekanın da gelişmesiyle akıllı seralar önümüzdeki 20 yıl içinde sadece birkaç kişinin idare etiği bunun dışında tamamen otomatik sistemlerin üretim sürecini yönettiği bir yapıya dönüşebilir.

Modern ve sürdürülebilir tarım pek çok soruna çözüm bulsa da hayatımızda ne zaman ve ne kadar yer edineceği devletlerin ve üretimcilerin bu sistemi ne kadar benimsediğine göre şekillenecekmiş gibi görünüyor.

HABERNEDİYOR.COM | TAYFUR BAL - ÖZEL HABER