
İklim Akıllı Canlandırıcı Tarım Sistemleri
Canlandırıcı/yenileyici/rejeneratif tarım, toprağın organik madde içeriği ve miktarını artırarak bozulmuş veya bozulmakta olan tarım toprağını iyileştirerek canlandırmayı amaçlayan bir tarım sistemidir. (Newton vd. 2020; Gordon vd. 2021; Karaca ve Ince 2023).
İklim akıllı tarım sistemleriyle, toprak biyolojik yapısının iyileştirilmesi, su ve karbon tutulmasının artırılmasına yardımcı olmak amaçlanmaktadır. İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemlerinin kullanılması, bir taraftan canlandırıcı tarımın uygulanmasına yardımcı olurken diğer taraftan da iyileştirilen toprağın tekrar bozulmasının önüne geçilmesinde de önemli katkılar sağlayabilmektedir. (Newton vd. 2020; Gordon vd. 2021; Karaca ve Ince 2023).
Rejeneratif tarım uygulamalarının tanımı yapılırken iki farklı kriterden yola çıkıldığı görülmektedir. Bunlardan birincisi uygulanan tarımsal işlem ya da yöntemleri, ikincisi ise çıktı veya hedefleri esas alıyor. Örneğin örtü bitkilerinin ekilmesi, hayvancılığın bitkisel üretim sistemine dahil edilmesi ve toprak işlemesiz tarım gibi uygulamalar rejeneratif tarımda benimsenen işlemleri anlatırken toprak sağlığının iyileşmesi, karbon bağlanması ve biyoçeşitliliğin artırılması gibi hususlar ise rejeneratif tarımın çıktıları veya hedefleri olarak değerlendirilebilir.” (Cetiner 2022).
Global iklim değişikliğini kısa dönemde tersine çevirmenin mümkün olmadığı durumlarda canlandırıcı tarım sisteminin amaçlarına ulaşması ancak iklim akıllı tarım sistemlerinin entegre edilmesi ve kullanılması ile mümkün olabilir.
Akıllı tarım sistemi ve uygulamaları; tarımda kullanılan dijital mobil veya sabit her türlü araç, cihaz, alet ve ekipmanlar olup, bunların verimliliğinin artırılmasına, daha etkin kullanılmasına, maliyetlerin düşürülmesine, ilaçlama, gübreleme ve sulama gibi faaliyetlerin tam ve zamanında ihtiyaca göre uygulanmasına, fosil yakıtların tüketiminde tasarruf yapılmasına, her türlü tarımsal faaliyetin gerektirdiği ihtiyaca uygun olarak çalıştırılmasına ve sonucunda atmosfere salınan sera gazlarının emisyonunda azaltmalara imkan veren sistem ve uygulamalardır.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle toprak sağlığının iyileştirilmesi, biyoçeşitliliğin arttırılması, sentetik pestisit ve gübre kullanımında kısıtlamalara gidilmesi, ürün artıklarının gübre olarak kullanılması, daha az sıklıkta toprak işleme ve örtü ekimi yapılması, rotasyonlu ekim yaparak çok yıllık yem bitkileri ile toprağın yem bitkileri ile kaplanması, hayvancılık faaliyetlerinin entegrasyonu ile doğal gübre eldesi sonucu doğal döngünün sağlanması, toprağın azotça zenginleştirilmesi ve karbon tutulumunun artırılması sonucu endüstriyel tarım faaliyetleri ile oluşan karbon salınımının 3 yıl içerisinde %50’den fazla azaltılması ve topraktaki organik karbonun geri kazandırılması gibi primer hedeflere sahip olan canlandırıcı tarım uygulamaları ile global düzeyde ortaya çıkan iklim değişiklikleri nedeniyle değişen üretim şartlarının sürdürülebilir olarak sağlanması amaçlanmaktadır.
2050 yılında dünya nüfusunun var olan süreçlerin değişmemesi şartıyla 9 milyarın üzerine çıkması kuvvetle muhtemeldir. Bu büyük nüfus artışıyla birlikte gıda krizi, çevre kirliliği ve global ölçekte pandemi gibi sorunların yaratacağı zorluklar yaşamı olumsuz etkileyebilecektir. Aynı zamanda, doğal yaşam kaynaklarının aşırı kullanımı, toksik atıkların artması yanında uzaysal çöplerin (uydu, hava taşıtı vb. kalıntıları) gibi faktörler hem atmosfer hem de çevre kirliliğinin daha da artmasına neden olabilecektir.
Toprak sağlığının ve diğer doğal kaynakların sürdürülebilir bir şekilde yönetilmesi, sonraki nesillere sağlıklı bir çevre bırakılması ancak bilimsel yaklaşımlarla mümkün olabilecektir.
Bilimsel yaklaşımlarla, su ve toprak gibi kritik doğal kaynakların verimli bir şekilde korunarak kullanılması, bozulmalarının azaltılması ve en aza indirilmesi ile global iklim değişikliğinin etkilerinin azaltılması ve iklim değişikliği ile mücadele edilmesi, ancak 21. yüzyılda iklim akıllı canlandırıcı tarım sistemlerinin kullanılması ile mümkün gözükmektedir. (Karaca ve Ince, 2023).
Global iklim değişikliği olmasa dahi aşırı kimyasal gübre ve pestisit kullanımı önce tarım topraklarının verimliliğinin düşmesine neden olmakta ve devamında da artan çevresel etkiler nedeniylede gıda güvenliğini tehdit etmektedir. Sürdürülebilir olmayan bu durum, topraklardaki yetersiz karbon miktarı ve bitki besin elementlerinin yetersizliği gibi sonuçlar doğurmuştur. Tarım topraklarının organik madde seviyeleri, uygun olmayan toprak işleme uygulamaları, aşırı kimyasal gübre kullanımı ve atık bırakmayan bitki rotasyonları nedeniyle azalmıştır. Bu durumlar da, toprak sağlığını olumsuz etkileyerek, düşük agregat stabilitesi ile infiltrasyon oranına neden olmakta, su kullanım etkinliğinde, toprak mikrobiyolojik aktivitesinde ve bitki besin maddelerinin alınabilirliğinde azalma gibi sorunlara yol açmaktadır. Canlandırıcı tarımın ilkeleri olan toprak bozulmasını en aza indirmek (toprak işleme yok), kimyasal girdilerin kullanımını azaltmak, mikroorganizmalar dahil yer üstü ve yer altı biyoçeşitliliğini en üst düzeye çıkarmak, toprağı bitki örtüsü ile kaplı tutmak, ara ekim ve tohumlama ve hayvancılık entegrasyonu gibi uygulamalar bile iklim değişikliğinin etkilerini azaltmakta yetersiz kalabilmektedir (Teague ve Kreuter, 2020; Wagner ve ark., 2020; Lal, 2020; Karaca ve Ince 2023).
Canlandırıcı tarım sistemine entegre edilecek iklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleri ile bir taraftan canlandırıcı tarım sistemlerinin kapasitesi artırılırken diğer taraftan iklim değişikliğine uyum sağlayacak toprak kullanım yöntemlerinin uygulanması, yetiştiricilikte rotasyon/münavebe yapılması, biyoçeşitliliğin korunması sağlanırken diğer taraftan sera gazı emisyonlarını azaltma ve toprakta karbon tutulmasının artırılması sağlanabilir. (Verhagen ve diğerleri, 2017; Oberc ve Schnell, 2020; Louthan ve Morris, 2021).
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleri ve uygulamaları ile iklim değişikliğiyle mücadele kapsamında, gıda güvenliği ve sürdürülebilir tarım için gerekli teknik, politika ve yatırım koşullarını ele almayı ve geliştirmeyi amaçlayan bütünsel faaliyetler amaçlanmaktadır (Verhagen vd., 2017). ; Oberc ve Schnell, 2020). Bu faaliyetler her türlü üretim ve coğrafi alan dahilinde, mümkün olan her yerde uygulanabilir (Oberc ve Schnell, 2020). İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleri uygulamalarıyla gıda güvenliğinin arttırılması, tarımsal üretkenliğin ve gelirlerin artırılması ve değişen iklim şartlarına uyumlu üretimin sağlanması mümkün olabilecektir.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleri doğa için doğayı anlayacak teknolojik sistemlerin, doğa ile uyum içinde çalışmasıyla endüstriyel tarımın olumsuz etkilerini tersine çevirerek tarım toprağını yenileyen sistemleri kullanmalıdır (Newton ve diğerleri, 2020; Schreefel ve ark., 2020; Fenster ve diğerleri, 2021; Pellegrini ve diğerleri, 2021).
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleri tarımsal üretimde sentetik zirai kimyasalların azaltılmasını/ortadan kaldırılmasını teşvik etmelidir.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle otlatmanın kesintili kulanımını takiben bir meranın dinlenmesine izin veren otlatma sistemlerinden yararlanır.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle toprak verimliliğini, toprağın organik içeriğini, biyolojik azot (N) fiksasyonunu ve besin maddelerinin geri dönüşümünün artırılmasına yönelik faaliyetler kullanılır.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle biyotanın (örneğin solucanlar ve mikroorganizmalar) aktivitesini ve tür çeşitliliğini artırarak toprak yapısının iyileştirilmesine yönelik faaliyetler kullanır.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle yağışları korunarak yeşil su mevcudiyetini arttırmak, akış ve buharlaşmadan kaynaklanan kayıpları azaltmak, toprak sıcaklığının düzenlenmesi ve derin kök sistemlerinin teşvik edilmesi sağlanır.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle sürekli bir yer örtüsünün korunmasına yönelik önleyici tedbirler yoluyla su ve rüzgâr erozyonunun kontrol edilmesi, örtü iyileştirici arazi oluşturma ve yerleşim yerlerinin tarım topraklarına kurulumunu önleyerek yetiştirme alanlarının korunması sağlanır.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle, toprak asitlenmesinin ve element dengesizliğinin bozulması, biyogübreler (örn. kompost, gübre, mikoriza) yoluyla desteklenerek kimyasalların gelişigüzel kullanımının azaltılmasını sağlar.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle toprağın su tutma oranının artırılmasıyla kabuklanmayı, sıkışmayı, sertleşmeyi ve kurumayı azaltarak su ihtiyacı en aza indirilir.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle artık malç, örtü ekimi uygulamalarıyla biyo gözeneklerin oluşturulması sağlanır.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle bitki büyümesini teşvik etmek için, iyi yönetilen otlatma uygulamaları (örneğin dönüşümlü otlatma, mera ekimi), artan toprak karbon birikintileri, mera ve otlak arazisi verimliliği artırılır.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle kısa vadede, toprak işlemenin hiç yapılmaması veya çok az toprak işleme yapılması önerilir. Aksi taktirde daha az su ve karbon tutulmasına, bitki ve kök büyümesinin yavaşlaması gibi sorunlara neden olabilir.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle birlikte, ara ürünler, örtü bitkileri ve sınır bitkileri gibi bitkiler yetiştirilmelidir (LaCanne ve Lundgren, 2018). Bu ek ürünler, karbonun tutulmasına yardımcı olabilir ve böylece fotosentez yoluyla veya farklı şekildeki ekosistemlerle biyolojik çeşitlilik yaratır.
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemi uygulamaları ile atmosfere verilen karbon önemli düzeyde azaltılabilir. Atmosfere verilen sera gazlarının azaltılmasıyla da global düzeyde artan sıcaklık değerlerinde önce duraksama daha ileri dönemlerde ise azalmalar sağlanabileceği öne sürülmektedir (Teague ve Kreuter, 2020; Wagner vd, 2020).
İklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle gübrelemenin ve sulamanın birleştirilerek fertigasyonu ile tarımsal alanlarda önemli bir sorun olan yeraltı suyu nitrat kirliliğinin önlenmesi sağlanabilir.
Robotik sistem sulama sistemleri kullanılarak fazla su kullanımının önlenmesi mümkündür.
Akıllı sistemlerin kullanılmasıyla hem gübre kullanımı azaltılmış hem de besin maddelerinin yeraltı suyu ve akarsulara sızması önlenebilir.
Dijital gübreleme programı için uydu NDVI, dron NDVI, SPAD ve toprak NO3- sensoru gibi veriler network modelleme yazılımına entegre edilerek gübreleme zamanı ve miktarı model bazlı hesaplanarak uygulanabilir.
Üretim alanlarına yerleştirilen nem sensörleri ile sulama miktarı ve su kullanım etkinliği azaltılabilir. SPAD (bitki azot seviyesinin takibi için), uydu ve drone, termal kamera (bitki transpirasyon durumunun belirlenmesi için) gibi sensörleri kullanarak sulamada %45 ve gübrelemede %27 tasarruf sağlanabilmektedir.
Gübre uygulamaları sonrası meydana gelen amonyak emisyonu kaybının ölçülerek, oluşan kaybın önlenmesi hedeflenmektedir.
Sera Gazı Emisyonlarının izlenmesi, robot sistemleri kullanılarak, azotlu gaz (N2O, NH3 ve NO) ve karbondioksit (CO2) salınımının ölçülmesi ve takibi ile mümkündür.
Drone Multispektral Ölçümleri ile vejetasyonu kontrol edilerek, yaprak alanı ve biyomas tayini yapılarak, bitkilerin sağlıklı olarak yetiştirilmesi mümkün gözükmektedir.
Bitkilerde azot analizi yapılarak, toprakta yararlanılabilir azot değerlerinin stabil olarak kalmasının sağlanması mümkündür.
Sonuç olarak, iklim akıllı canlandırıcı tarım sistemleriyle; sıcaklığa ve kurağa dayanıklı çok yıllık bitkilerin yetiştirilmesi, bahçe bitkilerinde yaygın olarak kullanılan aşılama çalışmalarının tarla ve orman bitkilerinde de yaygınlaştırılması, her türlü teknolojinin doğanın yararına üretimde kullanılması, sera gazlarının salınımının 1/3’den sorumlu olan endüstriyel hayvan yetiştiriciliğinin azaltılması yanında bitkisel ve hayvansal kaynaklı besin maddelerinin bir kısmının mikroorganizmalar yardımıyla sağlanması ve toprağın iyileştirilmesi gibi tüm tarımsal faaliyetlerin yeniden gözden geçirilmesi yararlı olacaktır.