TARIMDA YENİ TREND: SENSÖRLER
Her geçen gün daha fazla üreticinin benimsediği ve hassas tarımın en önemli enstrümanlarından biri haline gelen sensörler, yenilikçi üretici çevrelerinde de en hızlı kabul gören uygulamalardan oldu. Mekanik, akustik ve optik olarak ayrılan türleri ile sensör teknolojileri, mahsullerde sulama potansiyeli, verim kalitesi ve gelişim aşamaları gibi noktalarda fark yaratan analizler sunuyor.
Tarım teknolojilerindeki evrimin bir getirisi olan hassas tarım uygulamaları, üreticilerin su, gübre ve tohum gibi kaynakları minimum kullanarak, verimliliği en üst düzeye çıkarmalarını sağlayan teknolojileri ifade ediyor. Bu sistemlerin en önemli parçası ise kuşkusuz sensörler. Toprak analizi, büyüme düzenleyicileri, hava durumu veya gerçek zamanlı su ve gübre sensörleri gibi sistemler, günümüzde modern bir üretim tesisinin en önemli yönetim araçları arasında. Sensör teknolojileri sayesinde üreticiler, bitkinin sulama potansiyelini, verim kalitesini, gelişim aşamalarını, besin seviyelerini, zararlı ve hastalık enfeksiyonlarını ve biyokütle, yaprak alanı ve dağılım gibi çeşitli morfoloji faktörlerini ölçerek, üretim koşullarını en iyi duruma getirebiliyor. Tüm bu sensör sistemleri, kullandıkları ölçüm prensipleri bağlamında mekanik, akustik ve optik olmak üzere 3’e ayrılıyor.
Sulama ve gübrelemede yaprak analizi
Mekanik sensörler, ölçüm faaliyetlerini arazi üzerindeki bitkiler ile fiziksel temasa geçerek gerçekleştiriyor ve temel ölçüm değerlerinin belirlenmesinde kullanılıyor. Bu temel ölçüm değerlerinden ilki, bitkilerin su potansiyellerinin belirlenmesi. Hücre bazında yapılan bu analizler, yaprağın turgor basıncındaki nispi değişimlerin ölçülmesini sağlıyor. İki manyetik sensör arasına yerleştirilen yaprak, bitki turgor ve manyetik basınç değerlerini okuyarak, bitkinin gerçek zamanlı su durumunu ölçebiliyor. Bu ölçüm sayesinde üreticiler, optimum sulama programları oluşturabiliyor.
Mekanik sensörlerden yararlanılan ikinci temel faaliyet ise biyokütle yoğunluğunun ölçülmesi. Bu sensörler, traktör tarafından çekilen mekanizmaya bağlı bir sarkaç sistemi ile birlikte kullanılıyor. Traktöre bağlı olarak belirli bir açıda arazi üzerinden geçen sarkaç, mahsuller içindeki farklılıkları saptıyor. Gübreleme uygulamalarının düzenlenmesinde ve optimum bitki koruma değerlerinin belirlenmesinde kullanılıyor.
Ses dalgası ile çevre okuma
Akustik sensörler ise araziye ultrasonik bir dalga sinyali yayarak arazinin geometrik yapısını tespit ediyor. Sensör sinyali belirli bir frekansta (genellikle 50-100 kHz) tekrarlanan bir tarama olarak yayılıyor ve bitkilere ulaşan sinyallerin yarattığı yansımaların okuması yapılıyor. Her yansıma, arazideki yeşil alanın geometrik yapısını ölçerek, bitki yapısı hakkında genel bir veri sağlıyor. Bir başka ifadeyle sensörden iletilen ultrasonik sinyaller, bitki boyutu, şekil, oryantasyon ve yaprakların konumu gibi geometrik şekilleri tanıyabiliyor. Ekim sırası, yabancı ot kontrolü ve bitkideki meyve durumu gibi verilerle üreticiye gereken analizleri kolayca sunuyor.
GPS tabanlı mahsul haritalandırma
Optik sensörler, adından da anlaşılacağı üzere, ürün yansımasını okurken ışık dalgalarından yararlanıyor ve monokromatikten multispektrale (<10 dalga bandı) ve hiperspektrale (> 10 dalga bandı) kadar çeşitli ışık dalgalarını okuyabiliyor. Uydular, İHA’lar ve zeminde kullanılan optik sensörlerin tamamı bu gruba ait. Uydu ve İHA’lar uzak mesafelerden görüntü toplamada kullanılırken, zemin sensörleri kısa mesafelerdeki yansıma verilerini toplayarak, bunları bir metin dosyası halinde bir araya getiriyor.
Zemin sensörleri ayrıca ışık kaynağına göre kendi içinde de aktif veya pasif olarak iki farklı sınıfa ayrılıyor. Kendi ışık kaynaklarına sahip olan aktif sensörler, bu sayede geniş bir aralıkta ışık veya belirli bir dalga boyu kullanarak görüntü işleyebiliyor. Pasif sensörler ise güneş gibi harici bir ışık kaynağına ihtiyaç duydukları için kullanımları biraz daha sınırlı. Ayrıca gün içerisinde de bulut ve gölge gibi faktörlerin etkisi ile yanlış okuma yapmaları gibi bir risk var. Sağlıklı bir okuma yapmak için pasif sensörlerin konumu ve mahsul ile olan uzaklıklarının büyük bir hassasiyetle ayarlanması gerekiyor.
Optik sensörlerin en yaygın kullanım alanı, GPS yardımıyla coğrafi koordinatları kullanarak mahsul haritaları oluşturmak. Bu haritalar sayesinde arazide daha fazla stres yaşayan bitkiler belirlenerek, kontrollü bir gübre programı hazırlanabiliyor. Bu işlem üreticiye masraf kalemlerinde önemli bir tasarruf sağlıyor. Bunun yanı sıra optik sensörler, yaprak alan indeksi (YAİ), yaprak klorofil içeriği, toprak örtüsü, kuru madde, su içeriği, verim, azot içeriği gibi çok faydalı ürün parametrelerini de tahmin edebiliyor.
Gelecek için dijital çözümler
Günümüzde iklim değişikliklerinin ve aşırı nüfus tehdidinin insanlığın geleceği hakkında ciddi çalışmalar gerektirdiği aşikâr. Acilen çözülmesi gereken tarımın bu başlıca problemlerine, üretim kaynaklarını daha verimli şekilde kullanmayı kolay ve ucuz hale getiren teknolojiler çözüm olabilir. Tarımda dijitalleşme, tarımı daha üretken ve tutarlı hale getirme, zamanı ve kaynakları daha verimli kullanma gibi konularda üreticiler adına kritik avantajlar sağlayan, etkili bir yaklaşım. Tarladaki değişkenleri tam olarak izleyebilme ve kesin verilere dayanarak karar verme olanağı, tarımsal üretim alışkanlıklarında kayda değer bir değişimin de habercisi.
- Arazi ve bitki üzerinde anlık ölçüm yapılmasına olanak tanıyor.
- Optimum sulama ve gübreleme programı geliştirebiliyor.
- Coğrafi koordinatlar yardımıyla ürün haritaları oluşturabiliyor.
- Ön hazırlık yapılmasına ihtiyaç duymuyor.
- Bitki kalite ve verimliliğinin artmasına yardımcı oluyor.